RÓTULA PARA SISTEMA AMORTIGUADOR DE VARILLA DE CONEXIÓN
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
1. Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un montaje de dirección de vehículo, y más particularmente con una junta formada entre una rótula de dirección y un extremo de varilla de conexión.
2. Discusión de la Técnica Relacionada Un sistema de dirección de un vehículo debe realizar varias funciones importantes que incluyen un control preciso de la dirección de las ruedas delanteras y en algunos casos la dirección de las ruedas traseras . El sistema de dirección debe mantener la cantidad correcta de esfuerzo necesario para hacer girar las ruedas, transmitir la sensación del camino a las manos del conductor, absorber la mayor parte de los choques que se presentan en las ruedas de dirección y cada vez que los neumáticos golpean las irregularidades del camino y permitir la acción de la suspensión. Un montaje convencional de dirección incluye rótulas de dirección colocadas en cada lado del vehículo sobre las cuales están soportadas una o más ruedas del vehículo y una articulación de dirección que se extiende entre las dos rótulas . La articulación de dirección típicamente incluyen por lo menos una articulación central, tal como un tubo de varilla de conexión, y dos extremos de varilla de conexión que se extienden desde extremos opuestos de la articulación central. Cada varilla de conexión define un receptáculo en el cual se recibe un miembro de espárrago esférico. Un cuerpo que se extiende desde el miembro de espárrago esférico se recibe dentro de una abertura en el brazo de varilla de conexión que se extiende, desde una rótula correspondiente del montaje de dirección. Mientras el vehículo se desplaza, la vibración desde las ruedas se transfiere a través de la rótula de dirección, lo que provoca que la articulación de dirección vibre. Se imparte vibración adicional por el movimiento de la suspensión del vehículo y durante el frenado. La vibración aguda con el tiempo provoca que los extremos de la varilla de conexión se desgasten se agoten. Una varilla de conexión desgastada o con fallas puede provocar juego en la dirección y dañar el montaje de dirección. Se puede reducir la cantidad de vibración al insertar un material amortiguador en cada junta formada entre las rótulas de dirección y los extremos de la varilla de conexión, como se muestra en la Patente de E.U.A. No. 3,781,073.
Aunque la articulación que se describe en la Patente de E.U.A. No. 3,781,073 reduce la cantidad y tipos de vibraciones transmitidas a la articulación de dirección, la junta descrita puede continuar permitiendo un nivel indeseable de vibración el cual se transmite a la articulación de dirección. Como un resultado, los extremos de la varilla de conexión aún adolecen de una cantidad indeseable de desgaste y fatiga producto de la vibración. Los inventores de la presente han reconocido la necesidad de un montaje de dirección que minimizará o eliminará una o más de las deficiencias identificadas en lo anterior .
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un montaje de dirección. El montaje de dirección de acuerdo con la presente invención incluye una rótula de dirección que tiene un cuerpo y un brazo de varilla de conexión que se extiende desde el mismo y que define una abertura. El montaje de dirección también incluye un extremo de varilla dirección que tiene un cuerpo que se extiende desde un receptáculo. El cuerpo está configurado para ser recibido dentro de una abertura en el brazo de varilla de conexión de la rótula de dirección. El montaje de dirección incluye además un buje que se forma a partir de un material amortiguador que se coloca dentro de la abertura en el brazo de varilla de conexión y que está en contacto con el cuerpo del extremo de la varilla de conexión. Finalmente, el montaje de dirección incluye una arandela elástica colocada sobre un lado del brazo de la varilla de conexión y que está configurada para recibir al cuerpo. Un montaje de dirección de acuerdo con la presente invención es ventajoso en comparación con un montaje de dirección convencional debido a que el montaje de dirección de la invención minimiza o elimina una cantidad mayor y diferentes tipos de vibración que de otra manera se transmitirían al extremo de la varilla de conexión. Como un resultado se reduce el desgaste de la articulación de dirección y se disminuyen los costos de mantenimiento . Estas y otras características y objetivos de esta invención se volverán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos que ilustran características de esta invención, a modo de ejemplo.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista despiezada de un montaje de dirección de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1. La figura 3 es una vista en sección transversal de un montaje de dirección de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN
Con referencia ahora a los dibujos en donde números de referencia similares se utilizan para identificar componentes idénticos en las diversas vistas, la figura 1 ilustra un montaje 10 de dirección, de acuerdo con la presente invención. Debe entenderse por aquellos expertos en la técnica que la figura 1 ilustra un extremo de un árbol de dirección de vehículo y que se pueden encontrar componentes similares a los ilustrados en la figura 1 en un extremo opuesto del árbol de dirección. El montaje 10 se proporciona para uso con camiones pesados. No obstante, debe entenderse que el montaje 10 puede encontrar uso en otros vehículos y aplicaciones. El montaje 10 puede incluir una rótula 12 de dirección, un extremo 14 de varilla de conexión, un buje 16 y un medio tal como una arandela 18 elástica y una tuerca 20, para controlar la precompresión del buje 16 entre la rótula 12 y el extremo 14 de la varilla de conexión. La rótula 12 se proporciona para montar una o más ruedas 22 de vehículo y es convencional en la técnica. La rótula 12 incluye un cuerpo 24 del cual se extiende un vastago 26 para detener una o más ruedas 22 y una rótula 12 que puede ser de construcción unitaria. La rótula 12 también incluye un brazo 28 de varilla de conexión que se extiende desde el cuerpo 24 al cual se puede conectar el extremo 14 de varilla de conexión para unir la rótula 12 a otra rótula de dirección (no mostrada) en el lado opuesto del vehículo. Con referencia ahora a la figura 2, el brazo 28 define una abertura 30 próxima a un extremo. La abertura 30 puede extenderse a través del brazo 28. Por lo menos una porción de la abertura 30 está ahusada y la abertura 30 puede ser de forma sustancialmente cónica. Con referencia a la figura 3, en una modalidad alternativa de la invención, un brazo 128 de varilla de conexión define una abertura 130 que es sustancialmente de forma cilindrica y que no está ahusada . Con referencia nuevamente a la figura 1, el extremo 14 de la varilla de conexión se proporciona para acoplar una articulación de dirección que incluye una articulación 32 central a una rótula 12. Debe entenderse que el otro extremo de la varilla de conexión (no mostrado) se puede colocar en el extremo opuesto de la articulación 32 central para conectar la articulación 32 a otra rótula de dirección (no mostrada) que se encuentra en el otro lado del vehículo. El extremo 14 puede incluir un miembro 34 de receptáculo y un miembro 36 de espárrago esférico y una junta 38 convencional (que se muestra mejor en la figura 2) . El miembro 34 de receptáculo se puede acoplar de manera roscada a la articulación 32 y, con referencia a la figura 2, define un receptáculo 40 en un extremo configurado para recibir al miembro 36 de espárrago esférico. El miembro 36 de espárrago esférico puede incluir una porción 42 de esfera o bola que se recibe dentro del receptáculo 38 y un cuerpo 44 que es integral con la porción 42 de esfera y que se extiende hacia fuera desde el receptáculo 38. El cuerpo 44 puede incluir una porción 46 ahusada y una porción 48 recta que forma un reborde con la porción 46. La porción 46 está ahusada conforme se extiende alejándose de la porción 40 de esfera y tiene una forma sustancialmente cónica. La porción 46 tiene un tamaño para ser recibida dentro de la abertura 30 en el brazo 28 de varilla de conexión. La porción 48 se extiende desde la porción 46 cónica y se coloca sobre un lado 50 del brazo 28 de varilla de conexión ante el ensamblado del ensamble 10. La porción 48 incluye -
una pluralidad de roscados 52 a lo largo de por lo menos parte de una porción 48. El buje 16 se proporciona para permitir la rotación relativa entre el cuerpo 44 del extremo 14 de la varilla de conexión y el brazo 28 de varilla de conexión de la rótula 12. El buje 16 también se proporciona para reducir la vibración transmitida entre la rótula 12 y el extremo 14 de la varilla de conexión. El buje 16 se elabora de un material amortiguador elastomérico convencional tal como un caucho sintético o un plástico relativamente suave. Debe entenderse que no obstante, se pueden utilizar diversos materiales amortiguadores y que la composición y espesor del buje 16 puede variar con el objetivo de amortiguamiento, el intervalo de excitación del extremo 14 de la varilla de conexión. El buje 16 tiene un tamaño para ser recibido dentro de la abertura 30 en el brazo 28 de varilla de conexión y tiene un tamaño además para recibir una porción 46 de cuerpo 44 del extremo 14 de varilla de conexión. La ubicación del buje 16 proporciona una reducción tanto en la intensidad como en la frecuencia de vibraciones. El buje 16 está ahusado y puede tener una forma sustancialmente cónica, de manera complementaria a la abertura 30 y al cuerpo 44. Como se muestra en la figura 2, en una modalidad de la invención, los diámetros tanto interior como exterior del buje 16 están ahusados. Con referencia a la figura 3, en una modalidad alternativa, únicamente el diámetro interior de un buje 116 está ahusado mientras que el diámetro exterior del buje 116 no está ahusado, y en vez de esto, tiene un diámetro sustancialmente constante que complementa el diámetro sustancialmente constante de la abertura 130 del brazo 128 de varilla de conexión. Con referencia nuevamente a la figura 2, ante la inserción del cuerpo 44 dentro de la abertura 30, el buje 16 está en contacto con el cuerpo 44 del extremo 14 de varilla de conexión y se comprime entre el cuerpo 44 y el brazo 28 de la rótula 12. La arandela 18 y la tuerca 20 proporcionan un medio para controlar la precompresión del buje 16 ante el ensamblado del montaje 10. La arandela 18 es una arandela elástica y puede comprender una arandela Belleville. La arandela 18 se coloca en el lado 5 del brazo 28 opuesto desde el lado 54 sobre el cual se coloca el miembro 34 de receptáculo y se coloca entre el brazo 28 y la tuerca 20. Alternativamente, al arandela 18 se puede colocar en el lado 54 del brazo 28. La arandela 18 hace contacto con un extremo del buje 16 que se extiende hacia fuera desde la abertura 30 en el brazo 28 de varilla de conexión y hace contacto con el lado 50 del brazo 28. la tuerca 20 puede comprender una tuerca convencional que tiene una pluralidad de roscados 56 configurados para acoplar con los roscados 52 en la porción 48 del cuerpo 44. la tuerca 20 se hace girar para comprimir la arandela elástica 18 y de esta manera controlar la precompresión del buje 16. El uso de una arandela 18 elástica en combinación con el buje 16 proporciona una ventaja significativa en comparación con los montajes convencionales de dirección. En particular, la combinación es eficaz para reducir o eliminar ciertos tipos de vibraciones que aún se transmiten a los extremos de varilla de conexión en montajes convencionales de dirección. Además, la combinación generalmente reduce una cantidad mucho mayor de vibración transmitida a los extremos de la varilla de conexión. El montaje de dirección de la invención tiene también ventajas adicionales. El montaje de la invención mejora la distribución de carga en el receptáculo y en el extremo de varilla de conexión. Además, el montaje de la invención permite un control preciso de precompresión del material amortiguador a través de la arandela 18 y la tuerca 20. Aunque la invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las modalidades preferidas de la misma, es bien sabido por aquellos expertos en la técnica que se pueden realizar en la invención diversos cambios y modificaciones sin por esto apartarse del espíritu y alcance de la invención.