ES2367070B1

ES2367070B1 - Junta universal cardan perfeccionada para sistemas de dirección.

Info

Publication number: ES2367070B1
Application number: ES200802796A
Authority: ES
Inventors: Melchor Daumal Castellón
Original assignee: Melchor Daumal Castellón
Current assignee: International Automotive Innovation SL
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2012-09-07
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: ES2367070A1

Abstract

Junta universal cardán perfeccionada para sistemas de dirección.#El conjunto, forma una junta universal cardán (10) formada por dos horquillas que irán unidas al giro de los ejes a las que son solidarias, cada una de estas horquillas estará unida mediante los rodamientos rígidos de bolas a la cruceta, que transmite el movimiento del eje motriz al eje conducido, mediante la otra horquilla, todo esto reduciendo al mínimo la fricción de giro, y permitiendo la posibilidad de incrementar las cargas torsionales y los momentos flectores a los que están sujetas la junta universal cardan (1), creando un conjunto de mayor robustez.

Description

"JUNTA UNIVERSAL CARDÁN PERFECCIONADA PARA SISTEMAS DE DIRECCIÓN"

Objeto de la Invención:

Más concretamente la invención se refiere a una junta universal tipo cardán para la transmisión de movimiento rotatorio en sistemas de dirección, utilizando rodamientos rígidos de bolas, con posibilidad de sellado, acoplados a horquillas solidarias con los ejes en movimiento, y a su vez acoplados a la cruceta encargada de realizar la transmisión de dicho movimiento en los diferentes ángulos en que es necesario ubicar los ejes. Estado de la Técnica:

No se conocen antecedentes en el sector industrial correspondiente a juntas universales tipo cardán con rodamientos de bolas como la propuesta en la presente invención.

Si bien es habitual la realización de juntas universales de tipo cardán con rodamientos para la protección de los elementos unidos a la rotación de ejes, este tipo de rodamientos son de agujas.

Las propiedades de los rodamientos de agujas nos indican que tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado, eso sí, produciendo una fricción al girar superior a los rodamientos de bolas, y con una rigidez torsional y axial inferior a éstos últimos.

Por la Patente ES2. 244.269 se conoce una "Junta Universal Perfeccionada" adaptada para la transmisión del movimiento de rotación de dos ej es orientab1es en direcciones distintas, provistos de un dispositivo de desplazamiento axial para absorber solicitaciones externas, pero que no utiliza rodamientos rígidos de bolas como punto de unión en la transmisión de dicho movimiento. Descripción de la Invención:

La invención preconizada tiene por objeto una mejora en los componentes y en el diseño de una junta universal tipo cardán.

La junta universal tipo cardán objeto de la presente invención comprende esencialmente dos horquillas que irán unidas al giro de los ejes de la

columna: de dirección a las que son solidarias, cada una

de: estas horquillas estará unida mediante los

rodamientos: rígidos de bolas a la cruceta, qué

transmite: el movimiento del eje motriz al eje

conducido,: mediante la otra horquilla.

Cada: una de las horquillas que componen la

invención: presenta dos alas alineadas entre sí,

asegurando la coaxia1idad del rodamiento que se ubica en cada una de sus alas. Estos alojamientos de los rodamientos se diseñan para permitir un fuerte apriete con dichas alas y están, de la misma forma que las alas, alineados para su máxima coaxia1idad. Las alas de la horquilla disponen de un sistema de retención del rodamiento para asegurar la sujeción permanente del mismo, formado por agrafados, c1ips o inyección plástica, entre otras opciones, según el requerimiento funcional.

Los rodamientos se encuentran alojados en las alas de las horquillas, sujetos mediante uno de los sistemas expuestos. Estos rodamientos son del tipo rígidos de bolas, y mientras su radio exterior se acopla al alojamiento del ala de la horquilla, su radio interior se ajusta a la muñequilla de la cruceta. Estos rodamientos rígidos de bolas puede ir protegido con una tapa sellante, contra los factores externos y evitando la perdida de lubricante, y deshaciéndose de la necesidad de la instalación de retenes de estanqueidad.

La cruceta de cardán a la que se ajusta el rodamiento, encargada de transmitir el movimiento de una a otra horquilla, se compone de un cuerpo central en forma de cruceta de lados iguales y perpendiculares, la cual dispone de un recrecimiento en cada uno de sus cuatro brazos llamados muñequillas, los cuales tienen un radio que permite el fuerte apriete con el rodamiento. La transición entre la muñequilla y el brazo restante de la cruceta se realiza con un radio tal que permite evitar la concentración de tensiones y minimice el riesgo de fractura por fatiga.

La novedosa introducción de los rodamientos rígidos de bolas en la configuración descrita, permite la reducción de la fricción de giro, siendo ésta

prácticamente: nula, así como la variación de la

fricción: de giro, lo que consigue una mej ora de la

uniformidad de: éste.

Las: características ventajosas del rodamiento

rígido de bolas, como su mayor robustez y rigidez torsional y axial, permite la posibilidad de incrementar las cargas torsionales y los momentos flectores, a los que están suj etas las juntas

universales cardán. Esto unido a la posibilidad de protegerlo con tapa sellante, permite un incremento de la vida del producto, incluso en trabajos con ambientes agresivos.

El rodamiento rígido de bolas presenta una anchura inferior al rodamiento de agujas, cosa que permite realizar piezas de menor grosor, al poder rebajar la anchura de las alas de la horquilla. Todo esto, siempre manteniendo un grosor que por diseño asegure la integridad del ala y evite su rotura, todo lo cual permite colocarse en espacio menor.

El: conjunto preconizado que forma la junta

universal: cardán, permite una menor variabilidad del

producto,: gracias a la mayor robustez del diseño y

montaje del mismo.

Descripción de: las figuras:

La: figura n!! 1 muestra una vista en perspectiva de

la junta universal cardán: (10).

La figura n!! 2 muestra una vista en alzado de la junta universal cardán (10). La figura n!! 3 muestra una vista de sección por el eje A-A' de la junta universal cardán (10).

La figura n!! 4 muestra una vista en perspectiva explosionada de la junta universal cardán (10) con sus componentes separados en horquillas (1), rodamientos

(2) y cruceta (3). Descripción de una realización de la invención:

En una de las realizaciones preferidas de la presente invención, y tal y como puede apreciarse en la

nQ

figura 1, la junta universal cardán (10), está formada por el conjunto que constituyen los cuatro elementos principales:

Dos horquillas (1) idénticas, solidarias a cada uno de los ejes del sistema que se quiere transmitir el movimiento rotatorio. Cuatro rodamientos rígidos de bolas (2) idénticos, por los que se fijan cada una de las dos horquillas (1) a las muñequillas (6) de la cruceta (3).

-: Una cruceta (3) que se encarga de poner en contacto las horquillas (1) a través de los rodamientos (2), convirtiendo el movimiento rotatorio del eje motriz, en movimiento rotatorio en el eje conducido.

Las horquillas (1) que se representan en la figura

nQ

4, son solidarias a los ejes encargados de realizar el movimiento rotatorio. Están compuestas por un cuerpo principal (15) que es el encargado de realizar la fijación de dicha horquilla (1) al eje. El método de fijación utilizado puede variar según la aplicación y el tipo de eje, aunque se utilizará mayoritariamente el método expuesto en la figura n Q 1, consistente en un cuerpo principal (15) en forma de "U", que dispone de una cavidad (11) donde se inserta el eje, que queda fijado mediante el apriete de un tornillo (13) o sistema similar que une los dos brazos (12) del cuerpo principal (15), quedando eje y horquilla (1) unidos en su movimiento.

nQ

En la figura 3 se observa que del cuerpo principal (15) de la horquilla (1) surgen dos alas (8), simétricas al eje de giro y alineadas entre sí. En la parte final de cada una de las alas (8) se tiene el aloj amiento (9) de los rodamientos rígidos de bolas

nQ

(2), según se muestra en la figura 4. El alojamiento

(9): de cada una de las alas (8) se basa en un orificio circular realizado en éstas, que están alineados asegurando la coaxia1idad de los dos rodamientos (2) ubicados en cada una de las alas (8). El a10jamiento

(9): tiene un radio tal, que permite el apriete fuerte y a presión de los rodamientos (2). El alojamiento (9) se complementa con un sistema de retención (5) del rodamiento (2), que puede tratarse de agrafados, c1ips, inyección plástica u otro sistema similar.

Según se aprecia en las figuras n 2 1 y 4, ubicados en los dos alojamientos (9) de cada una de las dos alas

(8): que tiene cada una de las horquillas (1), se fijan los rodamientos rígidos de bolas (2) que permiten una fricción de giro prácticamente nula y de esta manera se reduce la variación de la fricción al giro, así como que se otorga al conjunto una fortaleza estructural, incrementando la rigidez torsiona1 y axial. El diámetro exterior (4) del rodamiento (2) ha de ser tal que permita el apriete fuerte y a presión del mismo, asegurando la integridad de la unión con la horquilla

(1): durante todo el rango de funcionamiento.

Los rodamientos (2) han de ir lubricados para minimizar la fricción de giro, por 10 que con este propósito o con el fin de proteger al rodamiento (2) de las condiciones ambientales de trabaj o a las que se puede aplicar la presente junta universal cardán (1), se tiene la opción de ensamblar una tapa se11ante (16), no representada en las figuras, que permite prescindir de los habituales retenes de estanqueidad.

n2

Según se aprecia en las figuras 1 y 4, acoplada a los rodamientos (2), por el espacio que forma el radio interior (7) de éstos, se tiene la cruceta (3),

formada por cuatro brazos (14) perpendiculares entre sí en un mismo plano y de idénticas dimensiones, formando una cruz con dos ejes. De cada uno de los cuatro brazos

(14): sobresalen unas extensiones de los mismos que son las muñequillas (6) , todas ellas de idénticas dimensiones y radios. Son estas muñequillas (6) las encargadas de formar un fuerte apriete asegurando la integridad de la unión con cada uno de los rodamientos

(2): durante todo el rango de funcionamiento.

Así la horquilla (1), a través de los dos rodamientos (2) que tiene fijados, se acopla a dos de las muñequillas (6) que forman un mismo eje de la cruceta (3). La otra horquilla (1), de igual manera, queda fijada al otro eje de la cruceta (3), mediante las dos muñequillas (6) que quedan libres. Esto permite la transmisión del movimiento de un eje motriz unido a una de las horquillas (1), a un eje conducido unido a la otra horquilla (1)

Descrito suficientemente la presente invención en

correspondencia: con las figuras anexas, fácil es

comprender: que podrán introducirse en la misma

cualesquiera: modificaciones de detalle que se estimen

convenientes: siempre y cuando no se introduzcan

variaciones de detalle que alteren la esencia de la invención que queda resumida en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Perfeccionamiento de junta universal cardán para sistemas de dirección de los que son utilizados para la transmisión del movimiento de un eje motriz a un eje conducido orientab1es en direcciones distintas, comprendiendo dos horquillas (1) idénticas sujetas al eje de giro mediante un sistema de fijación ubicado en el cuerpo principal (15) de dicha horquilla (1), una cruceta (3), Y cuatro rodamientos rígidos (2) que fijan las dos horquillas (1) a la cruceta (3) caracterizado en que: -dichas horquillas disponen de dos alas (8) simétricas al eje de giro y alineadas entre sí para mantener la coaxia1idad de los rodamientos (2), con una abertura de forma circular en su extremo, que se diseña como alojamiento (9) de dichos rodamientos (2), teniendo dicho alojamiento (9) un diámetro que permite el fuerte apriete de los mismos asegurando la integridad de la unión con cada uno de los rodamientos (2), disponiendo

los

alojamientos (9) de la horquilla (1) de un sistema

de

retención (5), que impiden que se extraiga el

rodamiento

(2) por acción de un sobreesfuerzo o mala

utilización

-dichos

rodamientos (2) son del tipo rígido de bolas,

pudiendo disponer de una tapa se11ante (16), Y así evitar posibles perdidas de lubricante y permitir el funcionamiento de la junta universal cardán (10) en ambientes de trabajo agresivos.
2. Perfeccionamiento de junta universal cardán para sistemas de dirección según la primera reivindicación,

caracterizado en que los rodamientos (2) son del tipo rígido de bolas, con un diámetro exterior (4) que permita el fuerte apriete y a presión del rodamiento

(2) , asegurando la integridad de la unión con la horquilla (1) durante todo el rango de funcionamiento, así como un diámetro interior (7) que se diseña para formar un fuerte apriete, asegurando la integridad de la unión con la cruceta (3) durante todo el rango de funcionamiento.
3.

Perfeccionamiento de junta universal cardán para sistemas de dirección según la primera reivindicación, caracterizado en que la cruceta está formada por cuatro
4.

Perfeccionamiento de junta universal cardán para sistemas de dirección según la tercera reivindicación, caracterizado en que de cada uno de los 4 brazos (14) sobresalen unas extensiones de los mismos que son las muñequillas (6), todas ellas de idénticas dimensiones y radios. Estas muñequillas (6) tienen un radio que les permite acoplarse con los rodamientos y formar un fuerte apriete asegurando la integridad de la unión durante todo el rango de funcionamiento.

brazos

(14) perpendiculares entre sí en un mismo plano,

unidos

en un mismo punto y de idéntic as dimensiones,

formando

una cruz.

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4 11