MXPA04007535A - Casco compuesto para montaje de cuerpo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un casco compuesto para un montaje de cuerpo. El casco incluye un esqueleto o estructura que lleva una carga estructural interior, que incluye un cilindro alargado, y un disco o arandela unida por moldeo con la porcion polimerica o elastomerica del casco. La porcion elastomerica del casco incluye una porcion axial alargada que abarca el cilindro de metal y una capa sobre el molde, si se desea, a traves del disco metalico. En algunos casos, se incorpora un anillo en el refuerzo para obtener una resistencia y rigidez incrementadas.

Description

CASCO COMPUESTO PARA MONTAJE DE CUERPO ANTECEDENTES DE LA INVENCION Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad y por la presente incorpora expresamente por referencia la solicitud provisional de E. U. No. de Serie 60/354,161, presentada el 4 de febrero de 2002. La presente invención está dirigida a un ensamble de soporte o acojinamiento de carrocería para un vehículo o camión automotriz. Más particularmente, la presente invención está dirigida a un ensamble de soporte de carrocería usado para aislar o acojinar la vibración y choque entre el bastidor y los componentes del vehículo. La carrocería en vehículos con bastidor, incluyendo camiones, incluye típicamente soportes de carrocería dispuestos entre los componentes del vehículo y el bastidor para proporcionar acojinamiento entre ellos. El soporte de carrocería incluye típicamente un amortiguador o material absorbente de vibración (un ensamble de acojinamiento) tal como un miembro elastomérico y una concha o casco formado de metal en lámina que traslapa o envuelve el material elastomérico. El casco se construye típicamente como una sola pieza de acero de estampado profundo. Este es un proceso de herramental intensivo y requiere que el diseñador proporcione suficiente espesor de material para alcanzar cargas de compresión adecuadas.

El casco de estampado profundo es de forma generalmente de campana y cuando se hace contacto con ese ocasiona lmente produce u n sonido metálico indeseable. As í, es deseable la red ucción de ru ido asociado con el ensamble de soporte. Formar el casco entero de metal a u menta substancialmente la masa del ensamble total del soporte . U na red ucción en el uso o cantidad de metal usado en el ensamble de soporte contribuiría a la red ucción de peso asociado con el veh ículo . Además, los soportes de carrocería conocidos req uieren un bañ o en los componentes de metal de los mismos para au menta r la resistencia a la corrosión . Se desean siempre estrategias alternativas para proporcionar un soporte de carrocería efectivo que tenga resistencia incrementada a la corrosión sin sacrificar el funcionamiento. Además, la facilidad de ensamble es u na meta asociada con la producción en masa de un veh ículo. Así , cualqu ier modificación al ensamble de soporte necesita resolver asuntos con respecto a la facilidad de fabricación y ensamble. El ensamble de soporte se puede afinar también para tratar fuerzas diferentes en las direcciones de proa y de popa , así como también lateralmente. Diferentes veh ícu los que usan esencialmente el mismo ensamble de soporte experimentan fuerzas diferentes. As í, es deseable proporcionar afinación deseada para permitir mayor flexibil idad en el diseño del sistema .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un ensamble de casco compuesto de un ensamble aislador de vibración o de soporte fabricado de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención tiene una masa substancialmente reducida que una versión de acero comparable. El ensamble de casco compuesto incluye un esqueleto interno de componentes de soporte de carga estructural distintos que se unen conjuntamente. Por ejemplo, una placa anular y un cilindro alargado se unen por moldeo conjuntamente en un casco moldeado integralmente. Este ensamble es recibido sobre la espiga de un perno de montaje, y coopera con un ensamble de cojín superior dispuesto en un lado del bastidor y ensamblado a un miembro de cojín inferior o ensamble para montar carrocerías en el otro lado del bastidor. Se logra también una flexibilidad de afinación incrementada con esta disposición como resultado del amplio arreglo de capacidades del componente moldeado. Un ensamble de soporte de carga estructural común o esqueleto se puede usar sin sacrificar las habilidades de afinación. Otro beneficio reside en el potencial para reducir significativamente el costo de herramental y tiempo dedicado eliminando dados de estampado profundo costosos y complicados. El casco de compuesto permite la flexibilidad incrementada en altura cargada, es decir, el componente no está restringido por formas de estampado profundo.

Una abertura a través del ensamble de cojín superior puede ser dimensionado para proporcionar una fuerza de retención temporal que mantiene a los componentes individuales en relación preensamblada para facilitar el ensamble final. Una ventaja principal de la invención reside en reducción de masa del ensamble. Otra ventaja aún de la invención es la habilidad para eliminar cualquier recubrimiento anticorrosivo. Todavía otra ventaja reside en el aspecto de retención temporal del perno para simplificar el ensamble. La fricción incrementada entre el cojín y el casco conduce a un régimen de amortiguación de vibración más constante con el tiempo. Todavía otros aspectos y ventajas de la invención se harán aparentes a alguien experto en la técnica por la lectura y entendimiento de la siguiente descripción detallada.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista de sección transversal longitudinal de un soporte de carrocería de casco de compuesto. La Figura 2 es una vista en explosión de los componentes individuales mostrados ensamblados en la Figura 1. La Figura 3 es una vista en perspectiva del casco compuesto con porciones selectas cortadas y separadas para facilidad de ilustración.

La Figura 4 es una vista similar a la Figura 3 con porciones selectas del casco compuesto removidas y que ilustran el lado inferior del casco.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Volviendo ¡nicialmente a la Figura 1, se ilustra el ensamble A de soporte de carrocería ensamblado. Incluye una primera porción 10 o superior de soporte de carrocería y una segunda porción 12 o inferior de soporte de carrocería dispuestas en lados opuestos de un bastidor 14 de vehículo. La porción de soporte de carrocería inferior, aludida también como un ensamble de cojín para rebote, incluye un disco 16 de abrazadera de metal que tiene una abertura 18 central para propósitos de montaje. El disco de abrazadera de metal acopla de manera contigua con el miembro 20 de cojín, de preferencia un material elastomérico que proporciona la amortiguación de energía o atenuación de vibración deseadas. Como se muestra aquí, el miembro de cojín inferior es una estructura generalmente cilindrica que colinda con una superficie del bastidor en un primer extremo 22 o superior y puede incluir una depresión en un segundo extremo 24 o inferior para la recepción de o acoplamiento colindante con el disco de metal. Por supuesto, alguien experto en la técnica apreciará que el miembro de cojín inferior puede adoptar una amplia variedad de configuraciones como se pueda requerir para un diseño en particular. Por ejemplo, el cojín inferior puede estar configurado para proporcionar diferentes regímenes de atenuación en diferentes direcciones, o proporcionar múltiples relaciones de régimen de acojinamiento para permitir la flexibilidad de diseño de un recorrido en vehículo. Detalles adicionales de una modalidad de ejemplo de configuraciones alternativas de cojín interior se muestran y describen en la Patente de E. U. No. 6,030,016 para Rice de propiedad común, así como también otras conocidas en la técnica anterior. La presente invención, por lo tanto, no debe ser limitada indebidamente a la disposición estructural particular del cojín inferior como se muestra en la presente solicitud. La porción de soporte de carrocería superior incluye un miembro 30 de cojín superior. El miembro de cojín superior se moldea de preferencia a un collar 32 de metal que tiene una porción 34 radial adaptada para acoplamiento con una superficie superior del bastidor y una porción 36 axial que se extiende a través de la abertura3 38 central en el bastidor. En la modalidad de la Figura 1, el miembro de cojín superior es una configuración cilindrica hueca con un ensanchamiento o depresión 40 que tiene un diámetro ligeramente mayor que la abertura o perforación 42 de lado a lado. Por supuesto se apreciará por aquellos expertos en la técnica que se pueden usar otras configuraciones del miembro de cojín superior sin apartarse del alcance e intención de la invención. El miembro de cojín se forma de preferencia de un material elastomérico que proporciona también la amortiguación de energía o atenuación de vibración deseadas. Como se ilustra mejor quizás en la Figura 2, la abertura 38 a través del bastidor puede ser no circular, de manera que el collar de metal y/o el miembro de cojín superior tendrían una superficie de igualación configurada con el propósito de evitar la rotación relativa entre estos componentes. Esta abertura no circular asegura también la orientación apropiada del soporte dentro del vehículo. Como fue el caso con el miembro de cojín inferior, la presente invención no debe limitarse a la disposición estructural particular del cojín superior como se muestra y describe en la presente. Más bien, se apreciará que se pueden usar otras configuraciones sin apartarse del alcance e intención de la presente invención. Un casco 50 formado de acuerdo con la presente invención se extiende en relación traslapante por lo menos parcialmente con el miembro de cojín superior e incluye además una porción que se extiende hacia o a través de la abertura central hueca del miembro de cojín superior. En la modalidad de ejemplo, el casco es una estructura compuesta que está constituida por un polímero o material elastomérico moldeado que incluye un esqueleto interno de componentes estructurales soportadores de carga. Aquí, el material polimérico/elastomérico está simétrico alrededor de un eje vertical central, aunque se reconocerá que el material puede adoptar una amplia variedad de diferentes configuraciones como pueda ser necesario para tratar las necesidades de amortiguación de energía particulares de un vehículo automotriz. El esqueleto interno del casco incluye una porción 52 cilindrica, de metal recibida en una abertura 54 central del material polimérico/elastomérico moldeado. Como se muestra, el cilindro 52 de metal es co-extensivo de manera axial con y agrega resistencia incrementada al diámetro interno del material polimérico/elastomérico. Un disco de metal o componente 56 de arandela es otra parte de la porción de esq ueleto metálico del casco . Aunque se aprecia que el disco podría formarse integralmente con la porción 52 cil ind rica, la habilidad pa ra usar estructu ras simplificadas , separadas para la porción de esqueleto metálico del diseño de casco reduce la complejidad de fabricación y por eso el costo de esos componentes. Las formas más difíciles del casco compuesto que se deseen pueden estar limitadas entonces al materia l moldeado, no metálico que forma la mayoría del casco y que pueden ser modificadas fácilmente con insertos de molde o similares . El disco de metal se coloca en un extremo superior del ci l ind ro de metal para acoplamiento contiguo con el mismo y en la modalidad de ejemplo es recibido de preferencia en una depresión 58 de la porción de diámetro ag randado del casco . U n an illo 60 de sello traslapa con el disco de metal si se desea y evita q ue la h u medad alcance a los componentes de metal del casco. Esto elimina la necesidad de p roporcionar u n recubrimiento resistente a la corrosión en los componentes de metal , o para proporcionar aberturas o canales de drenaje en el. La porción polimérica/elastomérica del casco incluye una porción 70 q ue se extiende axialmente que se moldea sobre el diámetro externo del cilindro 52 a lo largo de su long itud entera . La porción que se extiende axialmente tiene u na superficie 72 de forma asimétrica compleja ahusada u otra en su longitud . Otra vez, y como se apreciará por aq uellos expertos en la técnica , sería más difícil formar la conformación asimétrica compleja ahusada u otra en u n componente de metal aú n en acuerdo con la modalidad preferida, la forma compleja puede ser más fácilmente acomodada . La superficie 72 externa de la porción axial proporciona fricción incrementada entre el casco y el miembro de coj ín superior a lo largo de la interfase entre las superficies 72 del casco y la abertu ra 42 del miembro de cojín superior. La fricción incrementada resulta del acabado superficial de los componentes cond uce a regímenes tri-axiales más constantes con el tiempo red uciendo el desgaste por frotam iento entre el cojí n y el casco en comparación con disposiciones anteriores. La porción axial 70 del casco confl uye en u na ceja 74 radial en su primer extremo o superior que i ncluye una envolvente o aro 76 que se extiende hacia abajo desde u na periferia externa de la ceja , la ceja y envolvente reviste o cubre el miembro de cojín superior en la misma manera substancialmente que u n casco de metal de la técn ica anterior. En la modalidad de la presente invención , la envolvente se m uestra como u na su perficie circunferencialmente contin ua au nq ue se apreciará que en aplicaciones seleccionadas la envolvente puede ser d isconti nua. Por ejemplo, la envolvente o ceja puede ser otras formas complejas y moldeadas alrededor de la misma para tratar d iferentes fuerzas impuestas en el ensamble de coj ín . U n sujetador o perno 90 de montaje incl uye una cabeza 92 ag randada en un primer extremo y una espiga 94 alargada que se extiende desde los mismos que pasa a través del disco de abrazadera, miembro de cojín inferior, miembro de cojín superior y el cilindro 52 de metal dispuesto en la porción axial del casco. Un extremo terminal de la espiga sobresale o se extiende hacia fuera desde el extremo superior, es decir, a través de la arandela 56 de metal y puede estar roscada externamente para cooperación con una tuerca de sujeción roscada (no mostrada) o asegurada de otra forma en su extremo terminal para sujetar los componentes individuales del casco compuesto juntos. La Figura 2 ilustra los componentes individuales del ensamble de soporte en una vista en explosión. El anillo 60 de sello puede ser moldeado en el ensamble para conveniencia de la planta de ensamble, es decir, para sujetar el sujetador en su lugar y facilitar el manejo. El perfil del cáseo, y por ejemplo la envoltura 76, puede ser modificada también como se demuestra en las Figuras 3 y 4. Como se muestra aquí, la cresta inferior está ligeramente agrandada para recibir un anillo reforzador, tal como anillo 100 de nylon reforzado con vidrio, moldeado en la misma. El anillo proporciona rigidez o resistencia y estabilidad incrementadas a la estructura mientras que se mantiene la encapsulación de los componentes de metal para limitar problemas con corrosión y se apreciará que la conformación o material de construcción particular no necesita estar limitada al anillo de nylon como se muestra y describe. Además, solamente define una porción menor de la envoltura de manera que la masa total del ensamble se minimiza. En esta manera y de acuerdo con la presente invención, un casco de soporte de carrocería conocido construido típicamente a partir de una sola pieza de acero de estampado profundo se reemplaza con una disposición moldeada, ensamblada que tiene un esqueleto interior de metal que no se corroe, no produce sonido metálico asociado con los cascos de metal de la técnica anterior, retiene temporalmente un perno en su lugar, tiene una masa substancialmente reducida con relación a la versión toda de metal anterior y permite gran flexibilidad para introducir diferentes niveles de pre-compresión en diferentes direcciones del cojín, es decir, que permite mayor flexibilidad de afinación del sistema si se desea. Además, la invención permite el uso de un miembro de esqueleto común sin sacrificar habilidades de afinación, y puede potencialmente reducir de manera significativa el costo del herramental y tiempo directo eliminando dados para estampado profundo costosos y complicados. El desarrollo de componentes o partes es acelerado y debido a la naturaleza moldeada del componente, se pueden moldear fácilmente aspectos interiores en el ensamble, por ejemplo, para mantener el sujetador en su lugar temporalmente. El ensamble que lleva el esqueleto interno o carga estructural incluye una porción 70 de soporte alargada y una porción 56 radial en relación de soporte de carga con el mismo, que se recibe en un material moldeable. El material moldeable es un elastómero de EPDM duro en la disposición preferida, pero se puede usar cualquier sustancia moldeable tal como termoplásticos, nylon reforzado con vidrio, etc., dependiendo de.los rigores de la aplicación. De manera similar, aunque el esqueleto interno se muestra y describe en la modalidad preferida como un metal, se pueden usar otros materiales estructurales adecuados para condiciones de carga de manera intercambiable. La invención se ha descrito con referencia a la modalidad preferida. Obviamente, se les ocurrirán modificaciones y alteraciones a otros por la lectura y entendimiento de la descripción detallada precedente. Se pretende que la invención se construya incluyendo tales modificaciones y alteraciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un aislante de vibración que comprende: un ensamble de cojín; y un casco compuesto que incluye un ensamble que lleva carga estructural para recibir momento de torsión desde un sujetador asociado que asegura el ensamble de cojín y el casco conjuntamente, el ensamble que lleva la carga que incluye una porción de soporte alargada y una porción radial en relación de soporte de carga con la porción de soporte alargada para transferir cargas entre ellas y un material moldeable recibido alrededor de por lo menos porciones del ensamble que lleva carga.

2. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde la porción de soporte alargada es un miembro generalmente cilindrico que se extiende al ensamble de cojín.

3. El aislante de vibración de la reivindicación 2, en donde la porción de soporte alargada es un cilindro de metal.

4. El aislante de vibración de la reivindicación 3, en donde la porción radial es un disco anular que tiene una abertura central dimensionada para recibir el sujetador asociado a través de la misma.

5. El aislante de vibración de la reivindicación 4, en donde el disco es metal y acopla de manera colindante con el cilindro de metal.

6. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde la porción radial es un disco anular que tiene una abertura central dimensionada para recibir el sujetador asociado a través de la misma.

7. El aislante de vibración de la reivindicación 6, en donde el disco es metal y acopla de manera colindante con el cilindro de metal.

8. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde el material moldeable es un polímero.

9. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde el material moldeable es un EPDM.

10. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde el material moldeable reviste el ensamble de soporte de carga estructural para sellar el ensamble de soporte de carga estructural de la humedad.

11. El aislante de vibración de la reivindicación 10, en donde el material moldeable incluye una envoltura que se extiende alrededor de la periferia de la porción radial y que encierra parcialmente el ensamble de cojín.

12. El aislante de vibración de la reivindicación 11, en donde la envoltura incluye un inserto de alta resistencia a la tensión en la misma.

13. El aislante de vibración de la reivindicación 1, en donde la porción de soporte alargada se extiende axialmente hacia fuera desde la porción radial, la porción de soporte alargada que se extiende hacia el ensamble de cojín y la porción radial que colinda con un extremo del ensamble de cojín.

14. El aislante' de vibración de la reivindicación 13, en donde el material moldeable reviste la porción de soporte alargada y la porción radial para sellar el ensamble de soporte de carga estructural de la humedad.

15. Un aislante de vibración para amortiguar la energía de vibración entre un componente automotriz asociado y un bastidor de vehículo asociado, el aislante de vibración que comprende: un ensamble de cojín generalmente anular dimensionado para recepción entre el componente automotriz asociado y el bastidor asociado del vehículo; un casco compuesto interpuesto entre uno del componente automotriz asociado y el bastidor de vehículo asociado y el ensamble del cojín, el casco que incluye un esqueleto de soporte de carga y un polímero moldeable recibido por lo menos parcialmente alrededor del mismo.

16. El aislante de vibración de la reivindicación 15, en donde el esqueleto de soporte de carga incluye un endurecedor alargado que se extiende a través del ensamble de cojín anular.

17. El aislante de vibración de la reivindicación 16, en donde el endurecedor alargado es una construcción de metal.

18. El aislante de vibración de la reivindicación 16, en donde el esqueleto soportador de carga incluye un disco en acoplamiento de colindancia con un extremo del endurecedor.

19. El aislante de vibración de la reivindicación 18, en donde el disco es una construcción de metal.

20. Un método para fabricar un casco de un aislante de vibración que incluye un ensamble de cojín, el método que comprende los pasos de: proporcionar un esqueleto soportador de carga; y formar un material moldeable alrededor del esqueleto configurado para extenderse al ensamble de cojín y por lo menos parcialmente envolviendo un extremo del ensamble de cojín.