MXPA01000132A - Tuerca excentrica de ajuste. - Google Patents

Tuerca excentrica de ajuste.

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Abstract

Una tuerca de ajuste excentrica para utilizarse con un perno permite ajustar cuando menos una caracteristica de miembros mecanicamente conectados asociados. El perno posee un cabezal y una espiga que se extiende desde este, donde cuando menos una porcion de la espiga tiene cuerda para unirse con la tuerca de ajuste.. la tuerca de ajuste incluye un cuerpo que define un eje de tuerca a traves suyo. El cuerpo ademas define una superficie superior y una porcion inferior. Un reborde circular esta integralmente formado con el cuerpo en la porcion inferior de este. El reborde esta formado en el cuerpo, colineal con un eje de la tuerca. Una perforacion esta formada excentricamente en el cuerpo, extendiendose de la superficie superior a la porcion inferior y a traves del reborde. La perforacion posee una cuerda formada para unirse con la cuerda de la espiga del perno. La perforacion esta formada excentricamente en el cuerpo de la tuerca y define un eje de perforacion paralelo y separado del eje de la tuerca.

Description

TUERCA EXCÉNTRICA DE AJUSTE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un ensamblaje de ajuste para miembros atornillados. Más particularmente, la presente invención se refiere a una tuerca excéntrica para utilizarse en un ensamblaje ajustable para miembros atornillados . Es frecuente que los ensamblajes mecánicos como los que se utilizan en los sistemas de dirección de automóviles requieran de alineación y ajuste. Estos componentes ensamblados (es decir, atornillados) generalmente utilizan aberturas ranuradas, superficies de leva y componentes especialmente fabricados para proporcionar estas capacidades de ajuste. En uno de los usos dados a tal ensamblaje de ajuste, se realiza una alineación de llantas de automóvil para aumentar al máximo el funcionamiento de la dirección, y para suministrar un desgaste de llantas y funcionamiento en camino apropiados . La alineación de llantas deseada varia según el fabricante y modelo de automóvil, y también puede depender de condiciones externas como las condiciones climáticas y la acumulación de goma y aceite alrededor de las partes unidas . Típicamente, la alineación automovilística implica dos parámetros, específicamente ángulo de arrastre y peralte. El ángulo de arrastre se conoce comúnmente como el ángulo entre la vertical y el eje del pivote de la dirección. Esto puede apreciarse al tomar una vista lateral del automóvil, es decir, viendo directamente hacia el costado de la rueda del automóvil. Se define al peralte como la inclinación que hay entre las partes superior e inferior de una llanta. Ésta se reconoce como inclinación hacia adentro o hacia fuera viéndola desde el frente del automóvil. Como resultado del desgaste, así como de las condiciones de los caminos, acumulación de goma, aceite y similares, las mediciones de ángulo de arrastres y peralte cambian durante la vida del automóvil. Esto resulta en alineación periódica y necesaria de las llantas. Estas alineaciones son hechas con tolerancias especificadas por el fabricante. Las disposiciones que actualmente se usan para proporcionar el ajuste necesario para la alineación de llantas utilizan tornillos hechos a la medida, como pernos de leva o de rótula, para suministrar el ajuste necesario. En una disposición, como se muestra en la Figura 1, se coloca un perno de rótula o de leva 1 a través de una abertura ranurada 2 en el ensamblaje de dirección 3. El perno 1 incluye un reborde excéntrico 4 que funciona como superficie de leva. Al girar el perno 1, el reborde excéntrico 4 coopera con una superficie estacionaria 5 para mover transversalmente el perno 1 a través de la abertura ranurada 2. Luego se une mediante cuerda una tuerca 6 con la espiga del perno 1 para asegurar el perno 1 en posición transversal que queda fijada utilizando la superficie de leva del reborde excéntrico . La Figura 2 ilustra una segunda disposición en donde se inserta un perno de leva 7 a través de una ranura elongada 8 y se coloca una roldana excéntrica o de leva 9 en la espiga del perno 7. La roldana de leva 9 incluye una ranura excéntrica 10 por la que se inserta el perno 7. El perno de leva 7 posee una superficie plana 11 que se extiende a lo largo de su longitud y que coopera con la ranura 10 en la roldana 9. Al girar el perno 7, a su vez hace girar la roldana 9, la cual funciona como leva para mover el perno 7 transversalmente hacia la dirección del sujetado. Luego se enrosca una tuerca 12 en la espiga del perno de leva 7 y se aprieta para mantener el ensamblaje en su lugar. Estas disposiciones de ajuste conocidas requieren de pernos especialmente fabricados para proporcionar esta característica de ajuste. Además, dado que las disposiciones generales de ensamblaje de dirección varían mucho de un vehículo a otro, es necesaria una amplia variedad de estos pernos especialmente fabricados para proporcionar las partes específicas para cada vehículo. Además, en la disposición que se ilustra en la Figura 2, son necesarias múltiples piezas, es decir pernos y roldanas especialmente fabricados, además de tuercas, para proporcionar esta característica de ajuste, nuevamente para disposiciones individuales o diferentes de ensamblajes de dirección. Además, se ha descubierto que en esta disposición, debido a que el perno típicamente tiene un cabezal de impulso reducido, queda muy limitado el ajuste de par torsor en el ensamblaje. Por consiguiente, existe la necesidad de componentes de ensamblaje de ajuste que reduzcan al mínimo la cantidad diferente de piezas necesaria para vehículos diferentes. Preferiblemente, estas piezas de ensamblaje de ajuste utilizan una máxima cantidad de piezas convencionales, y requieren de una mínima cantidad de piezas especialmente fabricadas o diseñadas. Más preferiblemente aún, estas piezas diferentes son utilizables con una variedad de ensamblajes de dirección, y por consiguiente se requiere de un mínimo inventario de piezas diferentes. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se configura una tuerca excéntrica de ajuste para utilizarse con un perno para ajustar cuando menos una característica de miembros mecánicamente conectador. Se utiliza un perno común que posee un cabezal y una espiga que se extiende desde éste. Cuando menos una porción de la espiga tiene cuerda para unirse con la tuerca de ajuste. La tuerca de ajuste funciona para sujetar mecánicamente un componente con otro en el que se requiere una colocación transversal (es decir, lado a lado) del ensamblaje sujetador. La tuerca incluye una porción de cuerpo que define un eje de tuerca. El cuerpo además define una superficie superior y una porción inferior. Se forma un reborde redondo integral con el cuerpo en la porción inferior. El reborde está formado en el cuerpo de forma tal que el eje de la tuerca es colineal con el eje del reborde. Se forma una perforación en el cuerpo de la tuerca, que se extiende desde la superficie superior a la porción inferior, y a través del reborde. La perforación posee una cuerda para unirse con la cuerda de la espiga del perno. La perforación está formada de forma excéntrica en el cuerpo de la tuerca, y define un eje de perforación paralelo a, y separado de, el eje de tuerca. El eje de tuerca puede estar dentro de la perforación de tuerca. Alternativamente, para proporcionar un mayor rango de ajuste, el eje de la tuerca puede estar en una de las paredes que define la perforación. Otra alternativa más es que el eje de tuerca puede estar fuera de la perforación para proporcionar un rango de ajuste aún más grande . « Cuando el perno y la tuerca de ajuste están unidos uno al otro, la rotación de la tuerca de ajuste mueve el perno y tuerca de ajuste en una dirección transversal a la dirección de la unión, es decir, lado a lado, mediante una acción de leva. La rotación del cabezal del perno mueve al perno y tuerca de ajuste en la dirección de ajuste, es decir, para ajustar o aflojar.
En una modalidad preferida, el cuerpo de tuerca define una forma hexagonal. En esta configuración, el cuerpo de tuerca define una dimensión mayor entre vértices opuestos de la forma hexagonal. El reborde puede tener un diámetro igual a la dimensión mayor entre vértices opuestos. Alternativamente, el reborde puede tener un diámetro más grande que la dimensión mayor entre vértices opuestos. Las paredes que definen la perforación son circulares y pueden estar biseladas en una junta con la superficie superior. También puede estar biselada la pared que define la perforación en una junta con la porción inferior en el reborde. Éstas y otras características de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada, junto con las reivindicaciones anexas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los beneficios y ventajas de la presente invención serán más aparentes para los conocedores de la técnica al revisar la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos, donde: La Figura 1 es una vista esquemática de un ensamblaje conocido de ajuste de alineación de rueda, donde este ensamblaje es común entre los automóviles fabricados por Chrysler Corporation. La Figura 2 es una vista esquemática de un segundo ensamblaje conocido de ajuste de alineación de rueda, donde este ensamblaje es común entre los automóviles fabricados por General Motors . Las Figuras 3A a 3C ilustran una vista superior (Figura 3A) , una vista lateral (Figura 3B) y una vista transversal tomada sobre la línea 3C—3C (Figura 3C) de una modalidad de una tuerca excéntrica de ajuste a la que se aplican los principios de la presente invención. Las Figuras 4A a 4C son vistas superior, lateral y transversal, similares a las Figuras 3A a 3C, de una modalidad alternativa de una tuerca excéntrica de ajuste. Las Figuras 5A a 5C son vistas superior, lateral y transversal, similares a las Figuras 3A a 3C, de otra modalidad alternativa más de una tuerca excéntrica de ajuste. Las Figuras 6A y 6B ilustran el rango de capacidad de ajuste de la modalidad de la tuerca excéntrica de ajuste de las Figuras 3A a 3C. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Aunque las modalidades de la presente invención son susceptibles a diversas formas, en los dibujos se muestran las modalidades actualmente preferidas, y a partir de ahora serán descritas bajo el entendido de que la presente descripción deberá ser considerada como una ejemplificación de la presente invención, y se comprenderá que no pretende limitar la presente invención a las modalidades específicas que se ilustran. Deberá también comprenderse que el título de la presente sección de esta especificación, es decir, Descripción Detallada de la Invención, se refiere a un requisito de la Oficina de Patentes de los Estados Unidos, y esto no implica, y tampoco deberá inferirse, que limita el tema que se describe en la presente. Un ensamblaje de ajuste de conformidad a los principios de la presente invención proporciona un ajuste mecánico de un componente con otro, en donde se requiere de una colocación transversal controlada y precisa (es decir, colocación lado a lado) . Como puede apreciarse en las Figuras 6A y 6B, al utilizarse en una disposición típica para sujetar dos componentes uno con otro, como una rótula de dirección con un ensamblaje de puntal, o una porción de ensamblaje de dirección con otra, una tuerca de ajuste de conformidad a los principios de la presente invención proporciona ajuste de estos componentes uno respecto al otro para, por ejemplo, f cilitar la alineación de ruedas . Un perno convencional 110 con un cabezal 112 y un eje o espiga 114 incluye una porción con cuerda 116 en un extremo de la espiga 114 opuesto al cabezal 112. El perno 110 es insertado a través de miembros primero y segundo 118 y 120 que son sujetados el uno con el otro. Una tuerca de ajuste de conformidad a los principios de la presente invención es enroscada en el extremo con cuerda 116 de la espiga 114 del perno y ajustada. Los componentes 118 y 120 sujetados el uno con el otro son ajustables, transversalmente a la dirección de la unión (es decir, ajuste lado a lado) mediante una abertura de muesca elongada 124 formada en uno de los miembros, como un miembro 120, para permitir un ajuste transversal cuando los miembros 118 y 120 son sujetados el uno con el otro. La tuerca de ajuste excéntrica 122 incluye un cuerpo 126 que define un eje a su través, y que se indica como 128. Se forma una superficie de leva 130 como parte del cuerpo 126, en general simétrica respecto al eje de tuerca 128. En una de sus modalidades, el cuerpo de tuerca 126 posee una forma hexagonal, donde esta forma se utiliza comúnmente en ensamblajes mecánicamente sujetados. La superficie de leva 130 puede estar configurada como un reborde 132 integral al cuerpo 126, y también es simétrica respecto al eje de tuerca 128. Es decir, el reborde 132 es circular y su eje 134 es colineal con el eje de tuerca 128. Como tal, deberá comprenderse que toda referencia al eje de tuerca 128 necesariamente incluye o abarca el eje de reborde 134. En una de sus modalidades, en la que el cuerpo 126 define una forma hexagonal, se define una dimensión mayor entre vértices opuestos de la forma hexagonal. El reborde 132 puede tener un diámetro igual a esta dimensión mayor. Alternativamente, aunque no se muestra, el reborde 132 puede tener un diámetro más grande que esta dimensión mayor entre vértices opuestos. Una perforación excéntrica está formada a través del cuerpo 126, donde la perforación 136 define un eje de perforación, que se indica como 138. La perforación 136 es excéntrica en el cuerpo 126, de tal manera que el eje de perforación 138 y el eje de tuerca 128 no son colineales, o están separados una del otro, y se indica como S12 . En una configuración típica, la perforación 136 tiene cuerda, que se indica como 140, para unirse por enroscado con las cuerdas coincidentes 116 en el perno 110. De esta manera, la tuerca 122 se une al perno 110 de forma excéntrica de tal forma que el perno 110 y la tuerca 124 se unen asimétricamente uno con la otra. La perforación 136 puede configurarse con paredes cónicas o en ángulo 142 y 144 en el extremo superior y la porción inferior, respectivamente, para permitir una fácil unión de la tuerca 122 con el perno 110. Los extremos cónicos 142 y 144 también facilitan la formación o fabricación de las cuerdas 140 en la tuerca 122, y además permiten limpiar las cuerdas 140 tras la formación. Puede formarse la perforación 136 en la tuerca 122 en diversas posiciones. Como puede apreciarse en las Figuras 3A a 3C, la perforación 136 puede estar formada de tal manera que la pared 146 que define la perforación 136 (es decir, en las cuerdas 140) yace esencialmente sobre el eje de tuerca 128. Alternativamente, como se ilustra en las Figuras 4A a 4C, la tuerca 224 puede estar configurada de tal manera que el eje de tuerca 228 yace dentro de la perforación 236, desviada del eje de perforación 238. Otra alternativa más es que, como puede apreciarse en las Figuras 5A a 5C, la tuerca 322 puede estar formada de tal manera que la pared 346 que define la perforación 336 (es decir, en las cuerdas 340) está separada del eje de tuerca 328. Como podrán apreciar los conocedores de la técnica, y como se describirá a mayor detalle posteriormente, mientras mayor es la distancia di 2 entre el eje de perforación 138 y el eje de tuerca 128, mayor es la capacidad de ajuste de la tuerca 122. Esto se debe, por supuesto, a que a mayor distancia entre el eje de tuerca 128 y el eje de perforación 138, se produce una mayor diferencia entre las distancias mayor y menor dx y d3 (como puede apreciarse en la Figura 3A) entre el eje de perforación 138 y los bordes del reborde, que se indica como 148 y 150, respectivamente. Haciendo ahora referencia a las Figuras 6A y 6B, se muestra una ilustración esquemática de la manera en que la tuerca excéntrica 122 proporciona esta capacidad de ajuste, la tuerca 122 y el perno 110 asociado aparecen colocados dentro de una porción de miembro de articulación de dirección 118 y 120. Estas porciones pueden, por ejemplo, ser una porción de la rótula de dirección 118 y una porción de una abrazadera 120 que se extiende desde el puntal de la rueda delantera. Las porciones del ensamblaje de dirección corresponden a las porciones que se muestran en la Figura 1. Puesto que la rótula de dirección 118 y la abrazadera de puntal 120 deben montarse una con la otra utilizando la presente tuerca de ajuste 122, la rótula de dirección incluye una abertura circular (no se muestra) formada a su través y en la que se inserta el perno 110. La abrazadera de puntal 120 incluye una ranura elongada 124 por la que también se inserta el perno 110. Se forma una superficie estacionaria 154 en la abrazadera 120 sobre la que descansa el reborde de tuerca 132 para proporcionar la capacidad de ajuste mediante una acción de leva. Para propósitos de la siguiente descripción, deberá comprenderse que dado que la abertura en la rótula 118 es fija (es decir, redonda), la posición del perno 110 corresponde a la posición de la rótula 118. Es decir, el perno 110 y la rótula 118 se mueven conjuntamente. Haciendo referencia a la Figura 6A, se muestra el ensamblaje con la tuerca 122 colocada para descansar en una primera posición en la que la rótula de dirección 118 está más alejada de la superficie estacionaria 154 sobre la abrazadera de puntal 120. Esto se logra al enroscar la tuerca 122 en el perno 110, y girar la tuerca 122 de manera que una primera porción de reborde 156, la más alejada del eje de perforación 138, está colocada traslapándose con la superficie estacionaria 154. En esta posición, el sujetador 110 (y por consiguiente la rótula 118) están en la posición más alejada respecto a la abrazadera 120. Esto proporciona una capacidad de máxima distancia de ajuste dmax. Luego sólo basta con apretar el sujetador 110 (en vez de apretar la tuerca 122) mientras que se mantiene la tuerca 122 estacionaria para fijar esta posición de rótula/abrazadera 118/120. A la inversa, y como se muestra en la Figura 6B, si se gira ciento ochenta grados (180°) la tuerca 122 respecto a la posición de la Figura 6A, se coloca una segunda porción de reborde 158 sobre la superficie estacionaria 154. En esta posición, el perno 110 (y por consiguiente la rótula 118) están en la posición más cercana respecto a la abrazadera 120. Esto proporciona una capacidad de mínima distancia de ajuste dmin. Nuevamente, luego sólo basta con apretar el sujetador 110 (en vez de apretar la tuerca 122) mientras que se mantiene la tuerca 122 estacionaria para fijar esta posición de rótula/abrazadera 118/120. Podrá comprenderse fácilmente que debido a la periferia curva o circular del reborde 132, los ajustes que pueden hacerse dentro del rango de ajustes (es decir, dmaX — dmin) son continuos, más que pasos discretos . Como podrán reconocer y apreciar los conocedores de la técnica, la presente tuerca de ajuste 122 permite ajustes de alineación de rueda sin necesidad de pernos, roldanas y similares especialmente hechos . Más bien, con un perno común 110 (dentro de las especificaciones y tolerancias del fabricante) , la presente tuerca de ajuste 122 permite un ajuste continuo de distancias entre, por ejemplo, una rótula de dirección 118 y su abrazadera de puntal 120 asociada. Como se describió anteriormente, la posición del eje de perforación 138 respecto al eje de tuerca 128 determina la capacidad general de ajuste de la tuerca 122. Las Figuras 4A, 4C, 5A y 5C ilustran la relación entre la ubicación del eje de perforación y el eje de tuerca, y el rango resultante de capacidades de ajuste. Como puede apreciarse de la Figura 4A cuando el eje de tuerca 228 yace dentro de la perforación 236 (es decir, cuando los ejes de tuerca y perforación 228 y 238 están más cercanos el uno con el otro) , la capacidad de ajuste resultante es relativamente reducida. A la inversa, y como puede apreciarse en la Figura 5A, cuando el eje de perforación 338 está más alejado del eje de tuerca 328, aumenta la capacidad de ajuste de la tuerca excéntrica 322. En la presente descripción, deberá considerarse que las palabras "un" o "una" incluyen tanto el singular como el plural. A la inversa, toda referencia a artículos plurales incluyen el singular si esto es apropiado.
Podrá observarse de lo anterior que pueden efectuarse numerosas modificaciones y variaciones, sin apartarse del verdadero espíritu y alcance de los conceptos novedosos de la presente invención. Deberá comprenderse que no se pretende, ni deberá inferirse, ninguna limitación respecto a las modalidades específicas ilustradas en la presente. Se pretende que la descripción cubra todas las modificaciones que queden dentro del alcance de las reivindicaciones anexas .

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una tuerca de ajuste excéntrica para utilizarse con un perno asociado, para ajustar cuando menos una característica de miembros mecánicamente conectados asociados, donde uno de los miembros mecánicamente conectados posee una superficie estacionaria, donde el perno posee un cabezal y una espiga que se extiende desde éste, donde cuando menos una porción de la espiga tiene cuerda para unirse con la tuerca de ajuste, donde la tuerca de ajuste comprende: un cuerpo que define un eje de tuerca a través suyo, donde el cuerpo además define una superficie superior y una porción inferior; un reborde circular integralmente formado con el cuerpo en la porción inferior de éste, donde el reborde está formado en el cuerpo, donde el eje de tuerca es colineal con un eje del reborde; una perforación formada en el cuerpo que se extiende desde la superficie superior a la porción inferior y a través del reborde, donde la perforación posee una cuerda formada en ésta para unirse con la cuerda de la espiga del perno, donde la perforación está formada excéntricamente en el cuerpo de la tuerca, y definiendo un eje de perforación paralelo a, y separado de, el eje de tuerca; donde al unir la tuerca de ajuste con el perno, la rotación de la tuerca de ajuste mueve la tuerca de ajuste y el perno en una dirección transversal a la dirección de unión mediante unión de leva con la superficie estacionaria, y donde la rotación del cabezal del perno mueve la tuerca de ajuste y el perno en la dirección de la unión.
  2. 2. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde el eje de la tuerca yace dentro de la perforación de la tuerca.
  3. 3. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde el eje de la tuerca yace en una pared que define a la perforación
  4. 4. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde el eje de la tuerca yace fuera de la perforación.
  5. 5. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde el cuerpo de la tuerca define una forma hexagonal.
  6. 6. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 5, donde el cuerpo de la tuerca define una dimensión mayor entre vértices opuestos de la forma hexagonal, y donde el reborde tiene un diámetro igual a la dimensión mayor entre los vértices opuestos.
  7. 7. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde la perforación está definida por una pared circular, y la pared de la perforación está biselada en una junta con la superficie superior.
  8. 8. La tuerca de ajuste excéntrica de conformidad a la reivindicación 1, donde la perforación está definida por una pared circular, y la pared de la perforación está biselada en una junta con la porción inferior del reborde.
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