ES2537900T3 - Rótula - Google Patents

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ES2537900T3
ES2537900T3 ES13163817.3T ES13163817T ES2537900T3 ES 2537900 T3 ES2537900 T3 ES 2537900T3 ES 13163817 T ES13163817 T ES 13163817T ES 2537900 T3 ES2537900 T3 ES 2537900T3
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Uwe Forthaus
Alexander Paul
Ulrich Mette
Harald Walter
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ZF Automotive Germany GmbH
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TRW Automotive GmbH
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Abstract

Rótula que comprende una cáscara de articulación (102, 302), que presenta una escotadura (104), un pivote esférico (106, 306) con una cabeza esférica (108, 308), 5 un fuelle de estanqueidad (342) con un asiento de estanqueidad (343) en el lado de la carcasa y con un asiento de estanqueidad en el lado del pivote en forma de una boca de fuelle (344), que está en contacto con el pivote esférico (306), en el que un cuerpo de fuelle (360) del fuelle de estanqueidad se extiende entre el asiento de estanqueidad (343) en el lado de la carcasa y la boca del fuelle (344), y una cáscara de articulación (110, 310), en la que la cabeza esférica (108, 308) es recibida de forma móvil articulada dentro de la cáscara de articulación (110, 310) y la cáscara de articulación (110, 310) se inserta en la escotadura (104) de la carcasa de articulación (102, 302), en la que la boca del fuelle (344) se apoya con efecto de obturación en diferentes posiciones angulares del pivote esférico (306) con respecto a un eje longitudinal (392) de la rótula (301) con presión de apriete esencialmente constante con el pivote esférico (306), y en la que una superficie de apoyo (362) de la boca del fuelle (344), que entra en contacto con el pivote esférico (306), está configurada de forma cóncava en el estado descargado, de manera que resulta un apoyo de contacto elástico de la boca del fuelle (344) con el pivote esférico (306), caracterizada porque el cuerpo del fuelle (360) presenta al menos una entalladura (364) y/o porque el cuerpo del fuelle (360) está colocado en la boca del fuelle (344) esencialmente en la zona de su centro axial, de manera que con ello se obtiene una reducción de la transmisión de la fuera y del movimiento entre el cuerpo del fuelle (360) y la boca del fuelle (344).

Description

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DESCRIPCIÓN
Rótula
La invención se refiere a una rótula, que es especialmente adecuada para la utilización en la zona del mecanismo de traslación de un automóvil.
Se conocen en el estado de la técnica numerosas rótulas para automóviles. Tales rótulas están constituidas normalmente por un pivote esférico, que está alojado de forma móvil en una cáscara de articulación de plástico, por una carcasa y por un sistema de estanqueidad, que protege contra la penetración de suciedad se impide la salida de lubricante. El pivote esférico y la cáscara de articulación se unen en dirección axial en la carcasa y están unidos mecánicamente con la carcasa. A través de la fuerza de montaje axial se pretensa la cáscara de plástico en la carcasa axialmente o bien radialmente, lo que es necesario para la función de articulación. De esta manera se pueden resistir momentos de movimiento, recorridos de resorte y elasticidades predeterminadas de la manera especificada por el cliente.
La cáscara de la rótula se conecta la mayoría de las veces a través de transformación de un canto de la carcasa (por ejemplo, laminación de un canto laminado) mecánicamente con la carcasa. Este canto laminado o bien se forma directamente sobre la cáscara de articulación o sobre una tapa de cierre o bien anillo de cierre, que apoya la estanqueidad y eleva la fuerza de separación mecánica de la cáscara desde la carcasa. Esta técnica de unión de la cáscara y de cierre de la articulación ha dado buen resultado desde hace muchos años. Sin embargo, está técnica está sujeta al inconveniente de que es necesaria una mecanización de la carcasa. A ello hay que añadir que el procedimiento de cierre requiere una máquina de laminación especial, en combinación con un tiempo de montaje correspondiente para el rodillo de laminación. Una rótula, en la que el canto laminado de la tapa de cierre está laminado se representa en la figura 25.
Las rótulas para automóviles se proteger por medio de un fuelle de estanqueidad o bien con un manguito de estanqueidad contra la penetración de suciedad y de humedad o bien contra la salida de grasa de la articulación. En este caso, aparecen dos zonas de estanqueidad: por una parte en la conexión del fuelle de estanqueidad con la carcasa (asiento fijo del fuelle de estanqueidad), designado a continuación como “junta de estanqueidad en el lado de la carcasa”, y, por otra parte, en la conexión del fuelle de estanqueidad con el pivote esférico (en la que el fuelle se mueve de forma giratoria sobre el pivote esférico), designado a continuación como “junta de estanqueidad en el lado del pivote”. En las aplicaciones habituales actualmente, para la fijación bilateral del fuelle de la junta de estanqueidad en la carcasa y en el pivote esférico se emplean anillos de fijación, por medio de los cuales se consigue la acción de estanqueidad deseada entre el fuelle de estanqueidad y la carcasa o bien el pivote esférico. Esta combinación es desfavorable debido a los costes de fabricación comparativamente altos.
La conexión de un fuelle de estanqueidad en la carcasa se realiza actualmente por norma a través de una ranura de fuelle practicada en la carcasa, en la que el fuelle de estanqueidad se posiciona de manera conforme al contorno. Tal conexión se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 199 00 072 C2 y se muestra en la figura 26 en una vista de la sección transversal. La presión de apriete, que es necesaria para la potencia de obturación, se aplica a través de un medio de fijación (en general, un anillo de fijación), para cumplir el ensayo de estanqueidad especificado por el cliente. La conexión mostrada en la figura 26 del fuelle de estanqueidad está unida con costes adicionales debido al anillo de fijación necesario y a su montaje.
Se conocen en el estado de la técnica de manera alternativa a la conexión de acuerdo con la figura 26 otros principios, con los que se puede posicionar el fuelle de estanqueidad en el pivote esférico o bien en la carcasa. La figura 27 muestra una solución con anillos de sujeción integrados en el fuelle de estanqueidad, que establecen n asiento fijo del fuelle de estanqueidad sobre la carcasa o bien un asiento de obturación en el pivote esférico. La figura 28 muestra una solución con un anillo metálico aplicado en el exterior del fuelle de estanqueidad, que se conecta a través de transformación por aplicación de fuerza con la carcasa. Por último, en la figura 29 se muestra una solución con una junta de estanqueidad en el lado de la carcasa libre de medios de fijación, que enclava el fuelle de estanqueidad entre la cáscara de articulación y la carcasa. No obstante, en este caso, entre el fuelle de estanqueidad y la cáscara de articulación no está prevista ninguna conexión en unión positiva o conexión por aplicación de fuera, de modo que no es posible un montaje previo del fuelle de estanqueidad y de la cáscara de articulación.
La conexión en el lado del pivote de un fuelle de estanqueidad en el pivote esférico se realiza convencionalmente a través de un borde inferior del fuelle estanqueidad, llamada boca del fuelle, que se posiciona en una ranura del fuelle, realizada de forma redonda o rectangular, en el pivote esférico. En la figura 30 o bien en la figura 31se muestra una ranura de fuelle, realizada de forma redonda o bien rectangular, de un pivote esférico en una vista de la sección transversal parcial, de manera que la boca del fuelle está realizada conforme al contorno de la ranura del fuelle. Además, se conoce que la ranura del fuelle puede estar configurada entre un canto romo del pivote esférico y el contra cuerpo de montaje, como se muestra en la vista de la sección transversal de la figura 32.
La presión de apriete, que es necesaria para la potencia de obturación del fuelle de estanqueidad, se aplica, por una
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parte, a través de un asiento a presión, que es apoyado por un medio de fijación (en general, un anillo de fijación, ver las figuras 30 – 32). En este caso es un inconveniente que el anillo de fijación y también su montaje están unidos con costes. De manera alternativa a ello, se conocen también juntas de estanqueidad en el lado del pivote libres de medios de fijación, como se muestra en la figura 33. Sin embargo, tales sistemas están sujetos a inconvenientes, porque en el caso de que se realice el asiento a presión con fuerza, ello puede conducir a una torsión del fuelle durante la rotación y a una destrucción siguiente del fuelle, o en el caso de un asiento a presión más reducido, esto puede tener como consecuencia una potencia de obturación insuficiente.
En las figuras 34-36 se representan otras rótulas de acuerdo con el estado de la técnica. La figura 34 muestra una rótula para un tirante estabilizador fabricado de GFK, en el que una cáscara de articulación en forma de una cáscara de plástico está conectada por unión del material con la carcasa de GFK por medio de soldadura por ultrasonido. Además, se conocen cáscaras de articulación en forma de cáscaras de plástico, que se fijan exclusivamente por medio de ganchos de encaje elástico adecuados en la carcasa (figura 35), o en las que un clip adicional es amarrado mecánicamente con el gancho de encaje elástico (figura 36). La cáscara de plástico mostrada en la figura 35 se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 198 23 781 C5. La cáscara de plástico mostrada en la figura 36 se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 5.676.485.
Las instalaciones de articulación, en particular las rótulas, pueden estar unidas mecánicamente entre sí a través de un cuerpo de tirante. En este caso, en ambos extremos de un cuerpo de tirante de este tipo está colocada, respectivamente, una biela, con lo que se consigue, por ejemplo, en una suspensión de mecanismo de traslación de un automóvil una conexión articulada entre dos puntos. Aplicaciones típicas son tirantes estabilizadores, que forman una conexión entre el estabilizador y la suspensión de la rueda. Tales tirantes son cargados a tracción y presión y están constituidos de manera predominante de barras de acero con carcasas de articulación soldadas integralmente, cuerpos forjados de aluminio o bien cuerpos fundidos a presión o de plástico con refuerzo de fibras de vidrio. La orientación de los pivotes de rótulas y los requerimientos de carga son en cada caso específicos del cliente, de manera que se pretende una reducción al mínimo de los costes y del peso con una transmisión máxima de la fuerza.
Las formas de realización de acero convencionales (figura 37) pata el cuerpo de tirante mencionado anteriormente son intensivas de costes y están constituida de material de barra maciza con sección transversal redonda circula y con una carcasa de articulación soldada integralmente Requieren una profundidad de fabricación alta en virtud del procesamiento mecánico, del proceso de soldadura y del recubrimiento. Otros inconvenientes de tales tirantes de acero son una conformación limitada y un peso relativamente alto.
En el estado d la técnica se conocen cuerpos de tirantes de la misma manera en forma de realización de plástico (figura 38), que son económicos y poseen una conformación libre en el marco de las limitaciones de fabricación (por ejemplo, desmoldeo). El material de base es más ligero y toda la estructura se puede adaptar a los requerimientos de la carga (carga de tracción / presión). Es un inconveniente una necesidad de espacio de construcción claramente más elevada (diámetro del perfil de la sección transversal), una rigidez más reducida de la estructura así como una influencia fuerte a través de temperaturas alta so bajas sobre la resistencia de la estructura.
Por lo demás, se conocen cuerpos de tirantes en forma de realización de aluminio, que presentan limitaciones y opciones de fabricación, respectivamente, comparables a los tirantes de plástico. Las ventajas son el peso reducido y la resistencia de la estructura no influenciada en el marco de las temperaturas de funcionamiento. La rigidez de la estructura está claramente por encima del nivel del plástico, pero no alcanza los valores de una realización de acero.
El documento US 6.966.599 B1 publica una rótula del tipo indicado al principio con un pivote de articulación y con un fuelle de estanqueidad, en la que el fuelle de estanqueidad presenta una superficie de engrane en forma de anillo con un espacio hueco para el alojamiento de lubricante, y en la que una superficie de apoyo del fuelle de estanqueidad, que entra en contacto con el pivote de articulación, está configurada de forma cóncava.
El cometido de la invención consiste en crear una rótula, que se puede fabricar económicamente y acortando el tiempo de montaje y se garantiza una seguridad funcional alta.
Este cometido se soluciona por medio de una rótula con las características de la reivindicación 1. Los desarrollos ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes de la patente.
La rótula de acuerdo con la invención comprende una carcasa de articulación con una escotadura, con un pivote esférico con una cabeza esférica, y con un fuelle de estanqueidad con un asiento de estanqueidad en el lado de la carcasa y con un asiento de estanqueidad en el lado del pivote en forma de una boca de fuelle, que se puede poner en contacto con el pivote esférico, de manera que un cuerpo de fuelle del fuelle de estanqueidad se extiende entre el asiento de estanqueidad en el lado de la carcasa y la boca del fuelle. La rótula comprende, además, una cáscara de articulación, en la que la cabeza esférica es recibida de forma móvil pivotable dentro de la cáscara de articulación y la cáscara de articulación está insertada en la escotadura de la carcasa de articulación. Una rótula de este tipo está constituida de forma modular, pudiendo montarse totalmente en pocas etapas.
En un desarrollo ventajoso de la invención, en un lado exterior de la cáscara de articulación que está opuesto a la
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cabeza esférica puede estar previsto al menos un elemento de amarre, que colabora con un borde de la escotadura de la carcasa de articulación. Por lo demás, está previsto un elemento de seguridad, que está en el estado montado de la rótula en contacto con una superficie circunferencial interior del elemento de amarre, de manera que con ello el elemento de amarre está retenido engranado con el borde de la escotadura de la carcasa de articulación y de esta manera está asegurado contra una pérdida fuera de la escotadura de la carcasa de articulación. El elemento de seguridad está conectado con la cáscara de articulación en su zona polar o bien está fijado en ella.
El elemento de seguridad representa un clips de seguridad, que está conectado en unión positiva y/o por unión del material con la cáscara de articulación. A través de esta conexión del elemento de seguridad con la cáscara de articulación se garantiza que el al menos un elemento de amarre sea retenido a prueba de funcionamiento engranado con el borde de la escotadura de la carcasa de articulación, de manera que no es posible una extracción imprevista de la cáscara de articulación fuera de la carcasa de articulación de la rótula. A través de la conexión del elemento de seguridad con la cáscara de articulación en su zona polar se pueden compensar eventuales tolerancias del elemento de amarre, que podrían conducir en otro caso a un desprendimiento del elemento de seguridad desde el elemento de amarre. Otra ventaja de la unión del elemento de seguridad con la cáscara de articulación consiste en una elevación clara de las fuerzas de separación de la cáscara de articulación fuera de la carcasa de articulación.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la cáscara de articulación puede estar configurada en una sola pieza de plástico. Esto conduce a costes de fabricación reducidos y permite un grado de integración alto, de manera que el elemento de amarre se puede fundir por inyección en la cáscara de articulación.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la cáscara de articulación puede presentar una superficie envolvente cerrada, en particular en su zona polar, en la que la cáscara de articulación está conectada con el elemento de seguridad. La superficie envolvente cerrada actúa de manera ventajosa sobre la estanqueidad de la cáscara de articulación en su zona polar. Durante el montaje de la articulación esférica se asegura una fijación de la cabeza esférica de un pivote esférico en la cáscara de articulación a través de sus propiedades elásticas.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la cáscara de articulación puede presentar en la zona polar un pasador de fijación en proyección, que se puede llevar a engrane con una escotadura del elemento de seguridad. La colaboración de este pasador de fijación con la escotadura garantiza un asiento siempre centrado del elemento de seguridad en la zona polar de la cáscara de articulación y facilita esencialmente el proceso de montaje para una rótula.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el pasador de fijación puede estar configurado como gancho de encaje elástico, que está amarrado con la escotadura del elemento de seguridad en el estado montado de la rótula. El elemento de seguridad está realizado con un contorno negativo correspondiente para el enganche elástico. El gancho de encaje elástico amarra el elemento de seguridad en forma del clip en su posición, de manera que el clip tensa sobre su borde exterior el al menos un elemento de amarre de la cáscara de articulación en su posición de montaje en la carcasa en el borde de la escotadura de la carcasa de articulación. La configuración del pasador de fijación como gancho de encaje elástico es ventajosa en la medida en que después del amarre con el elemento de seguridad no es necesario ningún repaso posterior.
En una forma de realización alternativa de la invención, el pasador de fijación se puede transformar después del montaje del elemento de seguridad en su extremo libre de tal forma que el elemento de seguridad está asegurado en unión positiva en su posición. En este caso, en primer lugar se conduce el elemento de seguridad con su escotadura sobre el pasador de fijación, de manera que una transformación en caliente o en frío siguiente del extremo libre del pasador de fijación asegura el elemento de seguridad en unión positiva en su posición. De manera más conveniente, en este caso el pasador de fijación puede estar configurado como cilindro hueco, lo que facilita la transformación de su extremo libre. De forma complementaria y/o alternativa, el pasador de fijación puede estar conectado con la escotadura del elemento de seguridad también por unión del material. Esta conexión por unión del material se puede establecer, por ejemplo, por medio de soldadura por ultrasonido o encolado. Adicionalmente es posible conectar el borde exterior del elemento de seguridad por unión del material con una superficie circunferencial interior el elemento de amarre por unión del material, a cuyo fin es adecuada de la misma manera la soldadura por ultrasonido o encolado.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el elemento de seguridad puede estar configurado como caperuza polar, que está adaptada con su contorno a la zona polar de la cáscara de articulación. Por una parte, esto facilita el proceso de montaje del elemento de seguridad con la cáscara de articulación, por otra parte de esta manera se asegura una colaboración uniforme o bien un apoyo de una pluralidad de elementos de amarre, que pueden estar dispuestos a lo largo de la periferia de la cáscara de articulación.
Las ventajas de las variantes mencionadas anteriormente de la rótula son las siguientes:
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no es necesario ningún procesamiento mecánico de la carcasa de articulación,
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simplificación esencial del proceso de montaje, puesto que se suprime una transformación de la carcasa de
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articulación y se puede acortar el tiempo de montaje,
-no es necesaria ninguna modificación de la protección contra la corrosión a través de procesos de transformación (por ejemplo, desconchado de recubrimientos superficiales),
-es posible el montaje de la cáscara de articulación en diferentes materiales de la carcasa (por ejemplo, acero, GFK, aluminio, y
-cumplimiento del cuaderno de condiciones específicas del cliente con respecto a obturación, funciones de articulación y resistencias mecánicas y fuerzas de separación.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la cáscara de articulación puede presentar una pestaña de retención, en la que el fuelle de estanqueidad está fijado en esta pestaña de retención. Esto ofrece la ventaja de formar antes del montaje de la cáscara de articulación en la carcasa de articulación un grupo de infraestructura que está constituido por la cáscara de articulación y el fuelle de estanqueidad. De manera más conveniente, este grupo de infraestructura se genera porque el fuelle de estanqueidad se fija en unión positiva y/o por aplicación de fuerza en la pestaña de retención de la cáscara de articulación. A través de esta fijación el fuelle de estanqueidad en la pestaña de retención se simplifica esencialmente el proceso de montaje para la fabricación de la rótula y se hace más económica, puesto que el grupo de infraestructura mencionado se puede preparar ya de antemano, y de esta manera contiene con respecto a la cáscara de articulación y al fuelle de estanqueidad una manipulación separada o bien un montaje costoso.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la pestaña de retención puede estar configurada radialmente circundante. Esto garantiza una conexión muy fiable del fuelle de estanqueidad en la pestaña de retención. De manera alternativa también es posible configura la pestaña de retención en varios segmentos separados unos de los otros se facilita la elasticidad de la cáscara de articulación y con ello una fijación de la cabeza esférica del pivote esférico.
En un desarrollo de la invención, en la pestaña de retención puede están configurada una elevación y en la zona marginal del fuelle de estanqueidad puede estar configurada una escotadura, de manera que la escotadura del fuelle de estanqueidad y la elevación de la pestaña de retención están enlazadas entre sí. Especialmente cuando la elevación presenta un receso, a través del enlace mencionado de la escotadura con la elevación se da una conexión de unión positiva entre el fuelle de estanqueidad y la pestaña de retención. De manera más conveniente, el receso de la elevación puede estar realizado de forma esférica, abombada o angular. Puesto que el fuelle de estanqueidad está fabricado normalmente de un material goma elástico, es posible sin más llevar la escotadura del fuelle de estanqueidad a engrane con la elevación de la pestaña de retención.
En otro desarrollo de la invención, la elevación puede estar configurada de la misma manera que la pestaña de retención y en coincidencia con ésta en segmentos. Esto ofrece ventajas para la facilidad de fabricación de la cáscara de articulación gracias a una facilidad de desmoldeo mejorada y más sencilla desde el útil de moleo, especialmente cuando la elevación presenta un receso. A diferencia de ello, también es posible que solamente la elevación esté configurada en secciones del tipo de segmentos, con lo que se garantiza de la misma manera una facilidad de desmoldeo simplificada desde el útil de moldeo.
De manera complementaria o alternativa a la conexión de unión positiva mencionada, por lo demás, es posible conectar el fuelle de estanqueidad con la pestaña de retención en unión positiva o bien por unión del material. Esto se puede realizar de manera adecuada a través de la utilización de un adhesivo y/o a través de la generación de una conexión por unión del material.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el fuelle de estanqueidad puede presentar en un lado opuesto a la escotadura una superficie de apoyo, en la que está configurada una estructura de láminas de obturación. Cuando la rótula está totalmente montada, esta superficie de apoyo del fuelle de estanqueidad es presionada contra una superficie de la carcasa, a partir de lo cual resulta una obturación de la articulación excelente en el lado de la carcasa de la rótula montada.
Las ventajas de las variantes mencionadas anteriormente de la rótula utilizando el grupo de infraestructura son:
-conexión en unión positiva y/o por aplicación de fuerza entre el fuelle de estanqueidad y la cáscara de articulación, lo que posibilita una formación de un grupo de infraestructura premontado,
-supresión de un medio de fijación adicional en el lado de la carcasa,
-cumplimiento de las condiciones de obturación del cuaderno de condiciones especificadas por el cliente, y
-reducción de costes frente a los sistemas de estanqueidad convencionales.
De acuerdo con la invención, la boca el fuelle en diferentes ajustes angulares del pivote esférico con respecto a un
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eje longitudinal de la rótula se apoya con efecto de obturación con presión de apriete esencialmente constante con el polvote esférico. Esto impide una elevación inadmisible de la boca del fuelle desde el pivote esférico y, por lo tanto, una penetración de humedad, suciedad o similares. Otra ventaja consiste en que se garantiza una presión de apriete suficiente, con la que el asiento de obturación del lado del pivote del fuelle de estanqueidad es presionado en el pivote esférico, también cuando no está previsto ningún medio de fijación para el fuelle de estanqueidad. De esta manera se puede suprimir un anillo de fijación en el lado del pivote en otro caso habitual. Por lo demás, se asegura siempre un posicionamiento seguro de la boca del fuelle en el pivote esférico o bien en una ranura del mismo, a saber, tanto durante el montaje de la rótula como también en su funcionamiento, cuando el pivote esférico ejecuta movimientos de articulación con respecto a un eje longitudinal de la rótula y/o se gira de forma rotatoria.
De acuerdo con la invención, la superficie de apoyo de la boca del fuelle está configurada de forma cóncava en el estado descargado, de manera que cuando la rótula está montada resulta un apoyo de contacto de resorte de la boca del fuelle con el pivote esférico. En el caso de ángulos de movimiento o bien de articulación grandes del pivote esférico, se producen actuaciones de compresión y descompresión del asiento de presión de la boca del fuelle como consecuencia de fuerzas de tracción y de presión en el cuerpo del fuelle. La acción de resorte mencionada de la superficie de apoyo de la boca del fuelle contrarresta compensando estas magnitudes perturbadoras, de manera que en comparación con una boca de fuelle estándar se asegura una fuerza de presión de apriete y una potencia de obturación sobre una zona máxima de fuerza.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el cuerpo del fuelle puede presentar en una zona opuesta a la superficie de contacto con el polvote esférico un labio de rastrillo axial. Un labio de rastrillo de este tipo impide en una primera aproximación la penetración de suciedad y de líquido en el interior de la rótula.
De acuerdo con la invención, el cuerpo del fuelle y la boca del fuelle están unidos entre sí de tal manera que al menos se reduce al mínimo una transmisión de la fuerza y del movimiento entre estos dos elementos. Esto conduce a que una fuerza o bien un movimiento sean transmitidos al menos en una medida reducida desde el cuerpo del fuelle sobre la boca del fuelle. De acuerdo con la invención tal conexión entre el cuerpo del fuelle y la boca del fuelle se crea porque el cuerpo del fuelle está colocado en la boca del fuelle esencialmente en la zona de su centro axial. Esto conduce en el caso de una fuerza de tracción en el cuerpo del fuelle a una fuerza reducida en la boca el fuelle y, por lo tanto, a una reducción uniforme de la fuerza de presión de apriete de la boca del fuelle sobre su altura axial, sin que en este caso – tampoco en el caso de ángulos de movimiento o bien de articulación grandes del pivote esférico – se produzca un desprendimiento unilateral de la boca del fuelle desde el pivote esférico.
En un desarrollo ventajoso de la invención, una zona de transición entre el cuerpo del fuelle y la boca del fuelle puede presentar una sección transversal reducida. De esta manera se consigue una reducción de la transmisión de la fuerza y del movimiento entre el cuerpo del fuelle y la boca del fuelle.
La misma acción se consigue de manera alternativa cuando el cuerpo del muelle presenta al menos una entalladura. Tal entalladura cumple la función de una ranura y reduce de la misma manera la transmisión de la fuerza y del movimiento del cuerpo del fuelle sobre la boca del fuelle. Expresado de otra manera, como consecuencia de ello las fuerzas de tracción, que aparecen a través de un movimiento del cuerpo del fuelle, se transmiten sólo en una medida reducida sobre la boca del fuelle, de manera que la fuerza de presión de apriete, con la que se presiona la boca del fuelle en el pivote esférico, permanece distribuida de una manera uniforme sobre la altura de la boca del fuelle.
La actuación de una entalladura de este tipo se mejora adicionalmente porque está configurada en ambos lados en el cuerpo del fuelle. Se consigue una mejora todavía mayor porque el cuerpo del fuelle presenta una pluralidad de entalladuras, que están previstas a modo de un circuito en serie una detrás de las otras o bien adyacentes entre sí. De esta manera se mejora de nuevo la reducción deseada de la transmisión de la fuerza y del movimiento de la boca del fuelle sobre el cuerpo del fuelle.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la al menos una entalladura puede estar prevista radialmente fuera de la reducción de la sección transversal entre la boca del fuelle y el cuerpo del fuelle. Esto conduce de manera ventajosa a una superposición de la actuación de la entalladura y de la reducción de la sección transversal y, por lo tanto, como resultado a una reducción mejorada adicionalmente de l transmisión de la fuerza y del movimiento entre el cuerpo del fuelle y la boca del fuelle.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el cuerpo del fuelle puede presentar al menos un pliegue radial. Por él se entiende que el cuerpo del fuelle presenta en dirección axial varios segmentos con diferente diámetro. En el caso de movimientos de articulación o bien de basculamiento del pivote esférico alrededor de su eje longitudinal, esto tiene las ventaja de que el cuerpo del fuelle presenta “reservas” suficientes para que las tensiones de tracción que actúan sobre la boca del fuelle no excedan una medida determinada. De manera alternativa o complementaria, el cuerpo del fuelle puede presentar también al menos un pliegue axial. Por él debe entenderse que el cuerpo del fuelle presenta en dirección axial varios segmentos con diferente altura axial. La actuación de un pliegue axial de este tipo es la misma que en el caso del pliegue radial mencionado anteriormente, a saber, una reducción de la tensión de tracción que actúa sobre la boca del fuelle.
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Las ventajas de las variantes de la rótula mencionadas anteriormente utilizando un fuelle de estanqueidad son:
Presión de apriete casi constante de la boca del fuelle en el pivote esférico, también en el caso de ángulos de movimiento grandes de la articulación esférica.
La obturación entre la boca del fuelle y el pivote esférico se garantiza también sin anillo de tensión.
Posicionamiento seguro de la boca del fuelle en una ranura del polvote esférico, a saber, tanto durante un montaje de rótula como también en su funcionamiento, especialmente en el caso de movimientos de articulación grandes.
Reducción de costes frente a los sistemas convencionales de fuelle de estanqueidad.
La rótula de acuerdo con la invención puede estar conectada mecánicamente con otra rótula a través de un cuerpo de tirante. Por lo tanto, estas dos rótulas forman un sistema que está constituido por dos rótulas. Dicho cuerpo de tirante presenta una sección transversal perfilada, que está dispuesta dentro de un círculo envolvente y presenta un eje vertical y un eje horizontal, de manera que dentro del eje horizontal están configuradas una primera pluralidad de evasiones y debajo del eje horizontal están configuradas una segunda pluralidad de elevaciones. En este caso, la primera pluralidad de elevaciones es mayor que la segunda pluralidad de elevaciones. Tal cuerpo de tirante proporciona una relación óptima entre rigidez estructural y peso mínimo, sobre la base de un diámetro reducido del perfil de la sección transversal y de una transmisión máxima de la fuerza en la dirección longitudinal de la barra sin deformación plástica. Por lo demás, tal cuerpo de tirante se puede fabricar de una manera sencilla y favorable como consecuencia de una profundidad de fabricación reducida, sin que sea necesario ningún repaso. Además, un cuerpo de tirante de este tipo se caracteriza por una rigidez estructuran estática y dinámica excelente a todas las temperaturas de funcionamiento. A este respecto, un cuerpo de tirante de este tipo representa una conexión mecánica fiable entre dos puntos, que pueden estar formados, respectivamente, por una instalación de articulación en forma de una rótula.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el cuerpo de tirante puede presentar por encima de su eje horizontal tres elevaciones y debajo de su eje horizontal dos elevaciones. De esta manera, todo el diámetro del perfil de la sección transversal compacto mencionado está garantizado al mismo tiempo con resistencia excelente. De manera alternativa a ello, también es posible que por encima del eje horizontal estén configuradas más o menos de tres elevaciones. Lo mismo se aplica también para la zona por debajo del eje horizontal, en la que pueden estar configuradas más o menos de dos elevaciones.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la sección transversal del perfil del cuerpo de tirante puede estar configurada simétrica con respecto a su eje vertical. Esto repercute de manera ventajosa sobre las propiedades mecánicas de la estructura.
En un desarrollo ventajoso de la invención, la sección transversal del perfil del cuerpo de tirante puede estar configurada esencialmente constante a lo largo de su longitud. En función del objeto de aplicación respectivo, esto puede resistir totalmente las cargas que se produzcan, siendo simplificado el proceso de fabricación a través de la sección transversal constante. De manera alternativa, la sección transversal del perfil puede estar realizada también de forma variable a lo largo de una extensión longitudinal del cuerpo de tirante, de manera que se optimiza una curvatura del cuerpo de tirante en virtud de la curva del momento de flexión variable en el caso de carga de presión y de manera correspondiente la resistencia a la presión con respecto al pandeo. Por lo demás, el cuerpo de tirante puede presentar a lo largo de su longitud diferentes secciones, que presentan tanto una sección transversal constante del perfil como también una sección transversal variable del perfil. Esto ofrece ventajas con respecto a la optimización de las propiedades mecánicas del cuerpo de tirante para un caso de carga específico.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el centro de gravedad de la superficie del cuerpo de tirante puede ser constante o también variable con respecto a su posición con relación al eje horizontal. A través de una posición modificada el centro de gravedad de la superficie con respecto al eje horizontal se puede configurar de forma óptima la línea de flexión del cuerpo de tirante en el caso de carga de presión.
En virtud de las diferentes elevaciones del cuerpo de tirante que están previstas dentro del círculo envolvente, resulta al menos un llamado avellanado del perfil en la superficie circunferencial exterior del cuerpo de tirante. Tal avellanado del perfil o bien puede estar configurado cerrado, con lo que se simplifica el proceso de fabricación. De manera alternativa, este avellanado del perfil puede estar reforzado también por medio de nervaduras, lo que conduce a una rigidez estructural mejorada del cuerpo de tirante. Expresado de otra manera, el cuerpo de tirante puede estar provisto en su superficie circunferencial exterior y dentro del círculo envolvente con al menos una nervadura, que está configurada con preferencia en la zona del avellanado del perfil.
En un desarrollo ventajoso de la invención, en al menos un extremo libre del cuerpo de tirante está prevista una zona de transición, que forma una zona de unión para un punto cinemático. Tal punto cinemático debe entenderse en el sentido de que con ello es posible un montaje o bien una unión de otro componente, por ejemplo una
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instalación de articulación en forma de una rótula, de una articulación de elastómero o similar.
De manera más conveniente, esta zona de transición está configurada en forma de una sección cilíndrica, de manera que la posición angular de esta zona de unión puede estar desacoplada de la sección transversal perfilada del cuerpo de tirante.
En un desarrollo ventajoso de la invención, en ambos extremos libres del cuerpo de tirante puede estar configurada, respectivamente, una zona de transición en forma de una sección cilíndrica. En virtud de la configuración cilíndrica de las dos zonas de transición se puede configurar de forma definida su posición angular relativamente entre sí teniendo en cuenta la dirección de desmoldeo del perfil de tirante, de manera que las zonas de unión en ambos extremos del cuerpo de tirante pueden formar relativamente entre sí un ángulo entre 0º y 180º.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el cuerpo de tirante puede fabricarse en el procedimiento de fundición a presión, por ejemplo fundición a presión de aluminio. Esto posibilita una fabricación económica incluyendo todos los contornos geométricos de detalle, sin que sea necesario un repaso mecánico o un recubrimiento. El procedimiento de fundición a presión tiene la otra ventaja de que con ello se puede impedir o al menos reducir la formación de inclusiones de aire o bien de rechupes durante el proceso de fundición.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el cuerpo de tirante se emplea especialmente en la construcción de vehículos, en particular en componentes del mecanismo de traslación, por ejemplo como tirante estabilizador o similar.
Se entiende que las características mencionadas anteriormente y que se explicarán todavía a continuación no sólo se pueden aplicar en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o en particular, sin abandonar el marco de la presente invención.
A continuación se representa de forma esquemática la invención con la ayuda de una forma de realización en el dibujo y se describe en detalle con referencia al dibujo. En este caso:
La figura 1 muestra una vista de la sección transversal de una rótula de acuerdo con la invención en un estado totalmente montado.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una cáscara de articulación para la rótula de la figura 1.
La figura 3 muestra una vista de la sección transversal parcial de la cáscara de articulación de la figura 2, en el estado ensamblado de la rótula.
La figura 4 muestra una vista de la sección transversal parcial de una forma de realización alternativa para una cáscara de articulación.
La figura 5 muestra una vista de la sección transversal parcial de una forma de realización alternativa para una cáscara de articulación.
La figura 6 muestra una vista de la sección transversal de la cáscara de articulación de la figura 2.
La figura 7 muestra una vista de la sección transversal de un fuelle de estanqueidad.
La figura 8 muestra una vista de la sección transversal de un grupo de construcción de alojamiento y de estanqueidad para la utilización para una rótula de la figura 1, en la que el fuelle de estanqueidad de la figura 7 está fijado en una pestaña de retención de la cáscara de articulación de la figura 6.
La figura 9 muestra la zona I de la figura 8 en una vista ampliada.
La figura 10 muestra, en principio, representaciones simplificadas para un enlace del fuelle de estanqueidad de la figura 7 con la pestaña de retención de la cáscara de articulación de la figura 6.
La figura 11a muestra una vista de la sección transversal de una rótula de acuerdo con la invención en el estado totalmente montado de acuerdo con otra forma de realización.
Las figuras 11 a 13 muestran vistas en perspectiva de otras formas de realización de una cáscara de articulación.
La figura 14 muestra otra vista de la sección transversal del fuelle de estanqueidad de la figura 7.
La figura 15 muestra la zona I de la figura 14 en representación ampliada.
La figura 16 muestra una vista de la sección transversal de una parte de un fuelle de estanqueidad de acuerdo con otra forma de realización.
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La figura 17 muestra la zona II de la figura 16 en representación ampliada.
La figura 18 muestra una vista de la sección transversal de una parte de un fuelle de estanqueidad de acuerdo con otra forma de realización.
La figura 19 muestra una vista de la sección transversal de una rótula con un fuelle de estanqueidad de acuerdo con otra forma de realización.
La figura 20 muestra una vista de la sección transversal de un cuerpo de tirante en un plano esencialmente ortogonal a su eje longitudinal.
La figura 21 muestra una vista en perspectiva del cuerpo de tirante de la figura 20.
La figura 22 muestra una vista en perspectiva del cuerpo de tirante de la figura 21, en la que en ambos extremos libres está montada, respectivamente, una rótula de acuerdo con la figura 1.
La figura 23 muestra la zona I de la figura 2 en representación ampliada.
La figura 24 muestra el cuerpo de tirante de la figura 22 en una vista frontal, en el que los pivotes esféricos de las dos rótulas forman relativamente entre sí un ángulo de 90º, y
Las figuras 25 a 38 muestran, respectivamente, rótulas y piezas individuales, respectivamente de ellas de acuerdo con el estado de la técnica.
La figura 1 muestra un rótula 1 de acuerdo con la invención en el estado totalmente montado, de manera que a continuación se mencionan y se explican sus elementos funcionales esenciales en particular.
La rótula 1 comprende una carcasa 2, que presenta una escotadura 4 en forma de un orificio de paso. Un pivote esférico 6 está encajado con su cabeza esférica 8 por medio de una cáscara de articulación 10 en la escotadura 4 de la carcasa de articulación 2. Un posicionamiento imperdible de la cáscara de articulación 10 dentro de la escotadura 4 está asegurado por medio de ganchos de encaje elástico 12 adecuado, que están amarrados con un borde 3 de la escotadura 4.
Para la obturación de la rótula 1 está previsto un fuelle de estanqueidad 42, que es adecuado para impedir la penetración de suciedad o bien de humedad en el interior de la rótula 1. De la misma manera, el fuelle de estanqueidad 42 excluye la salida de grasa lubricante o similar desde el interior de la rótula 1. Por medio de una escotadura 48 configurada en su borde superior 43 en forma de una ranura se conecta o bien se enlaza el fuelle de estanqueidad 42 con una pestaña de retención 40 de la cáscara de articulación 20. El borde inferior del fuelle de estanqueidad 42 en forma de una boca de fuelle apoyado en contacto de obturación con una ranura de fuelle 20 del pivote esférico 6.
En las figuras 2 a 19 siguientes se explican en detalle componentes individuales de la rótula. Los mismos componentes que en la figura 1 están provistos con los mismos signos de referencia, anteponiendo en cada caso “100” o bien un múltiplo del mismo.
La figura 2 muestra un dispositivo de cojinete 109 en una vista en perspectiva desde arriba. El dispositivo de cojinete 109 comprende la cáscara de articulación 110, que está fabricada con preferencia de plástico y presenta en su zona polar una superficie envolvente cerrada. En la sección del borde de la zona polar están dispuestos en la cáscara de articulación 110 una pluralidad de elementos de amarre 112 en forma de ganchos de encaje elástico. En la zona polar propiamente dicha la cáscara de articulación presenta un pasador de fijación 114 en proyección (mostrado de forma simplificada en la figura 2), cuya función se explica todavía a continuación.
El dispositivo de cojinete 109 o bien la cáscara de articulación 110 sirven para el alojamiento de un pivote esférico de una carcasa de articulación de una rótula. En la figura 3 se representa una parte de una rótula 101 de este tipo. La cabeza esférica 108 del pivote esférico 106 está alojada de forma móvil pivotable en la cáscara de articulación 110, de manera que la cáscara de articulación está insertada en la escotadura 104 de la carcasa de articulación 102. En el estado montado, los recesos de los ganchos de encaje elástico 112 colaboran con un borde 103 de la escotadura 104, con lo que la cáscara de articulación 110 es retenida en la escotadura 104.
El seguro de la cáscara de articulación 110 dentro de la escotadura 104 de la carcasa de articulación 102 se realiza a través de un elemento de seguridad 116, que presenta en el centro una escotadura 118. En la forma de realización mostrada en la figura 3 está configurado el pasador de fijación 114 como gancho de encaje elástico. Cuando el elemento de seguridad 116 se coloca sobre la zona polar accesible desde el exterior de la cáscara de articulación 110, el pasador de fijación 114 atraviesa en primer lugar la escotadura 118 del elemento de seguridad 116, antes de que sus recesos se amarren de manera adecuada con una superficie de retención 120, que está prevista dentro de la escotadura 118. De esta manera, el elemento de seguridad 116 está conectado en unión positiva con la cáscara de articulación en su zona polar. El diámetro exterior del elemento de seguridad 116 está seleccionado en este caso
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de manera adecuada de tal forma que su borde exterior se apoya en una superficie circunferencial interior de los ganchos de encaje elástico 112 respectivos. Esto conduce a que cuando el elemento de seguridad 116 está montado, los ganchos de encaje elásticos 112 no se puedan mover radialmente hacia dentro, lo que tiene como consecuencia un asiento de sujeción seguro con el borde 103 de la escotadura 104. Por lo tanto, como resultado, la cáscara de articulación 110 está posicionada eficazmente dentro de la escotadura 104 y está asegurada contra una extracción.
La figura 4 muestra una vista de la sección transversal de la cáscara de articulación 110 de acuerdo con una forma de realización alternativa, en la que el pasador de fijación 114’ está configurado modificado en forma de un cilindro hueco. En el estado original, este cilindro hueco presenta un diámetro constante, de manera que su longitud axial está seleccionada insignificantemente mayor que una altura axial h de la escotadura 118 del elemento de seguridad
116. Cuando durante el montaje de la rótula 101 el elemento de seguridad 116 se coloca sobre la zona polar de la cáscara de articulación 110, se proyecta en primer lugar el extremo libre del cilindro hueco 114’ fuera de la escotadura 118. A continuación se moletea este extremo libre a través de una transformación en caliente o en frío hacia fuera, de modo que el elemento de seguridad 118 es retenido en unión positiva a través de la zona marginal transformada del cilindro hueco 114’. La función de seguridad del elemento de seguridad 116 en forma del apoyo de su borde exterior en la superficie circunferencial interior del gancho de encaje elástico 112 corresponde a la forma de realización de la figura 3, de manera que se remite a ella para evitar repeticiones.
La figura 5 muestra una vista de la sección transversal parcial de otra forma de realización de la cáscara de articulación 110, en la que el pasador de fijación 114” se configura modificado en la forma de un tronco de cilindro. Durante el montaje de la rótula 101 se coloca el elemento de seguridad 116 sobre la zona polar de la cáscara de articulación 110, de manera que el tronco de cilindro 114” llega a engranar con la escotadura 118. La fijación del elemento de seguridad 116 sobre la zona polar de la cáscara de articulación 110 se realiza a través de una conexión en unión positiva del tronco de cilindro 114” con la superficie circunferencial interior de la escotadura 118. Esto se puede realizar por ejemplo por medio de soldadura por ultrasonido o encolado. La zona de contacto de esta conexión por unión del material entre el tronco de cilindro 114” y la superficie circunferencial interior de la escotadura 118 se indica en la figura 5 por medio de líneas gruesas negras.
La conexión del elemento de seguridad 116 con la cáscara de articulación 110 se puede mejorar adicionalmente porque el borde exterior del elemento de seguridad 116 se conecta por unión del material con una superficie circunferencial interior de los ganchos de encaje elástico 112. También a tal fin es adecuada, por ejemplo, la soldadura por ultrasonido o encolado. Con respecto a las formas de realización de acuerdo con la figura 4 y también la figura 3, se entiende que en este caso es posible de la misma manera una conexión por unión del material del borde exterior del elemento de seguridad 116 con la superficie circunferencial interior de los ganchos de encaje elástico 112, con lo que se mejora adicionalmente la unión entre el elemento de seguridad 116 y la cáscara de articulación 110 o bien el dispositivo de cojinete 109.
Se entiende que para la rótula 1 mostrada en la figura 1 se puede emplear también un dispositivo de cojinete 109 de acuerdo con las formas de realización según la figura 4 o la figura 5.
La figura 6 muestra una vista de la sección transversal de la cáscara de articulación 210, que presenta un orifico 211 y una zona de caperuza polar 213 con superficie envolvente cerrada. Adyacente a la zona de caperuza polar 213 está colocada en la cáscara de articulación 210 una pluralidad de elementos de amarre 213 en forma de ganchos de encaje elástico. Adyacente a su orificio 211 la cáscara de articulación 210 comprende una pestaña de retención 240, que está configurada de manera más conveniente radialmente circundante. En una zona del borde de esta pestaña de retención 240 está configurada una elevación 246 en forma de nervadura.
La figura 7 muestra una vista de la sección transversal del fuelle de estanqueidad 242, que está fabricado de un material goma elástico. En el borde superior 243 de este fuelle de estanqueidad está configurada en el lado interior una escotadura248 en forma de una ranura. De forma complementaria a la elevación 246, esta ranura 248 se extiende de la misma manera radialmente circundante. El borde superior 243 del fuelle de estanquidad 242 está provisto para el apoyo de contacto con la carcasa de articulación de la rótula 1 (figura 1). En cambio, el borde inferior 244 del fuelle de estanqueidad 242 en forma de una llamada boca de fuelle sirve para apoyarse con efecto de obturación en el pivote esférico 206, de manera que en este caso son posibles tanto movimientos de giro rotatorios del pivote esférico como también movimientos de basculamiento del pivote esférico alrededor de su eje longitudinal.
Utilizando la cáscara de articulación 210 (figura 6) y el fuelle de estanqueidad 242 (figura 7) se puede preparar un llamado grupo de infraestructura 241, en el que el fuelle de estanqueidad 242 se fija de una manera adecuada en la pestaña de fijación 240. A tal fin se enlaza la ranura 248 con la elevación 245. El grupo de infraestructura, que está constituido por la cáscara de articulación 210 y el fuelle de estanqueidad 242, se puede conectar a continuación con un pivote esférico 206, en el que una cabeza esférica 208 del pivote esférico 206 se inserta a través del orificio 211 de la cáscara de articulación 210 y de esta manera se encaja en la cáscara de articulación 210. A diferencia de ello, también es posible insertar en primer lugar el pivote esférico con su cabeza esférica en la cáscara de articulación y amarrarlo allí, antes de que la cáscara de articulación y el fuelle de estanqueidad se conecten entre sí para la
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formación del grupo de infraestructura 241. Durante la fabricación de la cáscara de articulación 210 de plástico, éste es suficientemente elástico para que el encaje de la cabeza esférica 208 sea posible como consecuencia de un ensanchamiento o extensión insignificantes. La figura 8 muestra una vista de la sección transversal de una unidad premontada de este tipo, en la que el grupo de infraestructura, que está constituido por la cáscara de articulación 210 y el fuelle de estanqueidad 242, está conectado ya con el pivote esférico 206. Se puede reconocer que el borde inferior 244 del fuelle de estanqueidad 242 está en contacto de obturación con el pivote esférico 206 y de esta manera garantiza una estanqueidad fiable en el lado del pivote.
La figura 9 muestra la zona I de la figura 8 en una representación ampliada, a saber, el enlace de la ranura 248 con la elevación 246. La elevación 246 está realizada de forma abombada en su extremo libre y forma de esta manera un receso. Como consecuencia de las propiedades elásticas del fuelle de estanqueidad 242 se puede practicar la ranura 248 sin más sobre la elevación 246, de manera que el extremo abombado de la elevación 246 es recibido totalmente dentro de la ranura 248. El receso de la elevación 246 conduce de esta manera a una conexión en unión positiva con el fuelle de estanqueidad 242. Como resultado, de esta manera el fuelle de estanqueidad 242 está retenido junto o bien sobre la pestaña de retención 240 asegurado tanto axial como también radialmente.
La figura 10 muestra en principio de forma simplificada otras variantes para una configuración de la elevación 246, en la que todas las variantes a-e presentan un receso y de esta manera se garantiza una conexión en unión positiva entre el fuelle de estanqueidad y la pestaña de retención tanto en dirección axial como también en dirección radial. En la variante de acuerdo con f se puede configurar la conexión entre el fuelle de estanqueidad y la pestaña de retención adicionalmente por aplicación de fuerza, por ejemplo a través de la utilización de adhesivo o similar, de manera que también para esta variante s asegura una fijación del fuelle de estanqueidad en dirección axial como también en dirección radial. Por lo demás, la utilización de plástico o similar es posible también para la consecución de una unión complementaria por aplicación de fuerza entre el fuelle de estanqueidad 242 y la pestaña de retención 240 también para las variantes a-e.
En la figura 9 se puede reconocer que en el fuelle de estanqueidad 242 en un lado opuesto a la ranura 248 está configurada una estructura de láminas de estanqueidad 250. Esta estructura de láminas de obturación 250 forma una superficie de apoyo 252, que se enclava con una carcasa de articulación 202 cuando la rótula 201 está montada, como se explica en detalle todavía a continuación.
La figura 11a muestra una vista de la sección transversa de una rótula 201 totalmente montada (similar a la representación de la figura 1), en la que ahora la cáscara de articulación 210 está insertada en la escotadura 204 de la carcasa de articulación 202. Un amarre imperdible de la cáscara de articulación 210 dentro de la escotadura 204 se realiza a través de los ganchos de encaje elástico 212, que se amarran con una zona marginal 203 de la escotadura 204. La altura axial de la cáscara de articulación 210 está dimensionada en este caso de forma adecuada para que en el estado montado la estructura de láminas de estanqueidad 250 del fuelle de estanqueidad 242 sea presionada desde abajo contra la carcasa de articulación 202. De ello resulta en conexión con el enlace de la ranura 248 sobre la elevación 246 una estanqueidad especialmente grande del fuelle de estanqueidad 242 en su borde superior 243 o bien de la junta de estanqueidad en el lado de la carcasa.
El proceso de montaje para la rótula 201 mostrada en la figura 11a (o bien la figura 1) se realiza de tal manera que en primer lugar se forma el grupo de infraestructura, que está constituido por el fuelle de estanqueidad 242 y la cáscara de articulación 210, a través de la conexión de unión positiva y/o unión por aplicación de fuerza de estos dos elementos. En una etapa siguiente, se inserta entonces el pivote esférico 206 en la cáscara de articulación 210 y se amarra allí (ver la figura 8). Como ya se ha explicado anteriormente, el pivote esférico se puede insertar antes o también después de la formación del grupo de infraestructura, que está constituido por la cáscara de articulación y el fuelle de estanqueidad, con su cabeza esférica en la cáscara de articulación y se puede amarrar con ella, para formar de esta manera la llamada unidad premontada. A continuación, en una última etapa se conecta la unidad premontada, que está constituida por el pivote esférico, la cáscara de articulación y el fuelle de estanqueidad, con la carcasa de articulación 202, de manera que se inserta la cáscara de articulación 210 en la escotadura 204 de la carcasa de articulación 202 y se amarra allí como se ha explicado anteriormente.
En las figuras 11 a 13 se muestran formas de realización alternativas para la cáscara de articulación 210, respectivamente, en una vista en perspectiva, a diferencia de la forma de realización mostrada en la figura 6. En la variante de acuerdo con la figura 11, tanto la pestaña de retención 240 como también la elevación 246 están configuradas del tipo de segmento o bien ranuradas, lo que conduce a una elasticidad mejorada de la cáscara de articulación durante el amarre con la cabeza esférica y a la simplificación de la fabricación como consecuencia de una facilidad de desmoldeo mejorada fuera del útil de moldeo. En la variante de la figura 12 solamente la elevación 246 está configurada del tipo de segmento con intersticios 247 colocados intermedios. En la variante de la figura 13, exclusivamente la pestaña de retención 240 está configurada ranurada con una zona inferior adyacente a ella de la cáscara de articulación 210, de manera que la elevación 246 está configurada radialmente circundante.
La figura 14 muestra una vista de la sección transversal de un fuelle de estanqueidad 342, que está previsto para el empleo en la rótula 1 de la figura 1 o bien en la rótula 201 de la figura 11a. El fuelle de estanqueidad 342 presenta
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un borde superior 343 y un borde inferior 344 en forma de una llamada boca de fuelle. El fuelle de estanqueidad 342 comprende un cuerpo de fuelle 360, que se extiende entre el borde superior 343 y la boca del fuelle 344. El borde superior 343 cumple el objetivo de una obturación en el lado de la carcasa y se apoya cuando la rótula está montada de manera correspondiente en la carcasa de articulación. La boca del fuelle 344 cumple el objetivo de una obturación en el lado del pivote y se apoya de manera correspondiente con efecto de obturación en un pivote esférico.
La boda de fuelle 344 presenta una superficie circunferencial interior 362, que está configurada de forma cóncava. La figura 15 muestra la zona I de la figura 14 en una representación ampliada. En ella se representa a boca de fuelle 344 con su superficie circunferencial interior cóncava 362 en el estado no cargado. En la figura 15 se muestra adicionalmente, en principio, de forma simplificada una parte de un pivote esférico 306 con una ranura de fuelle 320, de manera que la boca de fuelle 344 está insertada en esta ranura de fuelle 320. Cuando el fuelle de estanqueidad 342 está montado en la rótula se apoya la superficie circunferencial interior 362 totalmente en la superficie recta de la ranura de fuelle 320. En este caso, la boca de fuelle 344 desarrolla una acción de resorte a través de su geometría de contacto cóncava. Esto tiene como consecuencia que se compensan las fuerzas de tracción o de presión en el cuerpo del fuelle, que pueden aparecen en el caso de ángulo de movimiento grandes de un pivote esférico, de donde se garantizan una fuerza de presión de apriete uniforme y una capacidad de obturación uniforme sobre una altura axial de la boca del fuelle 344 o bien sobre su superficie circunferencial interior 362.
La representación de la figura 15 ilustra que el cuerpo de fuelle 360 está conectado con la boca de fuelle 344 de tal manera que una zona de transición 339 entre el cuerpo de fuelle 360 y la boca de fuelle 344 presenta una reducción de la sección transversal. Esta reducción de la sección transversal se da porque la sección de unió entre el cuerpo de fuelle 360 y la boca de fuelle 344 presenta una extensión s más reducida que la altura axial h de la boca de fuelle
344. De esta manera se asegura que las fuerzas de tracción o fuerzas de presión, que aparecen en el caso de ángulos de articulación grandes del pivote esférico 306 con respecto a un eje longitudinal 392 de la rótula 301 en el cuerpo de fuelle 360. Sean mantenidas lo más lejos posible de la boca de fuelle 344. Como resultado, la fuerza de presión de apriete de la boca de fuelle de mantiene de manera uniforme en el pivote esférico 306 sobre la altura de la superficie circunferencial interior 362. De esta manera se impide un desprendimiento unilateral de la superficie circunferencial interior 362 desde la ranura del fuelle 320.
Esta reducción explicada anteriormente de la transmisión de la fuerza y del movimiento entre el cuerpo de fuelle y la boca de fuelle se mejora adicionalmente porque el cuerpo de fuelle 360 está colocado en la boca de fuelle 344 esencialmente en la zona de su centro axial. Se consigue todavía una mejora adicional porque el cuerpo de fuelle presenta al menos una entalladura 364. La entalladura 364 mostrada en la figura 15 está configurada radialmente circundante en forma de una ranura. De manera alternativa también es posible prever esta entalladura solamente en un lado del cuerpo de fuelle 360.
El fuelle de estanqueidad 342 posibilita una colocación en el pivote esférico 306 también sin la previsión de un anillo de fijación. La superposición de las diferentes características mencionadas del fuelle de estanqueidad 342, a saber, la acción de resort de la superficie circunferencial interior cóncava 362 y la reducción de la transmisión de la fuerza y del movimiento entre el cuerpo de fuelle 360 y la boca de fuelle 344 garantizan una presión de apriete siguiente para la boca de fuelle 344, aunque la rótula 1 (figura 1) esté sometida a ángulos de movimiento grandes.
En la figura 16 se muestra una vista de la sección transversal de una parte de un fuelle de estanqueidad 342 con un pliegue axial. El pliegue axial es generado a través de varios segmentos del cuerpo de fuelle 360 que se extienden en dirección radial, que presentan una altura axial diferente.
La figura 17 muestra una vista de la sección transversal de la zona II de la figura 15. En ella se puede reconocer que el cuerpo de fuelle 360 adyacente a la boca de fuelle 344 como consecuencia del pliegue axial (figuran 16) forma con el eje longitudinal 392 de la rótula un ángulo menor que la forma de realización de la figura 15. No obstante, también en la forma de realización de la figura 17, como consecuencia de la unión entre el cuerpo de fuelle 360 y la boca de fuelle 344, que presenta en la zona de transición 339 entre estos dos elementos una reducción de la sección transversal, se garantiza la reducción explicada anteriormente de la transmisión de la fuerza y del movimiento. De la misma manera que en la figura 15, en la figura 17 se muestra la boca de fuelle 344 con su superficie circunferencial interior originalmente cóncava, que se apoya precisamente en la ranura de fuelle 320 cuando la rótula está montada acabada.
Para la mejora de la reducción de la transmisión de la fuerza y del movimiento entre el cuerpo de fuelle y la boca de fuelle, en el cuerpo de fuelle 360 pueden estar configuradas varias entalladuras 364 unas detrás de las otras, de manera que las entalladuras 346 están dispuestas adyacentes entre sí en una serie. La figura 18 muestra una vista de la sección transversal de una zona inferior del cuerpo de fuelle 360, que está adyacente a la boca de fuelle 344. En esta forma de realización, están previstas tres entalladuras. Se entiende que en el caso de una pluralidad de entalladuras, su número no está limitado a tres, sino que puede ser también mayor o menor.
El fuelle de estanqueidad 342 presenta tanto en la forma de realización según la figura 15 como también en la forma
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de realización según la figura 18 un labio de rastillo 366, que está configurado radialmente fuera de la zona de transición 339 entre el cuerpo de fuelle 360 y la boca de fuelle 344. El labio de rastrillo 366 forma un ensanchamiento axial del cuerpo de fuelle 360, de manera que está en contacto con una zona del borde de la ranura de fuelle 320. El labio de rastrillo 366 protege la rótula 301 contra la penetración de suciedad y/o de humedad.
La figura 19 muestra la rótula 301 con otra forma de realización del fuelle de estanqueidad 342, en la que para la fijación adicional de la boca de fuelle 344 en la ranura de fuelle 320 se emplea un anillo de fijación 368. También en presencia de un anillo de fijación 368 de este tipo, sin embargo, se mantienen inalteradas las propiedades o bien las características del fuelle de estanquidad 342 de acuerdo con las formas de realización explicadas anteriormente
En las figuras 20 a 24 se muestra un cuerpo de tirante 470 en conexión con detalles del mismo, por medio de los cuales se pueden agrupar o bien conectar dos rótulas 1 para formar un sistema de rótulas. Expresado de otra manera, en los extremos respectivos de un cuerpo de tirante de este tipo 470 se coloca una rótula de acuerdo con las formas de realización explicadas anteriormente.
En la figura 20 y en la figura 21 se muestra el cuerpo de tirante, en el que la figura 21 representa una vista en perspectiva y la figura 20 representa una vista de la sección transversal a lo largo de la línea A-A de la figura 21.
El cuerpo de tirante 470 tiene una sección transversal perfilada, que está dispuesta dentro de un círculo envolvente 472 con el diámetro D (figura 20). El cuerpo de tirante 470 presenta un eje horizontal 474 y un eje vertical 475. Por encima del eje horizontal 474 están configuradas tres elevaciones 478, estando configuradas dos elevaciones 480 debajo del eje horizontal. El cuerpo de tirante 470 está configurado simétrico con respecto a su eje vertical, de manera que su centro de gravedad de la superficie S se encuentra por encima del eje horizontal 474 y está distanciado del ismo en el recorrido h1.
El cuerpo de tirante 470 se caracteriza con respecto a su sección transversal perfilada por las dimensiones respectivas de las elevaciones 478, 480 individuales y por los avellanados perfilados 482, 484 y 486 configurados en medio. Las dimensiones de estas elevaciones y avellanados perfilados se definen en la figura 1 a través de los recorridos h2 – h7 y b1 – b4, respectivamente. De acuerdo con el objeto de aplicación del cuerpo de tirante 470 o bien de un caso de carga aparecido, las alturas h2 – h7 o bien las anchuras b1 – b4 de las elevaciones pueden estar realizadas constantes o inalteradas a lo largo de una longitud del cuerpo de tirante 470.
La figura 22 muestra el cuerpo de tirante 470 de la figura 21, cuando en ambos extremos está montada, respectivamente, una rótula 401. Una rótula 401 de este tipo está constituida normalmente por un pivote esférico 406, un fuelle de estanqueidad 442 y una cáscara de articulación (no reconocible). En ambos extremos del cuerpo de tirante 470 está configurada, respectivamente, una escotadura 404 en forma de un orificio de paso. La cáscara de articulación, dentro de la cual está alojado el pivote esférico 306 de forma móvil pivotable, se inserta para completa el tirante estabilizador montado mostrado en la figura 22 en los orificios de paso 404 respectivos del cuerpo de tirante 470 y se amarra allí de forma imperdible.
La figura 23 muestra una sección extrema del cuerpo de tirante 470 de acuerdo con la zona I de la figura 22 en representación ampliada. El orificio de paso 404 forma en este caso una zona de unión 488 para la recepción de una rótula 301. Entre la zona de unión 488 y una zona margina adyacente a ella del cuerpo de tirante 470 está prevista una zona de transición 490, que está configurada cilíndrica. En virtud de esta sección cilíndrica, se puede disponer la zona de unión 488, es decir, el orificio de paso 404, con su eje 492 que se extiende en la dirección longitudinal del orificio, en un ángulo definido con respecto al cuerpo de tirante 470 teniendo en cuenta su dirección de desmoldeo.
El cuerpo de tirante está reforzado para la mejora adicional de su rigidez en su superficie exterior en sus avellanados perfilados por medio de nervaduras 494, que están configuradas, respectivamente, sobre una sección longitudinal.
La figura 24 muestra una vista en planta superior sobre un lado frontal del cuerpo de tirante 470, cuando los dos pivotes esféricos 406 de las rótulas 401 respectivas forman con su eje longitudinal relativamente entre sí un ángulo de 90º. Con respeto a la forma de realización mostrada en la figura 22 se aplica que los dos pivotes esféricos 405 forman relativamente entre sí un ángulo de 180º. En general, se aplica que a través de una configuración adecuada de la zona de transición 490 durante la fabricación del cuerpo de tirante 470 para las zonas de unión 488 en los dos extremos del cuerpo de tirante 470 son posibles todas las orientaciones angulares en un intervalo de 0º a 180º, de manera que los pivotes esféricos de rótulas montadas allí forman un ángulo relativamente entre sí en el intervalo mencionados. De manera correspondiente se garantía una aplicación múltiple el cuerpo de tirante 470 en la zona del mecanismo de traslación o zonas similares.
Con respecto al cuerpo de tirante 470 se entiende que un elemento estructural de este tipo es adecuado, en general, para la conexión de dos puntos. Expresado de otra manera, la utilización de un cuerpo de tirante de este tipo es posible también sin rótulas, estando previstos en este caso en los dos extremos del cuerpo de tirante, respectivamente, otros cuerpos, que están conectados entre sí mecánicamente a través del cuerpo de tirante.

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1.-Rótula que comprende
    una cáscara de articulación (102, 302), que presenta una escotadura (104),
    un pivote esférico (106, 306) con una cabeza esférica (108, 308),
    un fuelle de estanqueidad (342) con un asiento de estanqueidad (343) en el lado de la carcasa y con un asiento de estanqueidad en el lado del pivote en forma de una boca de fuelle (344), que está en contacto con el pivote esférico (306), en el que un cuerpo de fuelle (360) del fuelle de estanqueidad se extiende entre el asiento de estanqueidad
    (343) en el lado de la carcasa y la boca del fuelle (344), y
    una cáscara de articulación (110, 310), en la que la cabeza esférica (108, 308) es recibida de forma móvil articulada dentro de la cáscara de articulación (110, 310) y la cáscara de articulación (110, 310) se inserta en la escotadura
    (104) de la carcasa de articulación (102, 302),
    en la que la boca del fuelle (344) se apoya con efecto de obturación en diferentes posiciones angulares del pivote esférico (306) con respecto a un eje longitudinal (392) de la rótula (301) con presión de apriete esencialmente constante con el pivote esférico (306), y en la que una superficie de apoyo (362) de la boca del fuelle (344), que entra en contacto con el pivote esférico (306), está configurada de forma cóncava en el estado descargado, de manera que resulta un apoyo de contacto elástico de la boca del fuelle (344) con el pivote esférico (306),
    caracterizada porque el cuerpo del fuelle (360) presenta al menos una entalladura (364) y/o porque el cuerpo del fuelle (360) está colocado en la boca del fuelle (344) esencialmente en la zona de su centro axial, de manera que con ello se obtiene una reducción de la transmisión de la fuera y del movimiento entre el cuerpo del fuelle (360) y la boca del fuelle (344).
  2. 2.-Rótula de acuerdo con la reivindicación 1, en la que en el cuerpo del fuelle (360) está configurado un labio de rastrillo (366) en una zona opuesta a la superficie de apoyo con el pivote esférico (306).
  3. 3.-Rótula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que una zona de transición entre el cuerpo del fuelle (380) y la boca del fuelle (344) presenta una sección transversal reducida.
  4. 4.-Rótula de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3, en la que el labio de rastrillo (366) está previsto radialmente fuera con respecto a la reducción de la sección transversal.
  5. 5.-Rótula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la entalladura (364) está configurada en un lado o en ambos lados en el cuerpo del fuelle (360).
  6. 6.-Rótula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el cuerpo del fuelle (360) presenta una pluralidad de entalladuras (364).
  7. 7.-Rótula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la al menos una entalladura está prevista en la zona del cuerpo del fuelle (360) adyacente a la boca del fuelle (344).
  8. 8. Rótula de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en la que la al menos una entalladura (364) está prevista radialmente fuera de la reducción de la sección transversal entre la boca del fuelle (344) y el cuerpo dl fuelle (360).
  9. 9.-Rótula de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, con al menos un elemento de amarre (112), que está dispuesto en un lado exterior de la cáscara de articulación (110) opuesto a la cabeza esférica (108), y colabora con un borde de la escotadura (104) de la carcasa de articulación (102), y con un elemento de seguridad (116), que está en el estado montado de la rótula (100) en contacto con una superficie periférica interior del elemento de amarre (112), de manera que con ello el elemento de amarre (112) es engranado con el borde de la escotadura
    (104) de la carcasa de articulación (102) y la cáscara de articulación (110) está asegurada contra una pérdida fuera de la escotadura (104) de la carcasa de articulación (102), de manera que el elemento de seguridad (116) está conectado con la cáscara de articulación (110) en su zona polar.
  10. 10.-Rótula de acuerdo con la reivindicación 8, en la que la conexión del elemento de seguridad (116) con la cáscara de articulación (110) se realiza en unión positiva y/o por aplicación de fuerza.
  11. 11.-Rótula de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que un borde exterior del elemento de seguridad (116) está conectado por unión del material con la superficie circunferencial interior del elemento de amarre (112).
    14
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