MX2007014893A

MX2007014893A - Disposicion de articulacion y/o cojinete.

Info

Publication number: MX2007014893A
Application number: MX2007014893A
Authority: MX
Inventors: Frank Scheper
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2008-02-11
Also published as: BRPI0611317A2; DE102005025551B4; CN101203683A; CN101203683B; DE102005025551C5; US20080213035A1; WO2006128436A1; EP1886034A1; DE102005025551A1; ZA200709818B; KR20080018864A; JP2008545929A

Abstract

La invencion se relaciona con una disposicion (1; 101; 201; 301; 401) de articulacion y/o de cojinete que comprende un cuerpo de articulacion o de cojinete comprendiendo un vastago (2; 102; 202; 302; 402) de articulacion que puede sujetarse rigidamente en una abertura (6) de alojamiento, por ejemplo, una abertura de insercion a presion de un brazo (7) oscilante, y al menos una seccion (8) que disminuye en la direccion hacia el extremo del vastago (9) con la finalidad de apoyar al menos por secciones el cuerpo (10; 10a; 110; 10; 310) anular, en particular un disco conico, seguido por un area (11) con paredes paralelas o que disminuye ligeramente con relacion al extremo del vastago (9). La disposicion referida es realizada de manera tal que la transicion (14) entre la seccion que disminuye y que se apoya en el cuerpo (10; 10a; 110; 210; 310) anular y la seccion (11) que disminuye ligeramente o cilindrica con relacion al extremo del vastago (9) es dispuesta afuera de la extension axial del cuerpo (10; 10a; 110; 210; 310) anular.

Description

DISPOSICIÓN DE ARTICULACIÓN Y/O DE COJINETE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con una disposición de articulación y/o de cojinete según el preámbulo de la reivindicación 1, así como un vehículo automotor teniendo una o varias de esta(s) disposición/disposiciones de articulación y/o de cojinete, en particular en parte de chasis y/o de dirección. En disposiciones de articulación que poseen, por ejemplo, un vastago sólido de, por ejemplo, acero, que debe sujetarse, por ejemplo, en un soporte de rueda, brazo oscilante o elemento semejante que posee una abertura de alojamiento de una materia más suave, por ejemplo una fundición de hierro o de aluminio, se presenta la dificultad de lograr una unión estable y de pocas tolerancias del vastago en la abertura de alojamiento, sin exigir la materia más suave de manera excesiva. Es conocido para ello insertar a presión un casquillo sólido en el soporte. Pero esto tiene la desventaja de que durante esta inserción a presión se ejercen fuerzas grandes sobre la materia alrededor de la abertura de alojamiento que pueden provocar un ensanchamiento de la abertura de alojamiento y, como frecuentemente se cuenta allí sólo con unos cuantos milímetros, debilitar el soporte de manera excesiva.

También es conocido colocar a presión un disco cónico sobre el vastago. El vastago posee para ello una sección de pared paralela encima de la cual se coloca a presión el disco cónico de manera tal que se puede tensar una sección cónica del vastago frente a una superficie oblicua del disco cónico mediante tracción axial. La superficie de apoyo oblicua, activa para la transmisión de fuerza, en el disco cónico es muy pequeña, además se produce un debilitamiento en la zona de transición entre la sección cónica del vastago y la sección axial del vastago, en particular en el caso de que se presenten esfuerzos de flexión . La invención se basa en el objetivo de lograr una mejora de la sujeción del vastago en la abertura de alojamiento. La invención resuelve este problema mediante una disposición de articulación teniendo las características de la reivindicación 1, así como mediante un vehículo teniendo las características de la reivindicación 14. En cuanto a acondicionamientos ventajosos y perfeccionamientos de la invención se remite a las demás reivindicaciones 2 a 13. Se logra inventivamente que el vastago de la articulación permanezca en la zona de traslado de fuerza sin tener un punto debilitado y sin necesidad de realizar una inserción a presión de un casquillo en la abertura de alojamiento. El soporte que la envuelve es exigido, por lo tanto, sólo de manera mínima y puede ser muy delgado y formarse de una materia relativamente suave y ligera, por ejemplo de una fundición de metal ligero. No es necesario para ello insertar el cuerpo anular en el vastago. No obstante, la zona que disminuye puede poseer al menos en una parte de su extensión axial un ángulo de inclinación frente al eje del vastago de 15° a 20° y permitir de esta manera una alta precarga axial. Una inserción a presión del cuerpo anular es posible, no obstante, o una unión íntima de autobloqueo, si la zona que disminuye es escalonada y configurada una sección cilindrica o una sección con una inclinación menor paralela al eje en dirección opuesta al extremo del vastago. De esta manera es posible, no obstante, que la zona del vastago apoyada en el cuerpo anular, en particular de un disco cónico, realice una transmisión máxima de esfuerzos al disco cónico sin menoscabo. Un escalonamiento en el lado opuesto al extremo del vastago, en este sentido, es inofensivo. Si la región que disminuye posee una inclinación variable que se reduce hacia el extremo del vastago, entonces es posible garantizar un apoyo particularmente bueno contra el esfuerzo de flexión teniendo simultáneamente una precarga axial alta. La inclinación pude hacer transición sin ángulo en una región contigua al extremo del vastago y, por ejemplo, cilindrica de paredes paralelas . El contorno externo del cuerpo anular abierto o cerrado es muy poco exigido. Este no se tiene que insertar a presión en el soporte de la abertura de alojamiento, sino puede estar sujetado también, por ejemplo, mediante pegado o alguna otra medida. Esto permite también un diseño externo variado del contorno externo del cuerpo anular. Este puede ser también, por ejemplo, de forma parabólica, hiperbólica, cónica o de segmento de esfera. Siempre que el cuerpo anular consista de una materia teniendo aproximadamente la misma resistencia mecánica como el vastago de la articulación, se previene confiablemente el riesgo de una deformación plástica de una de las dos partes. Los esfuerzos y tensiones presentes pueden distribuirse uniformemente entre ellos. Disposiciones de articulación o de cojinete pueden exigirse con la precarga axial tanto en sentido axial como intensamente a flexión, gracias al apoyo de área grande . Para establecer la precarga axial, el vastago puede poseer en el extremo del vastago una rosca y poderse poner bajo precarga en forma definida mediante una tuerca correspondiente.

Una disposición de articulación inventiva puede usarse con ello también en soportes expuestos a cargas altas y, no obstante, optimizados en cuanto a su peso, de partes más resistentes en aberturas de alojamiento de partes más blandas, por ejemplo, dentro de partes del chasis y/o de la dirección de vehículos automotores, por ejemplo, para el soporte de partes de la suspensión de ruedas . Otras ventajas y características de la invención se desprenden de los ejemplos de realización del objeto de la invención, representados en los dibujos y descritos a continuación . En el dibujo se muestra: Fig. 1 un dibujo sinóptico esquemático de una disposición inventiva de articulación y/o de cojinete teniendo un vastago sujetado en un brazo oscilante y un extremo de vastago orientado hacia arriba, Fig. 2 una vista de detalle, correspondiente aproximadamente la sección II de la Fig. 1, Fig. 3 una vista similar a la Fig. 2 antes del montaje del casquillo y sello de la articulación y teniendo un escalón adicional en la sección cónica del vastago de su lado opuesto al extremo del vastago, Fig. 4 la sección IV en la Fig. 3, Fig. 5 una vista similar a la Fig. 3, pero con una elevación pasante en la región cónica del vastago y un disco cónico que sobresale de esta sección hacia el extremo del vastago, Fig. 6 una vista similar a la Fig. 5, pero teniendo una conformación cóncava de la sección apoyada en el disco cónico, Fig. 7 una vista similar a la Fig. 6, pero con una configuración convexa de la sección apoyada en el disco cónico, Fig. 8 una representación similar a la Fig. 2, pero con una elevación mayor hacia el extremo del vastago en la transición hacia la sección más estrecha. La disposición de articulación representada en el primer ejemplo de realización según las figuras 1 y 2 comprende un cuerpo 2 de articulación formado en general en forma de vastago teniendo una cabeza 3 de articulación formada mediante una conformación esencialmente en forma esférica. Ésta puede estar sujetada en forma móvil en un casquillo 4 de articulación -frecuentemente con ranura-. Se puede prever una obturación 5 adicional para la zona de contacto entre la cabeza 3 de articulación y el casquillo 4 de articulación para evitar una contaminación externa y para mantener una reserva de lubricante. Las disposiciones 1, 101, 201, 301, 401 inventivas de articulación y/o de cojinete pueden estar configuradas, sin embargo, de la manera más diversa. En todo caso comprenden para la unión entre una abertura 6 en una materia relativamente blanda y un cuerpo 2 más resistente una conformación al menos por zonas en forma de vastago del cuerpo 2, 102, 202, 302, 402 que puede sujetarse fijamente en una abertura de alojamiento, aquí una abertura 6 de inserción a presión de un brazo 7 oscilante. El brazo 7 oscilante consiste, por ejemplo, de un material de aluminio, magnesio o fundición de hierro o de forja y puede tener poco material alrededor de la abertura 6, por ejemplo, un espesor de sólo dos a cinco milímetro, con la finalidad de mantener con ello la dimensión y el peso de la unidad constructiva tan bajos como posible. Una disposición 1, 101, 201, 301, 401 de articulación puede insertarse a presión axialmente con un ajuste de presión. La articulación puede estar producida con tolerancias de diámetro en el área de algunas centésimas de milímetro, al igual la medida interna de la abertura 6 del cuerpo 7 de alojamiento. Para su apoyo firme en la abertura 6 del componente 7 en particular de chasis o de dirección, el cuerpo 2 de articulación según la Fig. 1 comprende al menos una sección 8 que disminuye en dirección del extremo 9 de vastago opuesto a la cabeza 3 de articulación. Mediante éste, el cuerpo 2 de articulación es apoyado indirectamente frente a la abertura 6. Como el cuerpo 2 de articulación puede estar conformado de manera considerablemente más duro en comparación con el material alrededor de la abertura, por ejemplo de un acero al cromo-molibdeno, se interpone entre éste y la abertura 6 un cuerpo 10 anular abierto o cerrado, en particular un disco cónico, que está en contacto tanto con el borde de la abertura 6 como también con la sección 8 que disminuye. El cuerpo 10 anular consiste de un material teniendo aproximadamente la misma resistencia como el vastago 2 de articulación. Según se aprecia en la Fig. 5, el disco 10a cónico puede sobresalir en dirección del extremo 9 de vastago más allá de la zona 8, apoyada en el disco 10a cónico o, según se muestra en la Fig. 1, ubicarse completamente por encima de su extremo 17 orientado hacia el extremo 9 del vastago. En ambos casos, la zona 8 cónica apoyada tiene contacto con la pared interna de la abertura 6 sólo a través del disco 10, 10a cónico. Hacia el extremo 9 de vastago puede continuar después de la sección 8 que disminuye una región 11 más estrecha y paralela al menos en parte, y con ellos cilindrico, o con una disminución menor, que tiene un diámetro suficientemente pequeño para pasar por la abertura 6 aún en su punto más estrecho y desembocar en una rosca 12 para actuar recíprocamente con una tuerca 13 u otro elemento tensor. Con ello, el vastago 2 puede ser susceptible a la aplicación de una precarga axial. Una disposición 1 de articulación y/o de cojinete puede contrarrestar tanto las cargas radiales, por ejemplo en articulaciones guía, como también las cargas axiales y radiales, por ejemplo en articulaciones de soporte. Para una carga grande se requiere una superficie de contacto tan grande como posible entre la región 8 que disminuye y el cuerpo 10 anular. Inventivamente se ubica para ello una transición 14 entre la sección 8 que disminuye, apoyada en el cuerpo anular, y la sección 11 más delgada que sigue hacia el extremo 9 del vastago afuera de la extensión axial del cuerpo 10 anular en dirección hacia el extremo 9 del vastago. Gracias a ello, el cuerpo 10 anular puede (véase Fig. 2) tener aquí en su cara interna un contacto completo con la sección 8 que disminuye, de manera que se produce un área grande para la absorción de fuerza que no es debilitada por un ángulo o una transición 14 similar, ya que esta transición 14 se ubica afuera de la superficie de contacto entre el cuerpo 10 anular y la sección 8 que disminuye del vastago 2. En la disposición 401 de articulación según la Fig. 8 se hace claro que en la transición 14 de la región 8 apoyada hacia la región 11 más delgada del vastago 402 se puede tener también una elevación mayor, de manera que la región 11 no forzosamente debe disminuir en total menos que la región 8 apoyada. La región 8 apoyado en posición montada en el cuerpo 10 anular y que disminuye posee en una parte 8a que ocupa en el primer ejemplo de realización según la figura 1 y figura 2 toda la extensión axial de la región 8 un ángulo de elevación uniforme frente al eje 15 del vastago 2 de 15° a 20°. La elevación de la región 8, por lo tanto, es de línea recta uniforme en el primer ejemplo de realización, lo que no es forzoso, como se explica en los demás ejemplos de realización. Tanto menor el ángulo de elevación de la región 8, tanto más se permite también una adaptación del cuerpo 10 anular, conformado aquí como disco cónico, sin que pudiera deslizarse del vastago 2. Para ello se prevé para la disposición 101 de articulación según el segundo ejemplo de realización según las figuras 3 y 4 que, para una unión íntima de autobloqueo con el disco 110 cónico, la región 8 del vastago 102 apoyada en él está escalonada 16 en una sección 8a axialmente precargada contra el disco cónico y una sección paralela al eje o sección 8b con poca elevación en su dirección opuesta al extremo 9 de vastago. De esta manera la región 8a apoyada en el cuerpo 10 cónico, en particular un disco cónico, puede realizar sin menoscabo un traslado máximo de fuerza al disco 10 cónico. En la región 8b, sin embargo, el cuerpo 10 anular puede estar sobrepuesto a presión. Un escalón 16 en el lado opuesto el extremo 9 de vastago de la región 8 es inofensivo para el apoyo de la región 8a orientada hacia el extremo 9 de vastago. Adicionalmente o alternativamente al escalón 16, la región que disminuye puede poseer también una elevación variable que disminuye hacia el extremo 9 del vastago, según la figura 6, o una elevación que aumenta hacia el extremo 9 de vastago, según la figura 7. En una configuración cóncava de la disposición 202 de articulación o cojinete según la Fig. 6, la región 8 puede hacer transición sin ángulo alguno u otro debilitamiento hacia la región 11 más estrecha contigua en dirección hacia el extremo 9 de vastago. La ranura dibujada aquí tiene un motivo puramente de técnica de producción y se ubica, además, axialmente muy lejos de la sección 8 apoyada. El contorno interno del cuerpo 210 anular, orientado hacia la pared externa del vastago 202 de articulación, está provisto -en adaptación a la región 8 que disminuye, apoyada del vastago 202 de articulación- con una configuración convexa complementaria al vastago 202 de articulación.

Las condiciones son exactamente inversas en la modalidad según la Fig. 7: aquí el vastago 302 de la disposición 301 de articulación o cojinete está provisto de una sección 8 convexa, correspondientemente la pared interna del cuerpo 310 anular está conformada de manera cóncava en adaptación a ello. En todo caso, se tiene tener al menos en una región parcial de la sección 8 una elevación suficientemente grande para poder lograr una precarga axial mediante el elemento 13 de tensión. La forma de la sección 8 puede, por lo tanto estar configurad en general tanto como hipérbola como también como parábola, con o sin escalón, o también de otra manera, ubicándose en todo caso una transición 14 en el lado del extremo del vastago hacia la sección 11 adicional, más estrecha, afuera de la región 8 de apoyo en el cuerpo 10, 110, 210, 310 anular. La conexión entre la región 8 de apoyo y el cuerpo 10, 110, 210, 310 puede estar realizada de manera diversa; además de inserción a presión puede ser posible también, por ejemplo, una unión de pegar. La unión puede realizarse también en el caso de un apoyo suelto solo mediante la obturación 5. Igualmente, el contorno externo del cuerpo 10, 10a, 110, 210, 310 anular, orientado hacia la pared interna de la abertura 6 de alojamiento, puede estar configurado de manera diversa y ser, por ejemplo, parabólico, hiperbólico o cónico. El cuerpo 10, 10a, 110, 210, 310 anular no tiene que estar formado en todo caso con simetría rotatoria con relación al eje del vastago, sino puede estar conformado también, por ejemplo, en el caso de una carga de flexión de la disposición de articulación o de cojinete con una dirección de fuerza preferente, por ejemplo en el caso de una curvatura siempre repetitiva, sólo en un plano, también elíptico o alargado en otra forma para contrarrestar esta carga. También el vastago 2, 102, 202, 302, 402 mismo puede poseer una sección transversal adaptada, por ejemplo, elíptica . También las superficies 18 externas del disco 10, 10a, 110, 210, 310 cónico, que se apoyan directamente en el elemento 7 constructivo más blando, son imaginables en diversa conformación, debiéndose proporcionar según las exigencias un apoyo axial y radial. Además, también en este caso una superficie de contacto grande es una ayuda para evitar cargas excesivamente grandes, puntuales del elemento 7 constructivo relativamente blando y el riesgo de una deformación plástica. Lista de símbolos de referencia 1 Disposición de articulación o cojinete (101;201,301,401) 2 Cuerpo de articulación o cojinete (102,202,302,402) 3 Cabeza de articulación 4 Casquillo de articulación 5 Obturación 6 Abertura de inserción a presión 7 Brazo oscilante 8 Región que disminuye 9 Extremo de vastago 10 Cuerpo anular ( 10a, 110, 210, 310) 11 Región cilindrica 12 Rosca 13 Tuerca 14 Transición 15 Eje 16 Filo de escalón 17 Fin de la región 8 18 Superficie externa del disco cónico

Claims

REIVINDICACIONES

1. Disposición de articulación y/o de cojinete teniendo un cuerpo de articulación o de cojinete comprendiendo un vastago de articulación que es firmemente sujetable en una abertura de alojamiento, por ejemplo una abertura para inserción a presión de un brazo oscilante, y que posee para ello al menos una sección (8) que disminuye en dirección hacia el extremo del vastago para el apoyo al menos por regiones en un cuerpo anular, en particular un disco cónico, a la que sigue hacia el extremo de vastago una sección al menos parcialmente cilindrica o que disminuye menos en comparación con la sección (8), caracterizada porque la transición entre la sección que disminuye, apoyada en el cuerpo anular y la sección que diminuye menos o cilindrica, se ubica afuera de la extensión axial del cuerpo anular.

2. Disposición de articulación y/o de cojinete según la reivindicación 1, caracterizada porque el vastago de articulación está formado por una materia prima más resistente mecánicamente en comparación con el material alrededor de la abertura de alojamiento.

3. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la región que disminuye posee al menos en una parte de su extensión axial un ángulo de elevación frente al eje del vastago de 15° a 20°.

4. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la región que disminuye está escalonada y posee en su dirección opuesta al extremo del vastago una sección cilindrica o una sección con una elevación comparativamente menor .

5. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la región que disminuye posee una elevación variable que disminuye o aumenta hacia el extremo del vastago.

6. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el cuerpo anular de apoyo está en contacto tanto con la pared interna de la abertura de alojamiento como también con una pared externa del vastago de articulación.

7. Disposición de articulación y/o de cojinete según la reivindicación 6, caracterizada porque el contorno externo del cuerpo anular, orientado hacia la pared externa del vastago de articulación, está conformado -en adaptación a la región apoyada del vastago de articulación que disminuye esencialmente en forma de cono con un ángulo de elevación complementario con el vastago de articulación en su región apoyada.

8. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizada porque el contorno interno del cuerpo anular, orientado hacia el vastago de articulación, es parabólico, hiperbólico o coniforme.

9. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el cuerpo anular consiste de material teniendo aproximadamente la misma resistencia mecánica como el vastago de articulación.

10. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque esta disposición de articulación y/o de cojinete soporta una carga tanto axial como también radial de flexión.

11. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el cuerpo anular posee una extensión longitudinal que se desvía de una simetría rotatoria para contrarrestar una dirección preferente de carga.

12. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la abertura de alojamiento es entallada en un brazo de dirección o un soporte de materia de fundición.

13. Disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el vastago puede recibir una precarga axial mediante una rosca asignada al extremo del vastago y un elemento tensor.

14. Vehículo automotor teniendo al menos una disposición de articulación y/o de cojinete según una de las reivindicaciones 1 a 13, en particular en el interior de partes de chasis y/o de dirección.