ES2345443T3

ES2345443T3 - Tornillo de rueda para la fijacion de ruedas de vehiculos.

Info

Publication number: ES2345443T3
Application number: ES05014820T
Authority: ES
Inventors: Hans-Ulrich Kochl; Bernd Mollerus
Original assignee: BPW Bergische Achsen KG
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: ATE471241T1; DE502005009746D1; EP1619045A3; EP1619045A2; EP1619045B1; DE102004035689A1

Abstract

Tornillo de rueda para la fijación de una rueda de vehículo en un portarruedas dotado de alojamiento para los tornillos de rueda a lo largo de su perímetro, consistente en una cabeza (18) ensanchada radialmente seguida de un vástago (19) que atraviesa al mismo tiempo un cuerpo del frenado (17), el portarruedas (14) y la rueda del vehículo (16), que comprende un tramo roscado (20) y un tramo de centraje (Z) dotado por lo menos de una ranura helicoidal (21), caracterizado porque el vástago (19) presenta entre la cabeza (18) y el tramo roscado (20) un tramo de seguridad (A) con una estructura superficial que mediante la introducción del tornillo de rueda (15) en el cuerpo de frenado (17) forma con éste un ajuste positivo que impide la torsión.

Description

Tornillo de rueda para la fijación de ruedas de vehículos.

La invención se refiere a un tornillo de rueda para la fijación de una rueda de vehículo en un portarruedas dotado de alojamientos para los tornillos de rueda a lo largo de su perímetro, consistente en una cabeza ensanchada en dirección radial seguida de un vástago que atraviesa al mismo tiempo un cuerpo del frenado, el portarruedas y la rueda del vehículo, que comprende un tramo roscado y un tramo de centraje dotado por lo menos de una ranura helicoidal.

Esta clase de tornillos de rueda sirve para efectuar la fijación de la rueda del vehículo en el respectivo portarruedas. En la mayoría de los casos este portarruedas es el buje de la rueda pero la fijación de la rueda del vehículo también puede tener lugar por ejemplo en un tambor de frenos que a su vez vaya fijado al buje de la rueda. La fijación de la rueda del vehículo tiene lugar por medio de una tuerca de ruedas roscada sobre el tramo roscado del tornillo de rueda, que se apoya desde el exterior sobre la rueda del vehículo, mientras que la fuerza de reacción es soportada por la cabeza ensanchada en dirección radial del tornillo de rueda, mediante la cual el tornillo de rueda se apoya desde la parte interior contra el cuerpo de frenado o el portarruedas.

El centraje del tornillo de rueda tiene lugar por medio de un tramo de centraje realizado en su vástago, que está situado en el alojamiento del tornillo de rueda, generalmente en un orificio pasante del portarruedas. Por este motivo, tanto el tramo de centraje como también el orificio pasante del portarruedas que lo rodea se realizan como ajustes que aseguren un asiento seguro y sin holgura del tornillo de rueda. La fabricación de tales ajustes requiere sin embargo una gran precisión en la fabricación de las superficies de ajuste correspondientes. Esto es especialmente problemático en el caso del tornillo de rueda que generalmente se fabrica por un proceso de laminación, por lo que sería deseable que la precisión de medida del tornillo de rueda tuviera que cumplir requisitos menos rigurosos. Se ha observado que al reducir las superficies de contacto enfrentadas entre sí esto trae consigo requisitos menos rigurosos en cuanto a las tolerancias de fabricación que en el caso de un tramo de centraje cilíndrico liso en el que toda la superficie envolvente del tramo de centraje sirve de superficie de contacto.

Por el documento EP 1 162 385 A2 se conoce el hecho de dotar al tornillo de rueda en su tramo de centraje que atraviesa el portarruedas de unas ranuras longitudinales distribuidas en todo el perímetro, en forma de unos moleteados axiales. En el caso de estos moleteados ha resultado inconveniente que debido a la agudeza de aristas, estas se clavan en los orificios pasantes del portarruedas con lo cual se desgasta o daña el orificio. Entonces el tornillo de rueda asienta en el orificio pasante del portarruedas en la zona del tramo de centraje propiamente dicho sólo de forma floja, es decir ni centrado ni bien asegurado contra la torsión y la caída. Por este motivo no se puede excluir que al efectuar un cambio de ruedas sea expulsado fuera del orificio hacia atrás.

El documento DE 43 18 494 C1 muestra un tornillo de rueda similar.

Además de esto se conoce por la práctica un diseño en el que en el tramo de centraje cilíndrico están mecanizadas una o varias ranuras que presentan la forma de una espiral. Un tornillo de rueda dotado de un tramo de centraje de esta clase queda sin embargo sólo insuficientemente asegurado contra la torsión debido a su geometría helicoidal, por lo que su cabeza presenta una forma asimétrica que requiere un gasto adicional y que solamente así es entonces adecuado como seguro contra la torsión.

Partiendo de este último estado de la técnica, la invención se plantea como objetivo asegurar contra la torsión un tornillo de rueda que presenta las características citadas inicialmente de un modo de diseño sencillo y fiable, evitando al mismo tiempo un desgaste excesivo del orificio del portarruedas.

Para resolver este objetivo se propone en un tornillo de rueda que presenta las características citadas inicialmente que el vástago presente entre la cabeza y el tramo roscado un tramo de seguridad con una estructura superficial que al introducir el tornillo de rueda en el cuerpo de frenado forme con éste un ajuste positivo que impida la torsión.

Por medio de este diseño se consigue con unos medios de diseño sencillos y económicos un seguro fiable contra la torsión del tornillo de rueda dotado de un tramo de centraje ranurado en espiral, que está casi exento de holgura. Se evita de este modo un intenso desgaste o daños del orificio pasante del portarruedas.

En una realización ventajosa de la idea de la invención se propone que el tramo de centraje esté situado en la zona del alojamiento del tornillo de rueda en el portarruedas y que la longitud del tramo de centraje sea esencialmente igual al espesor del portarruedas. De este modo se garantiza un centraje seguro del tornillo de rueda en el alojamiento para el tornillo de rueda en el portarruedas.

Además de esto es ventajoso que el diámetro exterior del tramo de centraje sea por lo menos igual al diámetro interior del alojamiento para el tornillo de rueda, ya que de este modo se garantiza un asiento seguro y sin holgura del tornillo de rueda dentro del alojamiento para el tornillo de rueda. El asiento del tornillo de rueda puede quedar asegurado para impedir que se pueda extraer o empujar fuera gracias a una ligera sobremedida del diámetro exterior del tramo de centraje que entonces va calado a presión en el alojamiento para el tornillo de rueda del portarrue-
das.

De acuerdo con una realización de la invención especialmente ventajosa el tramo de seguridad dotado preferentemente de unas estrías longitudinales está situado en la zona del orificio pasante del cuerpo de frenado. Debido a las aristas agudas de las ranuras longitudinales ya se producen daños en el orificio que lo rodea al calar a presión el tornillo de rueda. Sin embargo estos daños son de importancia secundaria ya que por una parte están situadas en el interior de un orificio del cuerpo de frenado, que no está destinado para centrar el tornillo de rueda, y porque además esta clase de daños se suprimen cada vez que se cambia el cuerpo de frenado, debido a que el cuerpo de frenado en cualquier caso se ha de sustituir al cabo de un determinado tiempo de uso. Los daños tampoco adoptarán a lo largo del tiempo una magnitud que dé lugar a un menoscabo de la fijación de la rueda del vehículo. El seguro contra la torsión logrado por medio del tramo dotado de estrías longitudinales o estructuras superficiales similares se mantiene por lo tanto con seguridad.

Además de esto se propone que la longitud del tramo de seguridad sea esencialmente igual al espesor del cuerpo de frenado y que el diámetro exterior de este otro tramo sea por lo menos igual al diámetro interior del orificio pasante del cuerpo de frenado. Si el diámetro exterior del otro tramo se sobredimensiona ligeramente con relación al diámetro interior del orificio pasante del cuerpo de frenado, esto es admisible al favorecer la seguridad del asiento del tornillo de rueda dentro del orificio pasante del cuerpo de frenado. No existe entonces la posibilidad de girar sin más el tornillo de rueda o deslizarlo fuera del orificio en su dirección longitudinal.

También es ventajoso que el tramo de centraje y el otro tramo estén dotados de un diámetro mayor que el resto del vástago, y que el diámetro del tramo situado más próximo a la cabeza sea mayor que el del tramo situado más alejado. De este modo se puede introducir el tornillo de rueda siempre desde detrás, es decir desde el lado del vehículo, hacia el exterior a través del cuerpo de frenado, del portarruedas y de la rueda del vehículo.

Igualmente se propone que la relación entre las partes ranuradas y las no ranuras de la superficie envolvente en los tramos sea inferior a 1, con lo cual resultan unos requisitos comparativamente menores en cuanto a las tolerancias de fabricación que se pueden conseguir por procedimientos de laminado convencionales. Además, mediante esta configuración se mantienen reducidas las tensiones de entalladura en los tramos ranurados del tornillo de rueda.

Una realización preferente del tornillo de rueda conforme a la invención está caracterizada porque la ranura helicoidal está realizada como una hélice de varias entradas.

Otras ventajas y detalles de la invención se explican a continuación haciendo referencia a un ejemplo de realización representado en el dibujo. Este dibujo muestra:

Fig. 1 una Sección parcial a través de la fijación de una rueda de vehículo en un portarruedas recibido por una mangueta, y

Fig. 2 un tornillo de rueda empleado para la fijación de la rueda según la Fig. 1, en una vista individual ampliada.

El cojinete de ruedas representado en sección en la Fig. 1 se utiliza principalmente en ejes de remolques pesados. Al final del cuerpo del eje 1 del eje del vehículo va fijada o realizada una mangueta 2 sobre la cual asienta una unidad de cojinetes 3. En el ejemplo de realización, la unidad de cojinetes 3 es un cojinete de rodamientos compacto con unos cuerpos de rodadura interiores 4 y unos cuerpos de rodadura exteriores 5. Sobre la mangueta 2 están situados los anillos de cojinete interiores 6, 7 en los que están formadas las pistas de rodadura para los cuerpos de rodadura 4, 5. El anillo de cojinete exterior es al mismo tiempo el cuerpo base del buje 8 del cojinete de ruedas. Para este fin están realizados directamente en la cara interior del cuerpo base del buje 8 las pistas de rodadura para los cuerpos de rodadura 4, 5.

En el extremo exterior de la mangueta está situada para la fijación de los anillos de cojinete interiores 6, 7 una tuerca de la mangueta 9, que va asegurada de forma conocida para evitar que se pueda aflojar involuntariamente. Un tapacubos 11 impide la entrada de suciedad en el cojinete de ruedas.

En una superficie frontal 12 del cuerpo base del buje 8 orientada hacia el exterior va fijado de modo liberable mediante varios tornillos 13 un portarruedas realizado como brida del buje 14. Cerca de su perímetro exterior, la brida del buje 14 está dotada de una pluralidad de orificios pasantes 10 uniformemente distribuidos a lo largo del perímetro que sirven como alojamientos de los tornillos de rueda y a través de los cuales van colocados prietos los tornillos de rueda 15 conformes a la invención. Mediante los tornillos de rueda 15 se fija por la cara exterior de la brida del buje 14 la rueda 16 o la llanta de rueda. Al mismo tiempo, los tornillos de rueda 15 realizan también la fijación del cuerpo de frenado 17, que en el ejemplo de realización según la Figura 1 es un tambor de freno, pero que también podría ser un disco de freno. En conjunto, el tornillo de rueda 15 atraviesa el orificio pasante 10 de la brida del buje 14, un orificio pasante 24 del tambor de frenos 17 así como finalmente la rueda del vehículo 16, es decir la llanta. Para mayor claridad se han representado sólo parcialmente la rueda del vehículo 16 y la tuerca de ruedas 23 en la zona del tornillo de rueda 15.

Además de la disposición representada en la Fig. 1 de la rueda del vehículo 15, del portarruedas 14 y del tambor de frenos 17 existe naturalmente también la posibilidad de situar tanto la rueda del vehículo 16 como también el tambor de frenos 17 sobre la cara exterior del portarruedas 14.

Tal como se reconoce mejor por la Fig. 2, el tornillo de rueda 15 se compone de un vástago 19 y una cabeza 18 realizada a modo de ensanche radial. El vástago 19 se subdivide en tres tramos, estando situado el tramo roscado 20 en un lugar opuesto a la cabeza 18 siempre en el extremo del tornillo de rueda 15, y sirve para recibir la tuerca de ruedas 23. El tramo de centraje Z y el otro tramo de seguridad A están dispuestos entre la cabeza 18 y el tramo roscado 20, encontrándose el tramo de centraje Z siempre dentro del orificio pasante 10 del portarruedas 10 que sirve como alojamiento del tornillo de rueda, y encontrándose el tramo de seguridad A dentro de un orificio 24 del tambor de frenos o del cuerpo de frenado 17.

Dependiendo de que la rueda del vehículo 18 y el tambor de frenos 17 estén fijados sobre la cara exterior del portarruedas 14 o si de acuerdo con la forma de realización representada en la Fig. 1, el portarruedas 14 se encuentra entre la rueda del vehículo 16 y el tambor de frenos 17, varía la disposición del tramo de centraje Z y del otro tramo A entre la cabeza 18 y el tramo roscado 20. En el ejemplo de realización representado en la Fig. 1 de un tornillo de rueda 15 el tramo A está situado en el extremo de cabeza del vástago 19, y a continuación sigue el tramo de centraje Z. Las posiciones de los tramos de centraje Z y del otro tramo A sobre el vástago 19 están intercambiados en un tornillo de rueda 16 que se emplea en un diseño con la rueda del vehículo 16 fijada sobre la cara exterior del portarruedas 14 y el tambor de frenos 17 fijado en la cara exterior.

El vástago 19 del tornillo de rueda 15 atraviesa el cuerpo de freno 17, el portarruedas 14 y la rueda del vehículo 16. El centraje del tornillo de rueda 15 tiene lugar por medio del tramo de centraje Z así como de un orificio pasante 10 del portarruedas 14. La superficie envolvente del tramo de centrajes Z está dotada de unas ranuras en espiral 21, donde las superficies de contacto enfrentadas entre sí se reducen de modo que en este tramo resultan unos requisitos menores en cuanto a las tolerancias de fabricación de un tornillo de rueda 15 fabricado por medio de un procedimiento de laminación. El tramo de centraje Z tiene un diámetro exterior que es por lo menos igual al diámetro interior del orificio pasante 10 del portarruedas 14. Mediante una ligera sobremedida del diámetro exterior se puede asegurar el asiento del tornillo de rueda 15 en la dirección longitudinal del tornillo de rueda para evitar por ejemplo que se caiga fuera.

El otro tramo A está dotado de unas ranuras 22 que transcurren longitudinalmente a modo de moleteados axiales en la dirección longitudinal del tornillo de rueda. Debido a su estructura superficial este tramo A sirve como seguro contra la torsión del tornillo de rueda 15, por lo que está dotado preferentemente de una ligera sobremedida del diámetro exterior respecto al orificio 24 del tambor de frenos 17 que lo rodea. El tramo A no tiene ninguna función esencial de centraje, ni para el tornillo de rueda 15 ni para el tambor de freno 17, que se centra por medio de una superficie de asiento periférica 25 del portarruedas 14. Por lo tanto existe también la posibilidad de que el tramo A del tornillo de rueda 15 asiente ligeramente descentrado dentro del orificio 24 del tambor de frenos 17, con lo cual pueden surgir en una de sus medias superficies envolventes unas fuerzas de prensado o rozamiento relativamente grandes que contribuyen también a asegurar el tornillo de rueda 15 contra la torsión.

Debido a esta disposición del tramo A que sirve como seguro contra la torsión y que está dotado de una estructura superficial en forma de ranuras longitudinales 22 en un orificio 24 del tambor de frenos 17 pueden llegar a producirse en todo caso daños en el orificio 24, el cual sin embargo no tiene ninguna función de centraje. Dado que los tambores de freno 17 están sujetos a desgaste y en cualquier caso se han de sustituir al cabo de un cierto tiempo de rodaje, los daños del orificio 24 no llegan a rebasar unos valores críticos. El orificio pasante 10 que sirve para el centraje del tornillo de rueda 15 queda exento de daños con independencia de esto.

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Lista de referencias

1.: Cuerpo del eje

2.: Mangueta

3.: Conjunto de cojinete

4.: Cuerpos de rodadura interiores

5.: Cuerpos de rodadura exteriores

6.: Pista de cojinete

7.: Pista de cojinete

8.: Cuerpo base del buje

9.: Tuerca de la mangueta

10.: Orificio pasante, alojamiento del tornillo de rueda

11.: Tapacubos, cubierta

12.: Superficie frontal del buje

13.: Tornillo

14.: Brida del buje, portarruedas

15.: Tornillo de rueda

16.: Rueda del vehículo, llanta

17.: Cuerpo de frenado

18.: Cabeza

19.: Vástago

20.: Tramo roscado

21.: Ranura espiral

22.: Ranura longitudinal

23.: Tuerca de rueda

24.: Orificio pasante

25.: Superficie de asiento del portarruedas

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Z: Tramo de centraje con ranura espiral

A: Tramo de seguridad

Claims

1. Tornillo de rueda para la fijación de una rueda de vehículo en un portarruedas dotado de alojamiento para los tornillos de rueda a lo largo de su perímetro, consistente en una cabeza (18) ensanchada radialmente seguida de un vástago (19) que atraviesa al mismo tiempo un cuerpo del frenado (17), el portarruedas (14) y la rueda del vehículo (16), que comprende un tramo roscado (20) y un tramo de centraje (Z) dotado por lo menos de una ranura helicoidal (21),

caracterizado porque

el vástago (19) presenta entre la cabeza (18) y el tramo roscado (20) un tramo de seguridad (A) con una estructura superficial que mediante la introducción del tornillo de rueda (15) en el cuerpo de frenado (17) forma con éste un ajuste positivo que impide la torsión.

2. Tornillo de rueda según la reivindicación 1, caracterizado porque el tramo de seguridad (A) es un tramo dotado de ranuras longitudinales (22).

3. Tornillo de rueda según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el tramo de centraje (Z) está situado es la zona del alojamiento del tornillo de rueda (10) en el portarruedas (14).

4. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la longitud del tramo de centraje (Z) es esencialmente igual al espesor del portarruedas (14).

5. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el diámetro exterior del tramo de centraje (Z) es por lo menos igual al diámetro interior del alojamiento del tornillo de rueda (10) en el portarruedas (14).

6. Tornillo de rueda según la reivindicación 1, caracterizado porque el tramo de seguridad (A) está situado en la zona del orificio pasante (24) del cuerpo de frenado (17).

7. Tornillo de rueda según la reivindicación 1 y/o la reivindicación 6, caracterizado porque la longitud del tramo de seguridad (A) es esencialmente igual al espesor del cuerpo de frenado (17).

8. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones 6 y/o 7, caracterizado porque el diámetro exterior del tramo de seguridad (A) es por lo menos igual al diámetro interior del orificio pasante (24) del cuerpo de frenado (17).

9. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tramo de centraje (Z) y el tramo de seguridad (A) tienen un diámetro mayor con relación al resto del vástago (19).

10. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro del tramo (Z, A) dispuesto más próximo a la cabeza (18) es mayor que el del tramo (Z, A) situado más alejado.

11. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación entre las partes ranuradas y las no ranuradas de la superficie envolvente en los tramos (Z, A) es inferior a 1.

12. Tornillo de rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la ranura espiral (21) está realizada como una espiral de varias entradas.