ES2269402T3 - Conjunto de barra de acoplamiento diseñada para el ajuste automatizado de la convergencia. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de barra de acoplamiento (18) ajustable que comprende: un elemento de barra (40) que tiene un primer extremo (48); y un conjunto de pivote (42) que tiene una carcasa (60) y un conector anular (62), teniendo la carcasa (60) un elemento de vástago (68) y un taladro (64) con un eje longitudinal (66) que es oblicuo a un eje longitudinal (70) del elemento de vástago (68), estando el conector anular (62) dispuesto en el taladro (64) de la carcasa (60), acoplando el conector anular (62) de manera pivotante el primer extremo (48) del elemento de barra (40) y la carcasa (60), teniendo el elemento de vástago (68) una porción de encaje (80) adaptada para ser unida a una barra de transmisión (12).
Description
Conjunto de barra de acoplamiento diseñada para
el ajuste automatizado de la convergencia.
La presente invención está relacionada
generalmente con conjuntos de barras de acoplamiento y más
particularmente con un conjunto de barra de acoplamiento ajustable
para un sistema de dirección de tipo paralelogramo y un
procedimiento para ajustar un conjunto de barra de acoplamiento
ajustable en un sistema de dirección de tipo paralelogramo.
Un sistema convencional de varillaje de
dirección de paralelogramo comprende básicamente una barra de
transmisión que está conectada al bastidor o chasis de un automóvil
por dos elementos pivotantes, tales como un brazo de mando (pitman)
y un brazo loco, con una configuración en paralelogramo, de manera
que la barra de transmisión se desplaza lateralmente hacia uno y
otro lado en respuesta a las acciones de direccionamiento del
volante de dirección del automóvil a través de una caja de
dirección. Los elementos pivotantes están conectados a la barra de
transmisión por unas juntas de rótula. Las porciones extremas
opuestas de la barra de transmisión están conectadas cada una de
ellas a un pivote de dirección mediante un conjunto de barra de
acoplamiento. Los conjuntos de barra de acoplamiento están
conectados a la barra por unas juntas de rótula. Los pivotes de
dirección hacen girar las ruedas delanteras del automóvil para
dirigir el automóvil en respuesta a los movimientos de la barra de
transmisión y de las barras de acoplamiento que conectan la barra de
transmisión a los pivotes de dirección. Los pivotes de dirección
están conectados a los elementos de suspensión mediante unas juntas
de rótula. Algunos sistemas de dirección con varillaje en
paralelogramo incluyen también una palanca de ataque para mover la
barra de transmisión.
La convergencia de la rueda es la posición
angular de la rueda delantera con respecto a un plano longitudinal
y vertical del vehículo con una acción de direccionamiento cero.
Idealmente la convergencia de la rueda es cero, de modo que el
vehículo avance en línea recta cuando la acción de direccionamiento
sea cero. La convergencia de cada rueda delantera se ajusta
mediante el ajuste de la longitud del correspondiente conjunto de
barra de acoplamiento.
Un tipo conocido de conjunto de barra de
acoplamiento tiene en cada extremo una junta de rótula de baja
fricción y una disposición con doble contratuerca para el ajuste.
En la Figura 1 se muestra que esta disposición con doble
contratuerca incluye una barra de acoplamiento con los extremos
roscados en oposición. Cada extremo roscado se atornilla en una
porción roscada internamente de la carcasa de una junta de rótula.
La barra de acoplamiento lleva también una contratuerca en cada
extremo que se aprieta contra la carcasa adyacente para mantener la
profundidad del extremo roscado en la carcasa. La longitud del
conjunto de barra de acoplamiento se ajusta mientras está conectada
al sistema de varillaje de la dirección aflojando las dos
contratuercas y girando la barra de acoplamiento con respecto a las
carcasas de las dos juntas de rótula situadas en los respectivos
extremos de la barra de acoplamiento. Luego, después del ajuste, se
aprietan las dos contratuercas para mantener el
ajuste.
ajuste.
Un inconveniente del conjunto de barra de
acoplamiento ajustable del tipo de doble contratuerca es tener que
aflojar y después reapretar dos contratuercas para ajustar la
longitud del conjunto. El aflojamiento de la segunda contratuerca
provoca frecuentemente el giro de la barra de acoplamiento, haciendo
más difícil la obtención de un ajuste exacto y preciso del conjunto
de barra de acoplamiento. En consecuencia, el procedimiento de
ajustar barras de acoplamiento construidas de esta manera puede ser
a veces un procedimiento iterativo, especialmente cuando el técnico
tiene una experiencia limitada. Adicionalmente, no se dispone de
utillaje automatizado para ajustar la convergencia de las ruedas en
sistemas de dirección del tipo de paralelogramo que tienen barras
de acoplamiento con doble contratuerca, requiriéndose el ajuste
manual de tales sistemas.
En el documento US 5.529.316 se describe otro
ejemplo de un conjunto de barra ajustable para uso en un varillaje
para la convergencia de una dirección en paralelogramo de un
vehículo automóvil. En el documento US 5.040.303 se describe un
aparato para el ajuste de la convergencia y un procedimiento para
tal ajuste.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un sistema de dirección de tipo paralelogramo que tenga
un conjunto de barra de acoplamiento de fácil ajuste.
Es otro objetivo de la presente invención
proporcionar un conjunto de barra de acoplamiento para un sistema
de dirección de tipo paralelogramo que tenga un único elemento
roscado para sujetar el conjunto de barra de acoplamiento en una
posición deseada.
Es otro objetivo de la presente invención
proporcionar un conjunto de barra de acoplamiento para un sistema
de dirección de tipo paralelogramo que tenga un conjunto de pivote
con una carcasa que sitúa un conector anular con una relación
oblicua respecto a un elemento de vástago para conexión a una barra
de transmisión.
En una forma, la presente invención, según se
define en las reivindicaciones independientes 1, 6 y 12, proporciona
un conjunto de barra de acoplamiento ajustable que tiene un
elemento de barra, que tiene un primer extremo, y un conjunto de
pivote. El conjunto de pivote incluye una carcasa y un conector
anular. La carcasa tiene un elemento de vástago y un taladro con un
eje longitudinal que es oblicuo a un eje longitudinal del elemento
de vástago.
El conector anular está dispuesto en el taladro
de la carcasa. El conector anular acopla de modo pivotante el
primer extremo del elemento de barra a la carcasa. El primer
elemento de vástago tiene una porción de encaje que está adaptada
para ser unida a una barra de transmisión.
En las reivindicaciones dependientes se incluyen
mejoras adicionales de la invención.
Se apreciarán las realizaciones de la presente
invención gracias a la siguiente descripción, tomada en
consideración junto con los dibujos que la acompañan.
La Figura 1 es una vista de una porción de un
sistema de dirección de tipo paralelogramo construido según las
enseñanzas de la técnica anterior;
La Figura 2 es una vista en planta, parcial y
esquemática, de un vehículo que tiene un sistema de varillaje de
dirección de tipo paralelogramo construido según las enseñanzas de
la presente invención;
La Figura 3 es una vista parcialmente seccionada
de una porción del sistema de varillaje de dirección de tipo
paralelogramo de la Figura 2 ilustrando la construcción del conjunto
de barra de acoplamiento;
La Figura 4 es una vista en perspectiva de una
porción del sistema de varillaje de dirección de tipo paralelogramo
de la Figura 2 ilustrando el conjunto de barra de acoplamiento;
y
La Figura 5 es una ilustración esquemática de
una herramienta de ajuste para ajustar el conjunto de barra de
acoplamiento de la Figura 2.
Con referencia a la Figura 2 de los dibujos, un
sistema de dirección de tipo paralelogramo construido según las
enseñanzas de la presente invención está identificado generalmente
con el número de referencia 10. Se ilustra esquemáticamente que
el sistema de dirección 10 incluye una barra de transmisión 12, un
brazo de mando 14, un brazo loco 16 y una pareja de conjuntos de
barra de acoplamiento 18. El brazo de mando 14 y el brazo loco 16
están acoplados de modo pivotante a la barra de transmisión 12
mediante unas respectivas y correspondientes juntas de rótula 20 y
22. La ménsula 24 sirve para montar el brazo loco 16 sobre el chasis
de un vehículo (no representado específicamente). Cada uno de los
conjuntos de barra de acoplamiento 18 está conectado por un primer
extremo a la barra de transmisión 12 y por un segundo extremo a su
correspondiente mangueta 26 de la rueda. El brazo de mando 14 es
accionado por el volante de dirección de un vehículo (no
representado específicamente) para proporcionar un movimiento de
direccionamiento que se transmite a las manguetas 26 de las
ruedas.
En las Figuras 3 y 4 se ilustra con mayor
detalle la construcción de la barra de transmisión 12 y de los
conjuntos de barra de acoplamiento 18. Se ilustra que el conjunto
de barra de acoplamiento 18 incluye un elemento de barra 40, un
primer y un segundo conjunto de pivote 42 y 44, y un elemento
roscado 46. El elemento de barra 40 incluye un primer extremo 48
acoplado al primer conjunto de pivote 42 y un segundo extremo 50 que
tiene una porción roscada 52. En la realización particular
ilustrada, el elemento de barra 40 incluye también un segmento de
ajuste 54, cuyo propósito será descrito con detalle más
adelante.
El primer conjunto de pivote 42 incluye una
carcasa 60 y un conector anular 62. La carcasa 60 incluye un
taladro 64 que tiene un eje longitudinal 66 y un elemento de vástago
68 que tiene un eje 70 oblicuo al eje longitudinal 66 del taladro
64. El conector anular 62 está dispuesto en el taladro 64 y está
acoplado al primer extremo 48 del elemento de barra 40. El conector
anular 62 acopla de modo pivotante el elemento de barra 40 al
primer conjunto de pivote 42, de tal modo que el elemento de barra
40 puede girar con respecto a la carcasa 60 en dos direcciones
ortogonales. En la realización particular ilustrada, el conector
anular 62 es una carcasa anular 72 y el primer extremo 48 de la
barra de transmisión 12 termina en un elemento conector 74 que tiene
unas superficies de forma generalmente esférica para contactar con
el conector anular 62. La carcasa anular 72 y el elemento conector
74 cooperan para formar una junta de rótula 76.
El elemento de vástago 68 de la carcasa 60
incluye una porción 80 de encaje para acoplar el primer conjunto de
pivote 42 a la barra de transmisión 12. En el ejemplo suministrado,
el elemento de vástago 68 incluye una porción ahusada 82 adaptada
para encajar en una correspondiente abertura ahusada 84 de la barra
de transmisión 12 y una porción roscada 86. Se utiliza una tuerca
88 roscada interiormente para aplicar una fuerza de apriete que
fija el elemento de vástago 68 a la barra de transmisión 12. También
se muestra que la porción 80 de encaje del elemento de vástago 68
incluye una porción 90 de par de reacción adaptada para recibir una
fuerza de reacción que se produce cuando el primer conjunto de
pivote 42 está acoplado a la barra de transmisión 12.
El segundo conjunto de pivote 44 incluye una
carcasa 100, un conector anular 102 y un elemento de vástago 104.
La carcasa 100 incluye una porción de tronco 106 que tiene una
abertura roscada 108 con un eje paralelo al eje longitudinal 110 de
la porción de tronco 106. La porción roscada 52 del segundo extremo
50 del elemento de barra 40 encaja a rosca en la abertura roscada
108. La carcasa 100 también incluye un taladro 112 que tiene un eje
longitudinal 114 oblicuo al eje longitudinal 110 de la porción de
tronco 106. El conector anular 102 está dispuesto en el taladro 112
y acopla de modo pivotante el elemento de vástago 104 a la carcasa
100. El elemento de vástago 104 incluye una porción roscada 118 que
facilita la conexión del conjunto de barra de acoplamiento 18 a una
correspondiente mangueta 26 de la rueda.
El elemento roscado 46 también está encajado a
rosca en la porción roscada 52 del segundo extremo 50 del elemento
de barra 40. El elemento roscado 46 hace tope en la porción de
tronco 106, ejerciendo una fuerza de apriete que mantiene la
segunda carcasa 100 en una posición fija con respecto al elemento de
barra 40.
La construcción de un sistema 10 de dirección de
tipo paralelogramo con los conjuntos de barra de acoplamiento 18
permite ajustar ventajosamente la convergencia de las ruedas de un
vehículo con equipos automatizados. Con referencia a la Figura 5,
una herramienta de ajuste 130 es acoplada inicialmente al segmento
de ajuste 54 del conjunto de barra de acoplamiento 18. A
continuación se mide la convergencia de la mangueta 26 de la rueda
correspondiente.
La metodología determina entonces si la
convergencia de la rueda está ajustada dentro de un límite angular
predeterminado. Si la convergencia de la rueda no está ajustada
dentro del límite angular predeterminado, se utiliza la herramienta
de ajuste 130 para ajustar (es decir, girar) el elemento de barra 40
de manera que la convergencia de la rueda quede ajustada dentro del
límite angular predeterminado. Los expertos en la técnica
comprenderán fácilmente que la longitud efectiva del elemento de
barra 40 varía según varíe el encaje entre la porción roscada 52
del segundo extremo 50 del elemento de barra 40 y la abertura
roscada 108 del elemento de tronco 106.
La herramienta de ajuste 130 incluye
preferiblemente un procesador 132, una porción de medida 134, y una
primera y una segunda porción 136 y 138, respectivamente, de la
herramienta. La porción de medida 134 es acoplada a una porción del
sistema de dirección 10 para medir la convergencia de la rueda. En
la realización particular ilustrada, la porción de medida 134 es
acoplada a la mangueta de una rueda. La primera porción 136 de la
herramienta es acoplada al segmento de ajuste 54 y la segunda
porción de la herramienta es acoplada al elemento roscado 46. El
procesador 132 se utiliza para determinar si la convergencia de la
rueda está ajustada dentro del límite angular predeterminado Si la
convergencia de la rueda no está ajustada dentro del límite angular
predeterminado, se utiliza el procesador para determinar la
dirección rotacional en la que debe girar el elemento de barra y el
ángulo que debe girar el elemento de barra 40 para dejar la
convergencia de la rueda dentro del límite angular predeterminado.
Una vez que el procesador 132 determina la dirección rotacional y el
ángulo en que debe girarse el elemento de barra 40, se utiliza la
primera porción 136 de la herramienta para girar el elemento de
barra 40 el ángulo calculado por el procesador 132 con objeto de
dejar la convergencia de la rueda dentro del límite angular
predeterminado. A continuación la segunda porción 138 de la
herramienta aprieta el elemento roscado 46 contra la porción de
tronco 106 del segundo pivote 44 para fijar la posición del elemento
de barra 40 con respecto al segundo pivote 44.
Aunque la invención ha sido descrita en la
memoria técnica e ilustrada en los dibujos con referencia a una
realización preferida, los expertos en la técnica entenderán que
pueden hacerse diversos cambios sin salirse del alcance de la
invención según se define en las reivindicaciones. Adicionalmente,
pueden hacerse muchas modificaciones para adaptar una situación o
material particular a las enseñanzas de la invención sin salirse
del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la
invención no esté limitada a la particular realización ilustrada
por los dibujos y descrita en la memoria técnica como el mejor modo
actualmente contemplado para poner en práctica esta invención, sino
que la invención incluya cualquier realización que quede dentro de
la descripción de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Un conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable que comprende:
un elemento de barra (40) que tiene un primer
extremo (48); y
un conjunto de pivote (42) que tiene una carcasa
(60) y un conector anular (62), teniendo la carcasa (60) un
elemento de vástago (68) y un taladro (64) con un eje longitudinal
(66) que es oblicuo a un eje longitudinal (70) del elemento de
vástago (68), estando el conector anular (62) dispuesto en el
taladro (64) de la carcasa (60), acoplando el conector anular (62)
de manera pivotante el primer extremo (48) del elemento de barra
(40) y la carcasa (60), teniendo el elemento de vástago (68) una
porción de encaje (80) adaptada para ser unida a una barra de
transmisión (12).
2. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 1, en el cual el conector
anular (62) es una carcasa para una junta de rótula (76).
3. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 1, en el cual el primer extremo
(48) del elemento de barra (40) termina en un elemento conector (74)
que tiene unas superficies de forma generalmente esférica para
contactar con el conector anular (62).
4. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 1, en el cual la porción de
encaje (80) del elemento de vástago (68) incluye una porción ahusada
(82) y una porción roscada (86), estando la porción ahusada (82)
situada entre el taladro (64) de la carcasa (64) y la porción
roscada (86).
5. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 4, en el cual la porción de
encaje (80) del elemento de vástago (68) incluye una porción (90) de
par de reacción adaptada para recibir una fuerza de reacción
producida cuando el primer conjunto de pivote (42) está acoplado a
la barra de transmisión (12).
6. Un conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable que comprende:
un elemento de barra (40) que tiene unos
extremos primero (48) y segundo (50), teniendo el segundo extremo
(50) una porción roscada (52);
un primer conjunto de pivote (42) que tiene una
primera carcasa (60) y un primer conector anular (62), teniendo la
primera carcasa (60) un primer elemento de vástago (68) y un taladro
(64) con un eje longitudinal (66) que es oblicuo a un eje
longitudinal (70) del primer elemento de vástago (68), estando el
primer conector anular (62) dispuesto en el taladro (64) de la
primera carcasa (60) y acoplando el primer conector anular (62) de
manera pivotante el primer extremo (48) del elemento de barra (40) a
la primera carcasa (60), teniendo el primer elemento de vástago
(68) una porción de encaje (80) adaptada para ser unida a una barra
de transmisión (12);
un segundo conjunto de pivote (44) que tiene una
segunda carcasa (100), con una porción de tronco (106), un segundo
elemento de vástago (104) y un segundo conector anular (102),
teniendo la segunda carcasa (100) un taladro (112) con un eje
longitudinal (114) que es oblicuo a un eje longitudinal (110) de la
porción de tronco (106), teniendo la porción de tronco (106) una
abertura roscada (108) con un eje paralelo al eje longitudinal
(110) de la porción de tronco (106), estando el segundo conector
anular (102) dispuesto en el taladro (112), estando un primer
extremo del segundo elemento de vástago (104) acoplado
rotativamente al segundo conector anular (102); y
un elemento roscado (46) encajado a rosca con el
segundo extremo (50) del elemento de barra (40) y haciendo tope
con la porción de tronco (106) para mantener la segunda carcasa
(100) en una posición fija con respecto al elemento de barra
(40).
7. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 6, en el cual al menos uno de
los conectores anulares primero (62) y segundo (102) es una carcasa
para una junta de rótula.
8. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 6, en el cual el primer extremo
(48) del elemento de barra (40) termina en un elemento conector (74)
que tiene unas superficies de forma generalmente esférica para
contactar con el primer conector anular (62).
9. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 6, en el cual el elemento de
barra (40) incluye adicionalmente un segmento de ajuste (54) situado
entre los extremos primero (48) y segundo (50), estando el segmento
de ajuste (54) adaptado para recibir un par de ajuste procedente de
una herramienta de ajuste (130) para girar el elemento de barra
(40) en una dirección radial para ajustar la longitud del conjunto
de barra de acoplamiento (18) ajustable.
10. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 6, en el cual la porción de
encaje (80) del primer elemento de vástago (68) incluye una porción
ahusada (82) y una porción roscada (86), estando la porción ahusada
(82) situada entre el taladro (64) de la primera carcasa (60) y la
porción roscada (86).
11. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 10, en el cual la porción de
encaje (80) del primer elemento de vástago (68) incluye una porción
(90) de par de reacción adaptada para recibir una fuerza de
reacción producida cuando el primer conjunto de pivote (42) está
acoplado a la barra de transmisión (12).
12. Un sistema de varillaje de dirección
para un vehículo que comprende:
una barra de transmisión (12) que tiene unas
porciones de extremo primera y segunda, teniendo cada una de las
porciones de extremo primera y segunda una abertura para un
vástago;
un primer elemento pivotante acoplado de modo
pivotable a un primer extremo de la barra de transmisión;
un segundo elemento pivotante acoplado de modo
pivotable a un segundo extremo de la barra de transmisión; y
una pareja de conjuntos (18) de barra de
acoplamiento ajustable, en los cuales cada uno de los conjuntos (18)
de barra de acoplamiento ajustable de la pareja incluye un
elemento de barra (40), un primer conjunto de pivote (42), un
segundo conjunto de pivote (44) y un elemento roscado (46), teniendo
el elemento de barra (40) unos extremos primero (48) y segundo
(50), teniendo el segundo extremo (50) una porción roscada (52);
teniendo el primer conjunto de pivote (42) una primera carcasa (60)
y un primer conector anular (62), teniendo la primera carcasa (60)
un primer elemento de vástago (68) y un taladro (64) con un eje
longitudinal (66) que es oblicuo a un eje longitudinal (70) del
primer elemento de vástago (68), estando el primer conector anular
(62) dispuesto en el taladro (64) de la primera carcasa (60) y
acoplando de manera pivotante el primer extremo (48) del elemento
de barra (40) a la primera carcasa (60), teniendo el primer elemento
de vástago (68) una porción de encaje (80), teniendo el segundo
conjunto de pivote (44) una segunda carcasa (100) con una porción
de tronco (106), un segundo elemento de vástago (104) y un segundo
conector anular (102), teniendo la segunda carcasa (100) un taladro
(112) con un eje longitudinal (114) que es oblicuo a un eje
longitudinal (110) de la porción de tronco (106), teniendo la
porción de tronco (106) una abertura roscada (108) con un eje
paralelo al eje longitudinal de la porción de tronco (106), estando
el segundo conector anular (102) dispuesto en el taladro (112),
estando un primer extremo del segundo elemento de vástago (104)
acoplado rotativamente al segundo conector anular (102), estando el
elemento roscado (46) encajado a rosca con el segundo extremo (50)
del elemento de barra (40) y haciendo tope con la porción de tronco
(106) para mantener la segunda carcasa (100) en una posición fija
con respecto al elemento de barra (40),
en el cual la porción de encaje de cada uno de
los conjuntos (18) de barra de acoplamiento ajustable de la pareja
está acoplado a uno de los extremos primero y segundo de la barra de
transmisión (12).
13. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 12, en el cual al menos uno de
los conectores anulares primero (62) y segundo (102) es una carcasa
para una junta de rótula.
14. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 12, en el cual el primer
extremo (48) del elemento de barra (40) termina en un elemento
conector (74) que tiene unas superficies de forma generalmente
esférica para contactar con el primer conector anular (62).
15. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 12, en el cual el elemento de
barra (40) incluye adicionalmente un segmento de ajuste (54) situado
entre los extremos primero (48) y segundo (50), estando el segmento
de ajuste (54) adaptado para recibir un par de ajuste procedente de
una herramienta de ajuste (130) para girar el elemento de barra
(40) en una dirección radial para ajustar la longitud del conjunto
de barra de acoplamiento (18) ajustable.
16. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 12, en el cual la porción de
encaje (80) del primer elemento de vástago (68) incluye una porción
ahusada (82) y una porción roscada (86), estando la porción ahusada
(82) situada entre el taladro (64) de la primera carcasa (60) y la
porción roscada (86).
17. El conjunto de barra de acoplamiento
(18) ajustable de la reivindicación 16, en el cual la porción de
encaje (80) del primer elemento de vástago (68) incluye una porción
(90) de par de reacción adaptada para recibir una fuerza de
reacción producida cuando el primer conjunto de pivote (42) está
acoplado a la barra de transmisión (12).
Applications Claiming Priority (2)
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| US576114 | 1995-12-21 | ||
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