ES2264487T3 - Articulacion, especialmente articulacion esferica para piezas de mecanismos de traslacion de un vehiculo. - Google Patents
Articulacion, especialmente articulacion esferica para piezas de mecanismos de traslacion de un vehiculo.Info
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Abstract
Articulación, especialmente articulación esférica para piezas del mecanismo de traslación en un vehículo, con una carcasa de articulación y un casquillo de articulación con bola dispuesto en la misma, cuyo pivote sobresale de la carcasa de articulación y está envuelto por un fuelle de caucho con caperuza de protección, estando unido con la zona marginal del fuelle de caucho, que rodea el pivote de forma concéntrica, un anillo para sujetar la caperuza de protección, caracterizada porque el anillo (8) presenta en su lado exterior (8a) al menos una acanaladura (8b, 8c) estando incorporado por vulcanización en la zona marginal (6a) del fuelle (6) de caucho, y porque la caperuza (7) de protección está provista de varios salientes (9) en su lado interior (7a), que se puedan doblar desde fuera a través de orificios (10) en la caperuza (7) de protección, en unión positiva y no positiva, contra la acanaladura (8b, 8c) del anillo (8).
Description
Articulación, especialmente articulación
esférica para piezas de mecanismos de traslación de un vehículo.
La invención se refiere a una articulación,
especialmente articulación esférica para piezas del mecanismo de
traslación en un vehículo, con una carcasa de articulación y un
casquillo de articulación con bola dispuesto en la misma, cuyo
pivote sobresale de la carcasa de articulación y está envuelto por
un fuelle de caucho con caperuza de protección, estando unido con
la zona marginal del fuelle de caucho, que rodea el pivote de forma
concéntrica, un anillo para sujetar la caperuza de protección.
Una articulación conocida de este tipo, según el
documento US-PS5.100.254, presenta, entre otras
cosas, un fuelle de caucho con un anillo metálico de sección
transversal en forma de U, que está unido con éste y en cuya
cavidad en forma de U se encaja el labio de una caperuza de
protección compuesta de plástico. Dado que para el encaje de dicho
labio en el anillo del fuelle de caucho es necesario presionar la
caperuza de protección hacia abajo contra el fuelle de caucho en la
dirección del eje longitudinal, éste se ve sometido obligatoriamente
a una deformación indeseable, por la falta de una fuerza de presión
antagonista con un elemento de contrapresión. Por consiguiente,
después del encaje, obligatoriamente hay que tirar de la caperuza de
protección con el fuelle de caucho comprimido, en la dirección
contraria, lo que a su vez puede provocar el desencaje de la
caperuza de protección del anillo. Una desventaja de las diferentes
formas de realización de dicho documento es, en cualquier caso, que
la caperuza de protección, para unirse con el anillo, ha de
presionarse siempre contra el fuelle de caucho en la dirección del
eje longitudinal, en dirección hacia la bola. A causa de estas
fuerzas axiales es inevitable que se produzca una deformación
indeseable del fuelle de caucho.
Del documento EP0570736A1 se conoce una
articulación no de tipo genérico, que está envuelta por una caperuza
de protección fijada a la carcasa de articulación de la
articulación esférica. Dicha caperuza de protección se sujeta en
una cavidad circunferencial, prevista en la carcasa de articulación,
mediante un anillo de sujeción. Aunque esta construcción aisla el
fuelle de caucho de una manera ventajosa contra influjos de calor
laterales, a modo de una pantalla antitérmica, no puede impedir la
filtración de partículas desde el lado del pivote hacia el fuelle
de caucho, porque la desviación angular necesaria del pivote
esférico determina obligatoriamente el tamaño del espacio
intermedio no apantallado entre él y el lado interior de la caperuza
de protección. Además, esta construcción requiere dos fijaciones
diferentes, una para el fuelle de caucho y otra para la pantalla de
protección.
Este tipo de dispositivos de protección
antitérmica se necesitan cada vez que se monten articulaciones
esféricas cerca de fuentes térmicas, por ejemplo frenos de disco,
sin que exista protección suficiente para la refrigeración ni se
puedan tomar otras medidas termoaislantes. En este contexto se han
conocido caperuzas protectoras de chapa que están dispuestas en el
ala de eje, en la carcasa de articulación del pivote esférico o en
el brazo transversal articulado. Éstas se montan en el transcurso
del montaje del eje o del montaje de los componentes individuales.
La desventaja de todas estas soluciones consiste, particularmente,
en su montaje complicado y susceptible de fallos o, en el caso de
las soluciones montadas en la carcasa de articulación, en la fuerte
influencia de los movimientos de articulación en el posible ángulo
de envoltura de la chapa alrededor del fuelle de estanqueización.
Por lo tanto, las articulaciones con una gran desviación angular no
pueden protegerse en la medida suficiente con la solución según el
documento EP0570736A1.
Las caperuzas de protección compuestas de
plástico o de materiales de caucho resisten sólo a temperaturas
máximas sensiblemente menores que el metal o, en caso de materiales
de caucho, incluso pueden deformarse por el viento de marcha de los
vehículos y/o verse sometidas a movimientos de bailoteo.
En cambio, las caperuzas de metal o de plástico,
colocadas a presión sobre el pivote, deben orientarse durante el
montaje en el vehículo y conllevan el peligro de volver a soltarse
debido a su reducida longitud de colocación a presión.
Para explicar estos problemas, se remite a la
obra del Prof. Dipl. Ing. Jörnsen Reimpell "Fahrwerktechnik:
Radaufhängungen", 2ª edición 1988, páginas 132 y 304, donde están
representadas articulaciones con caperuzas de protección en el lado
del eje delantero de un vehículo.
Partiendo de este estado de la técnica, la
invención tiene el objetivo de mejorar una articulación del género
mencionado al principio, de tal forma que, a la vez de garantizar
una protección de la mayor superficie posible del fuelle de caucho,
pueda fabricarse y montarse de manera sencilla, sin someter al
fuelle de caucho a fuerzas axiales notables.
Este objetivo se consigue, en relación con el
concepto de género mencionado al principio, según una primera forma
de realización, de tal forma que el anillo presente en su lado
exterior al menos una acanaladura y esté incorporado por
vulcanización en la zona marginal del fuelle de caucho, y que la
caperuza de protección esté provista de varios salientes en su lado
interior, que a través de orificios en la caperuza de protección,
se puedan doblar desde fuera, en unión positiva y no positiva,
contra la acanaladura del anillo. Así, la deformación mencionada
puede realizarse, por ejemplo, mediante una herramienta, de forma
radial o centripetal respecto al pivote. Para este fin, por
ejemplo, habría que hacer pasar un destornillador por el orificio
situado en la caperuza de protección y doblar el saliente
radialmente hacia la acanaladura del anillo para garantizar un
asiento seguro y fijo de la caperuza de protección sobre el anillo
incorporado por vulcanización en el fuelle de caucho. Por lo tanto,
el saliente queda agarrado al anillo incorporado por
vulcanización.
En sección transversal, el anillo presenta de
manera ventajosa varias acanaladuras, por ejemplo completamente
circunferenciales, formando una forma ondulada, mientras que la
caperuza de protección que envuelve completamente el fuelle de
caucho está provista de entalladuras en forma de T, desde las cuales
está doblado al menos un alma hacia el lado interior de la caperuza
de protección formando un saliente. De este modo, la entalladura
forma al mismo tiempo el orificio para el paso de una herramienta,
por ejemplo un destornillador, para agarrar el saliente, doblando,
con el anillo del fuelle de caucho.
Según una segunda forma de realización, el
objetivo en que se basa la invención se consigue, en relación con
el concepto de género mencionado al principio, de tal forma que el
anillo esté incorporado por vulcanización en la zona marginal del
fuelle de caucho y que presente varios salientes en su lado opuesto
a la articulación esférica, que pasen por orificios prefabricados
de configuración de sección transversal idéntica de caperuza de
protección, situados en la caperuza de protección, y que tras pasar
por las mismas unan el anillo con la caperuza de protección por
deformación mecánica o térmica. En esta forma de realización, la
caperuza de protección se coloca con sus orificios sobre los
salientes del anillo incorporado por vulcanización del fuelle de
caucho, después de lo cual, o bien estos salientes se doblan
radialmente mediante una herramienta adecuada, o bien, si los
salientes se componen de plástico, se proveen de una cabeza más
ancha mediante un breve calentamiento moderado, por ejemplo
mediante una fusión térmica, uniendo la caperuza de protección de
forma inseparable con el fuelle de caucho. En esta solución, la
caperuza de protección encierra el fuelle de caucho sin
interrupción, porque no hacen falta los orificios de la primera
solución para el paso de una herramienta.
Según una variante ventajosa de la invención,
los salientes del anillo se forman por dientes del mismo tamaño, y
distanciados a intervalos uniformes, que pasan por una formación de
agujeros correspondiente de la caperuza de protección durante la
colocación de la misma. Tampoco en este caso pueden registrarse
fuerzas axiales notables, y durante una fusión de salientes
compuestos por ejemplo de plástico tampoco se precisan fuerzas
radiales.
De manera ventajosa, los anillos se componen de
metal o de un plástico como PA 66. El anillo provisto de una
acanaladura se compone, de manera ventajosa, de acero al carbono
templado.
El anillo provisto de los salientes, situado en
el fuelle de caucho, se fabrica de metal o de un plástico
refractario como, por ejemplo, PA 66, PTFE o PEEK. La caperuza de
protección debe mantener alejado del fuelle de caucho tanto el
calor como los influjos mecánicos, por lo que se fabrica de acero
inoxidable, de chapa de acero galvanizada por inmersión en caliente
o de un plástico reforzado con fibras de vidrio.
Diversos ejemplos de realización de la invención
están representados en los dibujos. Muestran:
figuras 1 a 1e las distintas fases de la
primera solución para unir una caperuza de protección con un fuelle
de caucho, en concreto:
figura 1a la vista en perspectiva de
una articulación esférica sin fuelle de caucho ni caperuza de
protección,
figura 1b la vista de la figura 1a con
un fuelle de caucho colocado sobre el pivote de articulación, con
anillo incorporado por vulcanización,
figura 1c la vista de la figura 1b con
una caperuza de protección unida con el fuelle de caucho,
figura 2 la vista de sección en
perspectiva en la dirección de las flechas II-II de
la figura 1c, en una representación aumentada respecto a la figura
1c,
figura 3 el aumento del detalle III
de la figura 2,
figura 4 la vista de sección
diametral a través del fuelle de caucho con anillo incorporado por
vulcanización,
figura 5 el aumento de sección V de
la figura 4,
figura 6 la vista de sección
diametral del anillo que ha de incorporarse por vulcanización en el
fuelle de caucho,
figuras 7a a 7c las distintas fases de una
segunda forma de realización para unir un fuelle de caucho con una
caperuza de protección, en concreto:
figura 7a la vista en perspectiva de
una articulación esférica sin el fuelle de caucho y sin la caperuza
de protección,
figura 7b la vista de la figura 7a con
un fuelle de caucho colocado con un anillo incorporado por
vulcanización con dientes que sobresalen axialmente,
figura 7c la vista de la figura 7b
después de la colocación de la caperuza de protección y de la
deformación termoplástica de los dientes que anteriormente
sobresalían,
figura 8 la vista en planta desde
arriba sobre el anillo de la figura 7b y
figura 9 la vista lateral del anillo
en la dirección de la flecha IX de la figura 8.
En las figuras 1 a 6, las piezas que coinciden
están designadas por las mismas referencias. La articulación
esférica 1 según la figura 1, para la instalación entre piezas del
mecanismo de traslación en un vehículo, está provista de una
carcasa 2 de articulación y de un casquillo 3 de articulación
dispuesto en la misma, que envuelve ampliamente la bola 4, cuyo
pivote 5 sobresale de la carcasa 2 de articulación.
Según la figura 2, dicho pivote 5 está envuelto
por un fuelle 6 de caucho con caperuza 7 de protección, estando
incorporado por vulcanización, en la zona marginal 6a del fuelle 6
de caucho, que rodea de forma concéntrica al pivote 5, un anillo 8
para sujetar la caperuza 7 de protección. Dicho anillo 8 presenta en
su lado exterior 8a al menos una acanaladura 8b, 8c circunferencial
(véase la figura 6).
La caperuza 7 de protección está provista en su
lado interior 7a de varios salientes 9, estando representado sólo
uno de los mismos en la figura 2.
Según la figura 3, este saliente 9 puede
doblarse, mediante una herramienta 11, en el caso representado por
ejemplo con un destornillador, radialmente en dirección de la flecha
12, hacia la espiga 5, y por lo tanto en unión positiva y no
positiva contra la acanaladura 8b o 8c del anillo 8. De esta manera,
este saliente se agarra al material del fuelle 6 de caucho, que
rodea la acanaladura 8b y 8c y en el que lleva incorporado por
vulcanización el anillo 8. De esta forma, resulta un asiento
amovible de la caperuza 7 de protección sobre el fuelle 6 de
caucho, sin que sobre éste último 6 tengan que ejercerse fuerzas
axiales en la dirección de la doble flecha 13. Dado que, ahora, la
caperuza 7 de protección queda inmovilizada de forma orientada por
una parte sobre el fuelle 6 de caucho y, por otra, sobre el pivote
2, puede seguir, junto con el fuelle 6 de caucho, a la desviación
angular deseada y/o necesaria, sin ejercer ningún tipo de fuerza
sobre la articulación esférica 1.
En el caso representado, el anillo 8 presenta
una forma ondulada en sección transversal. De esta forma resultan
varias acanaladuras 8b y 8c en su lado exterior, de modo que los
salientes 9 engranen opcionalmente en una o en otra acanaladura 8b
u 8c pudiendo agarrarse al material de caucho del fuelle 6 de caucho
situado por delante.
Los salientes 9 pueden presentar cualquier forma
y, en el caso representado, se forman por el alma de entallas 10 en
forma de T, cuyo alma está doblado hacia el lado interior 7a de la
caperuza 7 de protección formando el saliente 9.
En las figuras 4 y 5 se puede ver claramente la
posición del anillo 8 incorporado por vulcanización en el fuelle 6
de caucho. El fuelle 6 de caucho se apoya con un anillo 14 y los
salientes interiores anulares de éste, en arrastre por fricción, en
el contorno exterior 5a del pivote 5 (véase la figura 5). En su
extremo opuesto, el fuelle 6 de caucho está provisto de un anillo
exterior 15 (véase la figura 4) sujeto en unión positiva en un
anillo envolvente 16 que a su vez está fijado a la carcasa 2 de
articulación, según se desprende de la figura 2.
Como se puede ver claramente en las figuras 1 a
3, esta solución garantiza no sólo una unión orientada hacia el
vehículo, del fuelle 6 de caucho con la caperuza 7 de protección,
que protege el fuelle 6 de caucho completamente tanto contra los
influjos térmicos como contra los movimientos por el viento y el
impacto de piedras. Para este fin, se remite a la mitad izquierda
de la figura 2, porque en la mitad derecha de la figura la
representación está cortada en la zona inferior para dejar al
descubierto el anillo envolvente 16 de la caperuza 7 de protección.
De esta forma, la caperuza 7 de protección puede conducirse con su
zona marginal inferior 7b hasta por encima del plano meridiano 17
de la articulación esférica 1. El eje de simetría longitudinal del
pivote 5 está designado por 18.
La segunda forma de realización de la invención
está representada en las figuras 7a a 9. Las piezas que coinciden
con las figuras 1 a 6 llevan las mismas referencias. En esta forma
de realización, el anillo 19 incorporado por vulcanización en la
zona marginal 6a del fuelle 6 de caucho presenta en su cara opuesta
a la articulación esférica 1 varios salientes 20 que pasan por
orificios 21 prefabricados con la misma configuración de sección
transversal, uniendo después de dicho paso el anillo 19 y, por lo
tanto, el fuelle 6 de caucho con la caperuza 7 de protección por
deformación mecánica o por deformación térmica.
Como se puede ver especialmente en las figuras 8
y 9, los salientes 20 del anillo 19 quedan formados por dientes del
mismo tamaño y dispuestos en intervalos uniformes, que engranan en
una formación de agujeros 22 correspondiente de la caperuza 7 de
protección durante la colocación de la misma. Son posibles dos
formas de realización diferentes:
Según una primera forma de realización, el
anillo 19 puede componerse de metal y estar provisto sólo de pocos
salientes 20 que, sin embargo, pasen con una cierta longitud por los
orificios 21 de la caperuza 7 de protección que, después de colocar
la caperuza 7 de protección sobre el fuelle 6 de caucho puedan
doblarse, por ejemplo, mediante unas tenazas en una de las dos
direcciones de deformación posibles, uniendo de esta forma la
caperuza 7 de protección en unión positiva con el fuelle 6 de
caucho.
Según una segunda forma de realización, el
anillo 19 puede prefabricarse a partir de una pieza moldeada por
inyección de plástico -tal como está representado- e incorporarse
por vulcanización en el fuelle 6 de caucho. Después de colocar la
caperuza 7 de protección con una formación de agujeros 22
correspondiente a la imagen de los dientes 20 sobresalientes, los
extremos de los dientes 20, que sobresalen de la superficie 7c de la
caperuza 7 de protección se funden, por ejemplo mediante un
calentamiento breve y localmente limitado, por ejemplo mediante un
hilo de resistencia o de inducción, para formar la cabeza de
material que solapa la formación de agujeros 22, uniendo de esta
manera la caperuza 7 de protección fijamente con el fuelle 6 de
caucho. Esta solución ofrece la ventaja de una caperuza 7 de
protección completa, exenta de calados 10 (véase la figura 3). Dado
que, también en este caso, la caperuza 7 de protección está unida,
de forma orientada hacia el vehículo, con el fuelle 6 de caucho,
esta solución ofrece además las mismas ventajas que la primera
alternativa de realización según las figuras 1 a 6.
Los anillos 8 y 19 pueden fabricarse de acero o
de plástico, por ejemplo de PA 66. Sin embargo, asimismo es posible
fabricar el anillo 8 provisto de las acanaladuras 8b y 8c, de un
acero al carbono templado.
El anillo 19 provisto de los salientes 20, según
la segunda forma de realización de las figuras 7a a 9, se compone de
metal, por ejemplo, para la deformación mecánica de los salientes
20, o de un plástico refractario como el PA 66, el PTFE o el PEEK,
para transformar los dientes 20 que pasan por la caperuza 7 de
protección a través de la formación de agujeros 22, a una cabeza
remachada, mediante un breve calentamiento.
De manera ventajosa, la caperuza 7 de protección
se compone de acero inoxidable, de chapa de acero galvanizada por
inmersión en caliente o de un plástico reforzado con fibras de
vidrio, para proteger el fuelle 6 de caucho tanto contra los
influjos térmicos como ante fuerzas mecánicas.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1 \+ Articulación esférica\cr 2 \+ Carcasa de articulación\cr 3
\+ Casquillo de articulación\cr 4 \+ Bola de articulación\cr 5
\+ Pivote\cr 5a \+ Contorno exterior del pivote 5 de
articulación\cr 6 \+ Fuelle de caucho\cr 6a \+ Zona marginal del
fuelle 6 de caucho\cr 7 \+ Caperuza de protección\cr 7a \+ Lado
interior de la caperuza 7 de protección\cr 7b \+ Zona marginal de
la caperuza 7 de protección\cr 7c \+ Superficie de la caperuza 7 de
protección\cr 8, 19 \+ Anillos\cr 8a \+ Lado exterior del anillo
8\cr 8b, 8c \+ Acanaladuras del anillo 8\cr 9 \+ Salientes\cr 10
\+ Entalladuras en forma de T\cr 11 \+ Herramienta\cr 12 \+
Flecha\cr 13 \+ Doble flecha\cr 14 \+ Anillo interior\cr 14a \+
Saliente interior del anillo interior 14\cr 15 \+ Anillo
exterior\cr 16 \+ Anillo envolvente\cr 17 \+ Plano meridiano\cr
18 \+ Eje de simetría longitudinal del pivote 5\cr 20 \+ Dientes\cr
21 \+ Orificios\cr 22 \+ Formación de
agujeros.\cr}
Claims (10)
1. Articulación, especialmente articulación
esférica para piezas del mecanismo de traslación en un vehículo,
con una carcasa de articulación y un casquillo de articulación con
bola dispuesto en la misma, cuyo pivote sobresale de la carcasa de
articulación y está envuelto por un fuelle de caucho con caperuza de
protección, estando unido con la zona marginal del fuelle de
caucho, que rodea el pivote de forma concéntrica, un anillo para
sujetar la caperuza de protección, caracterizada porque el
anillo (8) presenta en su lado exterior (8a) al menos una
acanaladura (8b, 8c) estando incorporado por vulcanización en la
zona marginal (6a) del fuelle (6) de caucho, y porque la caperuza
(7) de protección está provista de varios salientes (9) en su lado
interior (7a), que se puedan doblar desde fuera a través de
orificios (10) en la caperuza (7) de protección, en unión positiva y
no positiva, contra la acanaladura (8b, 8c) del anillo (8).
2. Articulación según la reivindicación 1,
caracterizada porque los salientes (9) se pueden doblar de
forma centripetal o radial hacia el pivote (5) desde fuera por
orificios (10) en la caperuza (7) de protección mediante una
herramienta (11).
3. Articulación según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque el anillo (8) presenta una forma
ondulada en sección transversal.
4. Articulación según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la caperuza (7) de protección que
envuelve completamente el fuelle (6) de caucho está provista de
entalladuras (10) en forma de T, desde las cuales está doblado al
menos un alma (9) hacia el lado interior (7a) de la caperuza (7) de
protección formando un saliente (9).
5. Articulación, especialmente articulación
esférica para piezas del mecanismo de traslación en un vehículo,
con una carcasa de articulación y un casquillo de articulación con
bola dispuesto en la misma, cuyo pivote sobresale de la carcasa de
articulación y está envuelto por un fuelle de caucho con caperuza de
protección, estando unido con la zona marginal del fuelle de
caucho, que rodea el pivote de forma concéntrica, un anillo para
sujetar la caperuza de protección, caracterizada porque el
anillo (19) está incorporado por vulcanización en la zona marginal
(6a) del fuelle (6) de caucho y presenta en su cara opuesta a la
articulación esférica (1) varios salientes (20) que pasan por
orificios (21) prefabricados con la misma configuración de sección
transversal de la caperuza (7) de protección, uniendo después de
dicho paso el anillo (19) con la caperuza (7) de protección por
deformación mecánica o por deformación térmica.
6. Articulación según la reivindicación 5,
caracterizada porque los salientes (20) del anillo (19) se
forman por dientes del mismo tamaño y distanciados en intervalos
uniformes, que engranan en una formación de agujeros (22)
correspondiente de la caperuza (7) de protección durante la
colocación de la misma.
7. Articulación según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los anillos (8,
19) se componen de acero o de un plástico como PA 66.
8. Articulación según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el anillo (8)
provisto de una acanaladura (8b, 8c) se compone de acero al carbono
templado.
9. Articulación según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el anillo (19)
está provisto de los salientes (20), en el fuelle (6) de caucho, se
fabrica de metal o de un plástico refractario como PA 66, PTFE o
PEEK.
10. Articulación según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la caperuza (7)
de protección se compone de acero inoxidable, de chapa de acero
galvanizada por inmersión en caliente o de un plástico reforzado con
fibras de vidrio.
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