MXPA96006307A - Junta a pivote pre-cargada - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un montaje de junta a pivote pre-cargada, caracterizado porque comprende:un alojamiento que tiene un eje, un vástago que tiene una porción de extremo interior que se retiene en el alojamiento, de manera tal que el vástago gira y formaángulo con respecto al alojamiento, la porción de extremo interior del vástago tiene un collar parcialmente esférico que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento, una extensión cilíndrica y una punta parcialmente esférica que acopla un aciento de cojinete móvil en el alojamiento, un resorte de compresión que direige el asiento de cojinete móvil contra la punta del vástago y un buje resiliente montado en el alojamiento y que acopla la extensión cilíndrica del vástago para permitir la formación deángulo ilimitada del cilíndrica con respecto al alojamiento.

Description

JUNTA A PIVOTE PRE-CARGADA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona en general con juntas a pivote y más particularmente con juntas a pivote pre-cargadas que se emplean en articulaciones de dirección automotriz. La Patente de lo E.U.A. No. 2,009,401 otorgada a George H. Hufferd y atthew P. Graham en julio 30 de 1935, describe una junta pivote pre-cargada típica para un sistema de articulación de dirección que comprende un alojamiento, un vastago y un asiento de cojinete cargado a resorte dentro del alojamiento. El vastago gira y forma ángulo con respecto al alojamiento. La capacidad de formar ángulo se proporciona por dos miembros esféricos de parte concéntrica en la porción de extremo interior del vastago que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento y el asiento de cojinete cargado a resorte respectivamente. En este diseño, las cargas laterales del vastago se transfieren al alojamiento por el asiento de cojinete fijo, mientras que se transfieren cargas de compresión axiales por el a,siento de cojinete cargado a resorte y su resorte asociado. La junta a pivote no obtiene ningún mecanismo interno para limitar la formación de ángulo y de esta manera el vastago forma ángulo libremente hasta que el vastago hace contacto metala-metal con el alojamiento. La Patente de los E.U.A. No. 3,053,556 otorgada a David E. Kloc e y Vincent J. Ryszewski en septiembre 11, 1962, describe una junta pivote pre-cargada para el brazo de transmisión de una articulación de dirección automotriz que tiene un vastago que que gira pero no forma ángulo. La junta de Klocke comprende un alojamiento, un vastago y un resorte de compresión dentro del alojamiento. El vastago de Klocke tiene una porción esférica parcial que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento bajo la derivación del resorte de compresión. El vastago de Klocke tiene una extensión cilindrica en el extremo interior que se dispone en un manguito de plástico delgado, alojado en un depósito en forma de sombrero de la cubierta del alojamiento. La extensión cilindrica, el buje de plástico delgado y lg. forma de sombrero de la cubierta, se combinan bien para evitar que el vastago forme ángulo en cualquier grado substancial, de manera tal que el vastago se limita esencialmente a rotación. En este diseño, las cargas laterales del vastago se toman por el asiento del cojinete fijo, las cargas de compresión axiales se toman por el resorte de compresión y las cargas de angulación se toman por el manguito de plásticq delgado. Sin embargo, co o se indicó anteriormente, el manguito de plástico delgado virtualmente elimina la formación de ángulo del vastago. La Patente de los E.U.A. No. 3,945,737 otorgada a Edward J. Herbernar en marzo 23 de 1976, también describe una junta a pivote pre-cargada para una articulación de dirección automotriz. La junta a pivote de Herbenar igualmente comprende un alojamiento, un vastago y un resorte de compresión dentro del alojamiento. El vastago tiene una porción parcialmente esférica que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento bajo la derivación del resorte de compresión. En este caso, el resorte de compresión está en la forma de un buje relativamente grueso de material resiliente fluible tal como hule, poliuretano y semejantes. El buje resiliente está dirigido axialmente y tiene una perforación ahusada. El vastago tiene una extensión ahusada en el extremo interior que se dispone en la perforación ahusada del buje resiliente, de manera tal que el buje resiliente realiza dos funciones. El buje reciliente deriva la porción parcialmente esférica del vastago en acoplamiento con el asiento de cojinete fijo y el buje resiliente también permite angulación limitada del vastago. En este diseño, las cargas compresivas del vastago y las cargas de angulación del vastago se toman por el mismo miembro, es decir el buje resiliente axialmente dividido con la perforación ahusada. De esta manera, el diseño inhibe libertad para elegir una pre-carga axial independientemente de consideraciones de formación de ángulo y vice-versa. Aún más, el diseño incorpora un resorte de derivación que aprieta el buje dividido axialm nte alrededor de la extensión ahusada del vastago que luego resiste rotación del v stago. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN El objetivo de esta invención consiste en proporcionar una junta pivote pre-cargada que permite una formación de ángulo substancial aunque limitada del vastago y que tiene componentes internos separados para recoger las cargas laterales, las cargas compresivas y las cargas de formación de ángulo del vastago. Una característica de \a. invención es que la junta a pivote pre-cargada tiene un buje resiliente y un vastago que tiene una extensión cilindrica que coopera con el buje resistente para permitir formación de ángulo del vastago. Otra característica de la invención es que la junta pivote pre-cargada tiene un vastago que tiene una extensión cilindrica que acopla una perforación cilindrica de un buje resiliente para permitir formación de ángulo y una punta esférica en el extremo de extensión cilindrica que acopla un asiento de cojinete móvil en el alojamiento para aislar cargas de compresión axiales del vastago respecto al buje. Aún otra característica de la invención es que la junta pivote pre-cargada tiene un vastago que tiene una extensión cilindrica en un extremo, que reacciona con un buje resiliente para resistir cargas de formación de ángulo del vastago y con un segundo resorte para transferir cargas de compresión del vastago. Aún otra característica de la invención es que la junta pivote pre-cargada tiene un vastago que tiene una extensión cilindrica, que acopla moviblemente un anillo de metal endurecido de un buje compuesto resiliente, para permitir formación de ángulo del vastago y reducir resistencia rotacional a la rotación del vastago.

Aún otra característica de la invención es que la junta a pivote pre-cargada tiene un vastago con un collar parcialmente esférico para transferir cargas laterales a un asiento de cojinete fijo, una punta esférica parcialmente concéntrica para transferir cargas compresivas a un asiento de cojinete dirigido a resorte, y una extensión cilindrica entre el collar parcialmente esférico y la punta parcialmente esférica para transferir cargas de formación de ángulo a un anillo de metal cilindrico endurecido de un buje compuesto resiliente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los anteriores y otros objetivos características y ventajas de la invención serán más aparentes a partir de la siguiente descripción, que se toma en conjunto con los dibujos acompañantes en donde r ferencias semejantes se refieren a partes semejantes y en donde: La Figura 1 es una vista en elevación parcialmente seccionada de una junta a pivote pre-cargada de acuerdo con la invención; y La Figura 2 es una sección que se toma substancialmente sobre la línea 2-2 de la Figura 1 viendo en la dirección de las flechas . DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Ahora con referencia al dibujo, la Figura 1 ilustra un brazo pit an 8 equipado por una junta pivote pre-cargada 10 de la invención, para conectar el brazo pitman 8 a otra articulación de una conexión de dirección, (no mostrada). La junta a pivote 10 comprende un alojamiento 12 que es una parte integral del brazo pitman 8 y un vastago 14 que gira y forma ángulo con respecto al alojamiento 12. El vastago 14 tiene un collar parcialmente esférico 16 a la mitad entre sus extremos. El collar 16 y una porción de extremo del vastago 14 se retienen en el alojamiento 12. Esta porción de extremo interior del vastago 14 comprende una extensión cilindrica alargada 18 de diámetro reducido en el extremo más grande del collar parcialmente esférico 16. Hay una punta esférica 20 en el extremo interior de la extensión cilindrica 18 que se funde uniformemente en la extensión cilindrica 18 mediante una superficie curvada. El collar parcialmente esférico 16 y la punta parcialmente esférica 20 son substancialmente concéntricos respecto a un centro 21, con los radios de la punta parcialmente esférica 20 que es aproximadamente el mismo que el diámetro del collar parcialmente esférico 16. La porción de extremo opuesto del vastago 14 se proyecta a través de una abertura agrandada del alojamiento 12. Esta porción de extremo exterior comprende un vastago ahusado 22 y una punta roscada 23 para conectar el Vastago 14 a una articulación adyacente de una conexión de dirección (no mostrada) .

La junta a pivote pre-*cargada 10 incluye un asiento de cojinete fijo 24 en el alojamiento 12, que se acopla por el collar parcialmente esférico 16 del vastago 14. El asiento de cojinete puede ser una parte integral del alojamiento 12. Sin embargo, es preferible un anillo de cojinete separado como se ilustra en el dibujo, de manera tal que el asiento de cojinete 24 pueda estar endurecido y rectificado o una forma más precisa y acabado superficial mas fino. La junta a pivote pre-cargada 10 además incluye un buje de compuesto resiliente 26, que se monta en una perforación agrandada 28 del alojamiento 12 sobre el asiento de Cojinete fijo 24. El buje compuesto resiliente 26 comprende un anillo interior grueso 30 de acero u otro metal endurecible o de soporte, un anillo exterior 32, de acero u otro metal conveniente y un anillo intermedio 34 de material elastomérica, tal como hule natural o sintetice como mejor se ve en la Figura 2. El anillo elastomérico 34 de preferencia se liga o une a y comprime por los anillos de metal interio y exterior 30 y 32. El anillo elastomórico 34 de preferencia se liga o une a y comprime por los anillos de metal interior y exterior 30 y 32.

El anillo elastomérico 34 se elabora de un material que de preferencia tienen un valor de durometro en la gama de 70 a 80, y tiene buenas caracteriticas de fatiga. El material también debe de ser compatible con grasas empleadas en la junta a pivote 10 y lubricantes de chasis comúnmente empleados.

El anillo de metal interior 30 se endurece y tiene un ajuste deslizante de la extensión cilindrica 18, de manera tal que la resistencia rotación del vastago 14 en el buje compuesto resiliente 26 es mínima o al menos reducida incluso cuando el vastago 14 se forma en ángulo y gira. El anillo de metal exterior 32 se ajusta a presión en la perforación agrandada 28 contra un hombro interno del alojamiento 12, de manera tal que el buje compuesto 26 se retiene en el alojamiento 12, en una posición en donde no interfiere con otros componentes internos de la junta a pivote 10. Cuando así se coloca, el buje compuesto 26 sostiene al vastago 14 en una posición vertical, en donde él eje del vastago 14 es coincidente con el eje del alojamiento 12. Sin embargo, el anillo elastomérico 30 deforma en respuesta a formación de ángulo del vastago 14 por la articulación a la cual se conecta (no mostrado) para acomodar una formación de ángulo substancial del vastago 14 con respecto al alojamiento 12* El material para el anillo elastomérico 30, de preferencia se elige de manera tal que la formación de ángulo del vastago 14 se detiene por la rigidez del material antes que la porción del extremo exterior del vastago 14 acopla al alojamiento 12 en un contacto metal-a-metal o hay otro contacto metal-a-metal en la junta a pivote 10. El cojinete de pivote pre-cargado 10 además incluye un asiento de cojinete móvil 36 que acopla la punta esférica del vastago 14. El asiento de cojinete 36 de preferencia tiene una superficie esférica 38 para acoplamiento de correspondencia con la punta de vastago 20. El asiento de cojinete 36 generalmente es plano para minimizar un espaclamiento del buje compuesto 26 en la dirección axial y evitar interferir con el buje compuesto 26, cuando el vastago 14 forma ángulo en el alojamiento 12. La junta a pivote pre-cargada 10 además comprende un resorte de compresión 40 y una cubierta 42 que se conecta al alojamiento 12 en cualquier forma conveniente tal como por recalcado sobre el borde del alojamiento 12 como se ilustra en la Figura 1. El resorte de compresión 40 se localiza entre el asiento de cojinete 36 y la cubierta 42, de manera tal que el resorte de compresión 40 dirige el asiento de cojinete móvil 36 contra la punta de vastago 20 y el collar esférico parcial 16 del vastago 14 contra el asiento de cojinete fijo 24. Esto pre-carga la junta a pivote 10. El arreglo concéntrico del collar parcialmente esférico 16 a la punta 20 evita deterioro de la pre-carga cuando el vastago 14 se forma en ángulo. El resorte de compresión 40 está en la forma de un resorte de bobina cónica que de preferencia se atrapa por un reborde exterior rizado 44 del asiento de cojinete móvil 36. Durante operación, el vastago 14 de la junta de pivote pre-cargada 10, experimenta cargas laterales y cargas de compresión axiales y genera cargas de angulación cuando se forma en ángulo en el alojamiento 12. Las cargas laterales se transfieren al alojamiento 12 por el asiento de cojinete fijo 24.

Las cargas de compresión axiales se transfieren al asiento de cojinete móvil 36, de ahí al resorte de compresión 40 y finalmente al alojamiento 12 mediante la cubierta de alojamiento 42. Las cargas de formación de ángulo se transfieren al alojamiento 12 mediante el buje compuesto resiliente 26. De esta manera, cada una de las tres cargas de vastago se toma por diferentes componentes internos de la junta á pivote 10. Aún mas, el buje compuesto 26 aisla las cargas de formación de ángulo de las cargas laterales y las cargas de compresión axial, mientras que se minimiza la resistencia de rotación del vastago en el cojinete compuesto. Además, el buje compuesto 26 acomoda formación de ángulo de vastago substancial aunque limitada, de manera tal que no hay ningún contacto metal-a-metal en la junta de pivote 10, tal como la porción de extremo exterior del vastago 14 que acopla el alojamiento 12, en donde se proyecta hacia afuera del alojamiento. De esta manera, esta invención proporciona una junta a pivote pre-cargada que tiene una capacidad de angulacion limitada aunque substancial y considerable libertad de diseño debido a que diferentes componentes internos transfieren las cargas laterales, cargas de compresión axial y cargas de angulación del vastago. La invención se ha descrito en una forma ilustrativa y habrá de entenderse que la terminología que se ha empleado se pretende en la naturaleza de palabras de descripción en vez de limitación.

Evidentemente, podrán hacerse muchas modificaciones y variaciones de la presente invención a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, habrá de entenderse que dentro del alcance de las reivindicaciones anexas la invención puede practicarse de otra forma como se describe específicamente. Las modalidades de la invención en donde se reclama propiedad o privilegio exclusivo se definen como sigue:

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES 1.- Montaje de junta a pivote pre-cargada, caracterizado porque comprende: un alojamiento que tiene un eje, un vastago que tiene una porción de extremo interior que se retiene en el alojamiento, de manera tal que el vastago gira y forma ángulo con respecto al alojamiento, la porción de extremo interior del vastago tiene un collar parcialmente esférico que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento, una extensión cilindrica y una punta parcialmente esférica que acopla un asiento de cojinete móvil en el alojamiento, un resorte de compresión que dirige el asiento de cojinete móvil contra la punta del vastago y un buje resiliente montado en el alojamiento y que acopla la extensión cilindrica del vastago para permitir la formación de ángulo ilimitada del cilindrica con respecto al alojamiento.
2. 2.- Montaje de punta pivote pre-cargada, caracterizado porque comprende: un alojamiento que tiene un abertura, un vastago que tiene una porción de extremo exterior que se proyecta a través de la abertura en él alojamiento y una porción de extremo interior que se retiene en el alojamiento, de manera tal que el vastago gira y forina ángulo con respecto al alojamiento, la porción de extremo interior del vastago tiene un collar parcialmente esférico que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento, una extensión cilindrica en el extremo grande del collar parcialmente esférico y una punta parcialmente esférica en el extremo de la extensión cilindrica que acopla un asiento de cojinete móvil en el alojamiento, un resorte de compresión que dirige el asiento de cojinete móvil contra la punta del vastago, y un buje compuesto resiliente montado en el alojamiento y que acopla deslizablemente la extensión cilindrica del vastago para acomodar la formación de ángulo limitada del vastago con respecto al alojamiento.
3. 3.- Montaje de junta a pivote pre-cargada, caracterizado porque comprende: un alojamiento que tiene un abertura, un vastago que tiene una porción de extremo exterior que se proyecta a través de la abertura en el alojamiento y una porción de extremo interior que se retiene en el alojamiento, de manera tal que el vastago gira y forma ángulo con respecto al alojamiento, la porción de extremo interior del vastago tiene un collar parcialmente esférico que acopla un asiento de cojinete fijo en el alojamiento, una extensión cilindrica en el extreitto más grande del collar parcialmente esférico y una punta parcialmente esférica en el extremo de la extensión cilindrica que es substancialmente concéntrico con el collar parcialmente esférico, un asiento de cojinete móvil generalmente plano en el alojamiento que tiene una superficie esférica que acopla la superficie parcialmente esférica de la punta, un resorte de compresión que dirige el asiento de cojinete móvil contra la punta del vastago, y un buje compuesto resiliente que comprende un anillo de metal exterior que ajusta a presión en una perforación agrandada del alojamiento sobre el asiento de cojinete fijo en una posición espaciada desde el asiento de cojinete móvil en la dirección axial, el buje compuesto resiliente tiene un anillo de metal interior que acopla deslizablemente la extensión cilindrica del vastago y un anillo elastomérico intermedio para permitir angulación limitada del cilindrica con respecto al alojamiento.