MXPA06006632A

MXPA06006632A - Articulacion de manguito esferico con sensor.

Info

Publication number: MXPA06006632A
Application number: MXPA06006632A
Authority: MX
Inventors: Joachim Spratte
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-08-31
Also published as: DE10358763B4; ZA200604814B; CN1890474A; US7652470B2; WO2005057028A1; KR20070005927A; EP1692406A1; BRPI0417558A; US20090016811A1; JP4617316B2; JP2007517169A; KR101002512B1; DE10358763A1; CN100408876C

Abstract

Articulacion de manguito esferico para un vehiculo automovil que comprende una caja (1), un manguito (5) esferico que se extiende bilateralmente fuera de la caja (1) y que comprende un agujero (8) pasante y un area (4) de contacto movil, que con el area (4) de contacto movil se monta en la caja (1) de manera que el manguito (5) esferico y la caja (1) constituyen dos partes de articulacion giratorias y basculantes relativamente una a o otra, siendo que en una de las partes de articulacion se dispone un sensor (13) que interactua con un transductor (2) dispuesto en la otra parte de articulacion , y que tanto el sensor (13) como tambien el transductor (2) se disponen entre el agujero (8) pasante y la caja (1).

Description

ARTICULACIÓN DE MANGUITO ESFÉRICO CON SENSOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una articulación de manguito esférico con sensor para un vehículo automóvil, que comprende una caja, un agujero pasante que se extiende bilateralmente fuera de la caja y un manguito esférico que tiene un área de cojinete y que está alojado con el área de - cojinete de tal modo en la caja que el manguito esférico y la caja constituyen dos partes de articulación que giran y basculan con relación una a otra. Una articulación de manguito esférico de este tipo es conocida en el estado de la técnica. El documento DE 100 23 602 C2 , por ejemplo, revela una articulación de manguito esférico con una caja de articulación, un manguito esférico provisto con una superficie de contacto móvil de configuración esférica y un cojinete que encierra la superficie de contacto móvil alojada en una cavidad de la caja de articulación, siendo que el manguito esférico está provisto con un agujero pasante y se extiende bilateralmente fuera de la caja. En los vehículos modernos, por ejemplo en vehículos con lámparas de descarga de gas (por ejemplo, fanales de xenón) y en vehículos con regulación de nivel la flexión de la suspensión del vehículo se detecta regularmente a través del ángulo de flexión de un sensor que también se designa como sensor de nivel de altura. Este sensor se integra en la caja de la rueda como conjunto de construcción independiente y se conecta con una guía a través de un varillaje. La desventaja de esta forma de proceder reside en que se requieren componentes adicionales que en primer lugar ocupan mucho espacio de construcción y en segundo lugar son muy propensos a daños por impacto de - piedras. En tercer lugar es muy alto el gasto de montaje y se requieren etapas de ajuste. Por este motivo existen desde hace algún tiempo intentos de sustituir el sensor de nivel de altura de forma conocida mediante un sensor que se integra en una rótula, la cual se usa regularmente en los mecanismos de traslación de vehículos automóviles . Por el documento EP 0 617 260 Al se conoce una rótula con un cuenco esférico conectado con una caja y una cabeza esférica unida con un gorrón, la cual se monta giratoria en cojinete en la caja. En la cabeza esférica se localiza un imán permanente, opuesto al cual se encuentra un sensor magnético localizado en la caja. El dipolo magnético del imán permanente se alinea perpendicular al eje longitudinal del gorrón de la esfera, siendo que se proporciona un fuelle para la protección de la rótula ante las influencias del entorno. El giro de la cabeza esférica en el cuenco esférico es acompañado por el imán permanente, de manera que varía el campo magnético con relación al sensor sensible a campos magnéticos, produciéndose una señal de posición. Con una evaluación correspondiente es posible recurrir a los movimientos espaciales adicionales que se presentan para los fines de regulación. Por el documento DE 101 10 738 Cl se conoce una rótula con una sección de caja y un bulón de cabeza • esférica que comprende una sección de bulón y una sección esférica, el cual con su sección esférica se monta giratorio y basculante en un alojamiento que se proporciona en la sección de caja. En la sección esférica se localiza un imán permanente de alineación radial con respecto, al punto central de la sección esférica, siendo que en. el alojamiento se integra un elemento sensor sensible a los campos magnéticos. Con un movimiento de giro de la sección esférica el imán permanente se mueve con relación al elemento sensor, de manera que es posible registrar la posición de giro relativa de la sección esférica en el alojamiento. Pero los conjuntos de sensor/ imán integrados en una rótula no se pueden transferir a una articulación de manguito esférico en virtud de que la caja de una articulación de manguito esférico no comprende una superficie de base o cubierta de caja alejada del gorrón de la articulación a la que se pudiera fijar el sensor.

Además, en el sitio en el que el imán se fija a la esfera de articulación, un manguito esférico tiene adicionada un área de brida provista con un agujero pasante, de manera que un imán fijado en ese sitio bloquearía el agujero pasante. Pero las articulaciones de manguito esférico se usan cada vez más en el mecanismo de traslación de • vehículos automóviles de pasajeros, de manera que a partir de este estado de la técnica la invención tiene por objeto de crear una articulación de manguito esférico mediante la cual sea posible detectar el basculamiento y/o giro del manguito esférico con relación a la caja. De conformidad con la invención, este problema se resuelve mediante una articulación de manguito esférico con las características de la reivindicación 1. Los perfeccionamientos preferidos se describen en las reivindicaciones subordinadas . La articulación de manguito esférico para un vehículo automóvil de conformidad con la invención comprende una caja y un manguito esférico que se extiende bilateralmente fuera de la caja y que comprende un agujero pasante y un área de contacto móvil, estando el manguito esférico montado con el. área de contacto móvil de tal modo en la caja que el manguito esférico y la caja constituyen dos partes de articulación que giran y basculan con relación una a otra. En una de las partes de articulación se localiza un sensor que interactúa con un transductor localizado en la otra parte de articulación, siendo que el sensor como también el transductor se dispone entre el agujero pasante y la caja o pared de la caja. El sensor y el transductor constituyen juntos un conjunto de medición angular con el cual es posible ' determinar el basculamiento y/o giro del manguito esférico con respecto a la caja. Por consiguiente se logró crear una articulación de manguito esférico en la cual se integra un conjunto de medición angular que se puede usar en el vehículo para fines de control y regulación. La integración del conjunto de medición angular en la articulación de manguito esférico resultó posible en particular mediante la disposición radial del sensor y el transductor con relación al eje longitudinal de la articulación o manguito esférico no desviado. El sensor se puede fijar a la caja y el transductor al manguito esférico. Sin embargo, es preferible que el sensor se localice en el manguito esférico, en particular en el área de contacto móvil, en tanto que el transductor se fija a la caja. Esto tiene la ventaja que el transductor, que regularmente tiene dimensiones mayores que el sensor no se tiene que integrar en el manguito esférico que, debido al agujero pasante es relativamente delgado. Para los sensores resultaron adecuados los sensores de campo magnético, en particular debido a su insensibilidad a las interferencias, siendo que el transductor se configura como imán que puede ser un electroimán o un imán permanente. Este último ni siquiera requiere líneas eléctricas o un suministro de corriente y, por consiguiente, es sencillo de montar. Además, el imán se puede configurar anular o cilindrico y rodear al manguito esférico en particular en el área de contacto móvil. Un imán de este tipo puede estar constituido, por ejemplo, por una rueda polar magnética en la cual, en la superficie de camisa del imán alternan alrededor del eje cilindrico las zonas con polaridad magnética de orientación radial opuesta. Para los sensores del campo magnético es posible utilizar sensores magneto-resistivos que son adecuados, en particular, para detectar variaciones angulares entre el imán y el sensor. El manguito esférico se puede alojar directamente en la caja. Pero convenientemente se proporciona un cojinete en la caja en el cual se apoya el área de articulación del manguito esférico, de manera que es posible mejorar las propiedades de rozamiento de la articulación mediante la elección adecuada de material para el cojinete. El cojinete se puede localizar entre el imán y el manguito esférico, siendo que el cojinete está constituido en particular de un material no magnético, de manera que el campo magnético generado por el imán no se ve debilitado por el cojinete y puede colmar en una medida suficiente al sensor dispuesto en el manguito esférico. La interacción entre el imán y el sensor también se puede intensificar localizando el imán directamente ' colindante con la pared interior de la caja, la cual, por ejemplo, está constituida de un material ferromagnético. El manguito esférico se puede configurar de una pieza. Pero preferiblemente el manguito esférico está constituido de un manguito interior y un manguito externo que se dispone concéntrico con respecto a aquel . En este caso el manguito externo se puede adaptar a las propiedades de rozamiento deseadas para la articulación, en tanto que el manguito interno se diseña para absorber las fuerzas axiales. El grosor de pared del manguito externo puede ser reducido. Además, el manguito externo se puede fabricar mediante un proceso de moldeo sin arranque de viruta, en particular como parte de moldeo hidráulico, de manera que es posible prescindir de un mecanizado con arranque de viruta de la superficie del área de articulación. El manguito interno y el manguito externo se pueden unir de manera no positiva. Pero preferiblemente el manguito se inmoviliza en el manguito interno con unión positiva en la dirección axial, de manera que es posible impedir un desplazamiento axial del manguito externo con relación al manguito interno incluso en el caso de que el manguito externo y el manguito interno tuvieran un comportamiento de dilatación térmica diferente. El manguito interno se puede configurar de una pieza. Pero para un montaje más sencillo el manguito interno preferiblemente se configura de dos partes, siendo que es posible insertar en el manguito externo una primera parte del manguito interno por un lado y la otra parte del manguito interno por el otro lado. En el área de contacto móvil del manguito esférico es posible configurar entre el manguito interno y el manguito externo un espacio hueco en el que se localiza el sensor. En este caso el sensor está bien protegido contra influencias externas. Si como sensor se usa un sensor de campo magnético, entonces el manguito externo preferiblemente está constituido de un material no magnético que debilita lo menos posible el campo magnético generado por el imán. Las líneas eléctricas para el contacto con el sensor se pueden tender entre el manguito interno y el manguito externo, siendo que para una guía más sencilla de las líneas es posible configurar una ranura axial en el manguito interno. Las líneas, las cuales en particular salen de la región entre el manguito interno y el manguito externo en un extremo del manguito esférico también se pueden configurar como pistas conductoras dispuestas en o sobre una placa de circuito impreso, siendo que la placa de circuito impreso se incorpora en la ranura axial. Adicionalmente es posible disponer un conjunto o respectivamente una segunda caja para el contacto del sensor en el extremo del manguito esférico por el cual salen las líneas de la región entre el manguito interno y el manguito externo. En este conjunto se puede integrar un enchufe, siendo que el conjunto preferiblemente se configura como caja de clavija. Si la rótula de conformidad con la invención se usa, por ejemplo, en el mecanismo de traslación de un vehículo automóvil, entonces el conjunto de medición angular se puede usar entre otras cosas para una regulación de nivel o para un reajuste de los fanales. A continuación la invención se explica mediante una forma de realización preferida haciendo referencia al dibujo. En el dibujo muestran: Figura 1 una vista en sección de una forma de realización de la articulación de manguito esférico de conformidad con la invención, Figura 2 una vista en sección del imán de la forma de realización a lo largo de la línea A-A' de la figura 1, y Figura 3 una vista en sección de la placa de conductores de la forma de realización a lo largo de la línea A-A1 de la figura 1. En la figura 1 se puede apreciar una forma de realización de la articulación . de manguito esférico de conformidad con la invención, siendo que en una caja 1 se localizan un imán 2 y un cojinete 3 en el cual se monta giratorio y basculante con su área 4 de contacto móvil un manguito 5 esférico que se extiende bilateralmente fuera de la caja 1 y que comprende un área 4 de contacto móvil. El manguito 5 esférico está constituido por un manguito 6 interno bipartito y un manguito 7 externo que comprende el área 4 de contacto móvil esférica, siendo que en cambio ambas partes 6a y 6b del manguito 6 interno provisto con el agujero 8 de paso constituyen ambas regiones extremas o regiones de brida 5a y 5b del manguito 5 esférico. Por fuera de la caja 1, sobre la superficie externa de las dos partes 6a y 6b del manguito 6 interno se proporcionan en cada caso una elevación 9 y una depresión 10 en la que interviene una elevación 11 que se proporciona en la superficie interna del manguito 7 externo, siendo que la elevación 9 interviene en una depresión 12 que se proporciona en la superficie interna del manguito 7 externo, de manera que el manguito 7 externo se inmoviliza axialmente de manera positiva con relación al manguito 6 interno . Entre el manguito 7 externo configurado en particular como parte de moldeo hidráulico y el manguito 6 interno se proporciona en el área 4 de contacto móvil un espacio 4a hueco dentro del cual se localiza un sensor 13 de campos magnéticos configurado en particular como sensor magneto-resistivo, el cual interactúa con el campo magnético generado por el imán 2. El sensor 13 está conectado con conductores 14 eléctricos (ver figura 3) que se extienden dentro de una placa 15 de circuito impreso que se dispone en una ranura 16 axial fabricada en la superficie externa del manguito 6 interno. La ranura 16 axial se extiende paralela al eje 17 longitudinal del manguito 5 esférico, y se extiende fuera del espacio 4a hueco hasta la zona 5a extrema en la cual se fija una caja 18 de enchufe con superficies 19 de contacto que están conectadas con los conductores 14 eléctricos mediante una placa 18a de circuito impreso integrada en la caja 18 de enchufe, de manera que es posible el contacto con el sensor 13 mediante las superficies 19 de contacto de la caja 18 de enchufe . La caja 1 se configura anular y está constituida en particular de acero ferromagnético, siendo que el imán 2 de configuración cilindrica colinda con su pared exterior con la pared interior de la caja 1. En el imán 12 se dispone el cojinete 3 anular, siendo que el imán 2 y el cojinete 3 se retienen en la caja 1 entre dos aros 20 de cierre que intervienen en cada caso en una ranura 21 que se proporciona en la pared interior de la caja, la cual se puede formar mediante doblez del respectivo borde de la caja. Entre los aros 20 de cierre y las áreas extremas del anillo 7 exterior se dispone, en cada caso, una guarnición 22 de obturación que se sujeta en el anillo 7 externo y en el aro 20 de cierre mediante abrazaderas 23 y 24. En la figura 2 se aprecia una vista en sección del imán 2 cilindrico a lo largo de la línea A-A' de la figura 1, el cual está configurado como rueda polar. La rueda polar comprende varias zonas 25 de magnetismo radial, siendo que la magnetización de dos zonas adyacentes, indicada en cada caso mediante una flecha 26, es de orientación opuesta en el sentido radial. En la figura 3 se aprecia una vista en sección de la placa 15 de circuito impreso a lo largo de la línea A-A' de la figura 1, siendo que los conductores 14 eléctricos se extienden dentro de la placa 15 de circuito impreso y se aislan superficialmente. El cojinete 3 se configura preferiblemente de un material sintético no magnético, y el manguito 7 externo preferiblemente de un metal no magnético, de manera que el campo magnético generado por el imán 2 se debilita lo menos posible mediante el cojinete 3 y el manguito 7 externo en la región del sensor 13. Lista de símbolos de referencia 1 Caja 2 Imán 3 Cojinete 4 Área de contacto móvil 4a Espacio hueco 5 Manguito esférico 5a, 5b Áreas extremas o áreas de brida del manguito esférico 6 Manguito interno 6a, 6b Partes del manguito interno 7 Manguito externo 8 Agujero pasante 9 Elevación en el manguito interno 10 Depresión en el manguito interno 11 Elevación en el manguito externo 12 Depresión en el manguito externo 13 Sensor 14 Conductores eléctricos 15 Placa de circuito impreso 16 Ranura axial 17 Eje longitudinal del manguito esférico 18 Caja de enchufe 18a Placa de circuito impreso integrada en la caja de enchufe 19 Superficie de contacto 20 Anillo de cierre 21 Ranura en la caja 22 Guarnición de obturación 23, 24 Abrazaderas 25 Zona de magnetismo radial del imán 26 Flecha que representa la magnetización de una zona

Claims

REIVINDICACIONES 1. Articulación de manguito esférico para un vehículo automóvil que comprende una caja, un manguito esférico que se extiende bilateralmente fuera de la caja y que comprende un agujero pasante y un área de contacto móvil , que con el área de contacto móvil se monta en la caja de manera que el manguito esférico y la caja constituyen dos partes de articulación giratorias y basculantes relativamente una a otra, caracterizada porque - en una de las partes de articulación se dispone un sensor que interactúa con un transductor dispuesto en la otra parte de articulación, y - tanto el sensor como también el transductor se disponen entre el agujero pasante y la caja.
2. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor se aloja en el manguito esférico y el transductor en la caja.
3. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sensor se localiza en el área de contacto móvil del manguito esférico.
4. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3 , caracterizada porque el transductor es un imán y el sensor un sensor sensible a los campos magnéticos.
5. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el sensor es un sensor magneto-resistivo.
6. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el transductor es de configuración anular.
7. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque entre el transductor y el área de contacto móvil del manguito esférico se localiza un cojinete de material no magnético.
8. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque el transductor colinda con la pared interior de la caja, la cual está constituida de un material ferromagnético.
9. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el manguito esférico consta de un manguito interno y un manguito externo que se dispone concéntrico con relación al manguito interno.
10. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el manguito externo se fija al manguito interno con unión positiva en dirección axial.
11. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque el manguito interno se configura bipartito.
12. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizada porque en el área de contacto móvil del manguito esférico se configura entre el manguito interno y el manguito externo un espacio hueco dentro del cual se localiza el sensor.
13. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 9 a 12 , caracterizada porque entre el manguito interno y el manguito externo se extiende conductores eléctricos conectados con el sensor.
14. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque en la superficie del manguito interno se proporciona una ranura axial dentro de la cual se extienden los conductores eléctricos conectados con el sensor.
15. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque los conductores eléctricos se configuran como pistas conductoras de una placa de circuito impreso dispuesta dentro de la ranura axial .
16. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque los conductores eléctricos se sacan de la región entre el manguito interno y el manguito externo en un área extrema del manguito esférico.
17. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque la zona extrema del manguito esférico por la cual se sacan los conductores eléctricos de la región entre el manguito interno y el manguito externo se dispone una segunda caja para el contacto con el sensor.
18. Articulación de manguito esférico de conformidad con una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizada porque el manguito externo se fabrica sin arranque de viruta mediante un proceso de moldeo.
19. Articulación de manguito esférico de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el manguito externo es una parte de moldeo hidráulico.