WO2019243649A2 - Componente de suspensión de un vehículo automóvil - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to suspension components of a motor vehicle.
- a motor vehicle has a suspension system that provides said vehicle with leveling, and controls the degree of inclination and balancing as it travels through different types of terrain, controlling and damping the tension loads on the different suspension components of the system.
- suspension Suspension components include suspension arms and sleeve holders, with different configurations depending on the suspension system used.
- the types of existing interconnects of the suspension components are the elastic bushings and the ball or ball interconnects.
- the state-of-the-art elastic bushes comprise an inner bushing, an outer bushing, and between both bushes an elastomeric element.
- the elastomeric element usually rubber, is vulcanized and cured inside the inner and outer bushes, the outer diameter of the elastic bushing is subsequently calibrated, the elastomer acquiring a certain tension load, and is subjected to an adhesion control of the elastomer
- the elastic bushing is coupled to a hole of the suspension component by a pressure adjustment in a pressing installation, interfering the outer diameter of the elastic bushing with the inner diameter of the hole of the suspension component.
- US2009295113A1 discloses a suspension component, more specifically a suspension arm, comprising a hole in which there is a pressure-adjusted elastic bushing.
- DE102012200251A1 discloses a suspension component, in particular a handlebar, which It comprises a hole with a connecting element comprising an elastomeric element.
- the joint element is integrated in the hole by the chemical union of the elastomeric element with the suspension component by means of a vulcanization process.
- the elastomeric element is inserted into the hole in the form of a molded part.
- the object of the invention is to provide a suspension component of a motor vehicle and an associated method, as defined in the claims.
- a first aspect of the invention relates to a suspension component of a motor vehicle, which comprises at least one hole and an interconnector housed in said hole.
- the suspension component comprises in the hole a connecting element in which the interconnector is coupled.
- the joint element comprises an elastomeric element and said joint element is integrated in the hole by the chemical union of the elastomeric element with the suspension component by a vulcanization process.
- the elastomeric element of the joint element integrated in the hole is a molded and cured piece by means of said vulcanization process inside the hole starting from an unmoulded and uncured raw material.
- a second aspect of the invention relates to a method of integrating a joint element into an orifice of a suspension component of a motor vehicle in which an interconnector is housed, wherein the joint element comprises an elastomeric element and said The connecting element is integrated in the hole by the chemical union of the elastomeric element with the suspension component, the interconnector being coupled to the connecting element.
- the method of the invention comprises the following steps:
- the elastic bushes comprise an inner bushing, an outer bushing and an intermediate elastomeric element.
- the coupling of the elastic bushing in the suspension component prior to said coupling it is necessary to manufacture the elastic bushing with a method that includes vulcanization and curing of the intermediate elastomeric element inside the inner and outer bushes, the calibration of the outer diameter of the elastic bushing to provide the elastomeric element with a tension load determined, and finally a control of the adhesion of the elastomeric element to the inner and outer bushings.
- the elastic bushing is coupled to an orifice of the suspension component by means of a pressure adjustment, interfering the outer diameter of the elastic bushing with the inner diameter of the orifice of the suspension component, and a control of the necessary force of extraction of the bushing is carried out. elastic suspension component.
- Suspension components with elastic bushes are known in which the outer bushing is dispensed with. It is known to manufacture suspension components by introducing the inner sleeve with the elastomeric element already molded into the hole of the suspension component, and integrating the elastomeric element into the hole by the chemical union of the elastomeric element with the suspension component by means of a vulcanization process.
- the suspension component of the invention in addition to being advantageous as an alternative to the suspension components having conventional elastic bushings, because the elastomeric element of the connecting element replaces the elastomeric element that conventional elastic bushings usually have, and therefore is dispensed with of the outer cap, it has other additional advantages.
- the elastomeric element is introduced into the hole in the form of raw material and is integrated and molded into the hole, the number of manufacturing stages is reduced by dispensing with a previous stage of molding the elastomeric element.
- the fact that the elastomer element is molded while already being inside the hole means that there may be greater freedom in the design of the hole geometry of the suspension component, since the elastomer element adapts to said geometry in the molding, curing and integration stage. This allows to adapt to the different requirements of the different suspension components in the suspension systems.
- holes with a wall with a concave interior curved area can be used.
- the adaptation of the elastomeric element to the different permissible geometries of the orifice wall of the suspension component allows said elastomeric element to be better distributed, more regularly, which allows said element Elastomer lasts longer, having a better fatigue behavior.
- Another advantage of the suspended component of the invention is that it also allows coupling of ball or ball interconnects.
- the sound insulation and vibration isolation can be improved.
- Figure 1 shows a perspective view of a suspension component and an elastic bushing and a ball interconnector coupled to the prior art suspension component.
- Figure 2 shows a sectional view of the elastic bushing coupled to the suspension component of Figure 1.
- Figure 3 shows a sectional view of the ball interconnector coupled to the suspension component of Figure 1.
- Figure 4 shows a perspective view of an embodiment of the suspension component according to the invention.
- Figure 5 shows a sectional view of an extension of the suspension component arranged in an open mold.
- Figure 6 shows a sectional view of a connecting element disposed inside a hole of the extension of the suspension component that is arranged in the open mold.
- Figure 7 shows a sectional view of the connecting element of Figure 6, arranged inside the orifice of the extension of the suspension component with the mold closed.
- Figure 8 shows a partial sectional view of the connecting element of Figure 6, removed from the mold, and arranged coupled inside the orifice of the extension of the suspension component.
- Figure 9 shows a sectional view of the connection sleeve of the connection element of the suspension component of Figure 4.
- Figure 10 shows a sectional view of the elastomeric element of the joint element of the suspension component of Figure 4.
- Figure 11 shows a sectional view of the bushing of an interconnect of the suspension component of Figure 4.
- Figure 12 shows a partial perspective view of the joint element disposed inside the orifice of the extension of the suspension component, and the interconnect bushing arranged to be introduced inside the joint element with a force F to compress the element elastomer
- Figure 13 shows a partial sectional view of the assembly formed by the interconnector arranged coupled inside the orifice of the extension of the suspension component by means of the connecting element.
- Figure 14 shows a partial sectional view of a second embodiment of the invention with a ball joint interconnector.
- Figure 15 shows a partial sectional view of a third embodiment of the invention with a ball interconnector.
- Figure 1 shows a perspective view of a suspension component 100 'of the prior art, which in this example is a sleeve holder, and an elastic bushing 120a and a ball interconnector 120b coupled to the suspension component 100'.
- Figure 2 shows a sectional view of the elastic sleeve 120a coupled to the component of suspension 100 'of Figure 1, comprising an inner bushing 20a, an outer bushing 50a, and an elastomeric element 30a disposed between them that is vulcanized, cured, and compressed to give it a certain tension.
- Figure 3 shows a sectional view of the ball interconnector 120b coupled to the suspension component 100 'of Figure 1, comprising an inner bushing 20b, an outer bushing 50b, and a ball disposed between them.
- the elastic bushing 120a and the ball interconnect 120b of the prior art are coupled to the suspension component 100 ’once previously manufactured.
- said elastic bushing 120a and said ball interconnector 120b the outer diameter of the respective outer bushing 50a, 50b is calibrated, reducing said outer diameter by pressure, so as to be able to couple them to a corresponding hole of a respective extension 1 10a, 110b of the suspension component 100 ', by a pressure adjustment.
- FIG 4 shows a perspective view of an embodiment of the suspension component 100 of the invention, which in this exemplary embodiment is a sleeve holder, incorporating two interconnects 120.
- the suspension component 100 of the invention comprises at least one hole 10 configured to accommodate an interconnector 120, and comprises, in each hole 10, a joint element comprising an elastomeric element 30, the joint element being integrated in the hole 10 by the chemical union of the elastomeric element 30 with the suspension component 100 through a vulcanization process.
- the interconnector 120 is coupled to said connecting element.
- the elastomeric element 30 of the joint element integrated in the hole 10 is a molded part and cured in situ by means of said vulcanization process inside the hole 10 starting from an unmoulded raw material.
- the interconnectors of the state of the art can be replaced, that is, the elastic bushes, the ball interconnects and the ball and socket interconnects that are coupled by pressure adjustment, by interconnects that are coupled to the hole 10 corresponding by means of the connecting element. In this way, the connections between the suspension components and the interconnectors are uniformized.
- the interconnectors 120 of Figure 4 replace the elastic bushings of the prior art.
- Figure 13 shows one of these interconnects 120.
- the joint element comprises a connection sleeve 20, shown in Figure 9, being The elastomeric element 30, shown in Figure 10, is arranged around said connecting bush 20.
- the elastomeric element 30 already molded as an insulated part is shown in Figure 10, in practice in the suspension component 100 of the invention it will never be configured as an insulated piece, since it will be molded once it has been inserted in the hole 10 and will therefore acquire the shape imposed by the hole 10 itself, the union bushing 20 and the mold used.
- connection sleeve 20 is connected to the connection sleeve 20 by means of a chemical connection, and the interconnector 120, which in this embodiment comprises a sleeve 40, shown in Figure 11, is coupled to said connection sleeve 20.
- the connection sleeve 20 is preferably made of steel, and can also be made of aluminum or combination of aluminum with injected thermoplastic.
- the molding and curing of the elastomeric element 30 and its chemical union with the suspension component 100 is carried out by a vulcanization process of the raw material of the elastomeric element 30 in the hole 10.
- the elastomeric element 30 is vulcanized rubber, for which, and previously, it has been arranged in the hole 10 of the suspension component 100, unmoulded raw rubber, for example in strips, as the raw material of the vulcanized rubber, the strips being arranged of the raw rubber around the connection bush 20.
- the raw rubber comprises natural rubber and corresponding additive elements known in the state of the art, such as carbon black, accelerant as a reagent that can be sulfur, oil, and mineral fillers, which They allow the curing of the raw rubber through the vulcanization process.
- the suspension component 100 which in the example of Figure 4 is a sleeve holder, is preferably made of aluminum or cast or forged iron, but in the case of other suspension components, such as suspension arms, it may be manufactured with stamped steel sheet.
- This suspension component 100 will have the holes 10 made by machining, in the corresponding extensions 110.
- the connecting bush 20 of the connecting element is radially expanded after the chemical bonding of the elastomeric element 30 with the suspension component 100 has occurred. This radial expansion occurs, in a preferred embodiment, by inserting the sleeve 40 of the interconnector 120 in the bushing 20 after the chemical union of the elastomeric element 30 with the suspension component 100 has occurred, the outer diameter of the bushing 40 of the interconnector 120 being greater than the diameter inside of the union bushing 20.
- the surface of the wall 11 of the hole 10 of the extension 110 of the suspension component 100 is, in one embodiment of the invention, irregular, that is, it is not a smooth surface, to favor the adhesion of the elastomeric element 30.
- the outer surface 22 of the wall 21 of the connecting sleeve 20 which is in contact with the elastomeric element 30 may also be irregular.
- One way to achieve the irregularity of said surfaces is to generate on the surface of the wall 1 1 and the outer surface 22 a plurality of grooves that run through them, not shown in the figures, so that the material of the elastomeric element 30 penetrates into said grooves during chemical bonding by vulcanization.
- the connecting element of the suspension component 100 makes it possible to design more freely the geometry of the hole 10 of the suspension component 100, and thereby adapt to the different requirements of the suspension components of a suspension system.
- the wall 11 of the hole 10 of the suspension component 100 instead of being straight as in the state of the art, can comprise an inner curved zone 12.
- This inner curved zone 12 in the shown embodiment of the extension 110 in Figure 5, is centered on the axis of symmetry of the wall 11 and runs along the perimeter of said wall 1 1 of the hole 10.
- This inner curved area 12 may have eccentricities, and also does not cover the entire perimeter of the wall 11 , but only partially or through areas.
- the inner curved area 12 of the wall 11 of the hole 10 is concave, as shown in Figure 5.
- the wall 21 of the bushing junction 20 comprises an outer curved zone 25 which is convex, in this embodiment of the suspension component 100 being the outer curved zone 25 complementary to the inner curved zone 12 of the wall 1 1 of the hole 10, as shown in Figures 8 and 12.
- This geometry of the outer curved zone 25 and the inner curved zone 12 allows the raw material without molding and uncured elastomeric element 30 to be distributed better, more regularly and uniformly, during the vulcanization process, which allows said elastomeric element 30 lasts longer.
- the inner curved area 12 of the wall 11 of the hole 10 is convex.
- the wall 1 1 of the hole 10 is straight, or even where the inner curved area 12 of the wall 1 1 is concave, is It is also a good option that the wall 21 of the bushing 20 is straight, in this case the bushing 20 usually having a substantially cylindrical geometry.
- the integration of the joint element in the hole 10 is carried out, as explained above, by chemical bonding of the elastomeric element 30 with the suspension component 100 by vulcanization, once the joint element has been introduced. in the hole 10 of the suspension component 100.
- the method of the invention comprises the following steps:
- the connecting element is arranged in the hole 10 held by a mold 150 that presses the elastomeric element 30 therein for vulcanization.
- a mold 150 with two semi-molds is preferably used which will have the corresponding fittings to support the different parts used, imprisoning the mold half-molds 150 said parts, as shown in Figure 7.
- the method comprises in this embodiment a step of arranging the extension 110 of the suspension component 100, in which the connecting element is to be coupled, in one of the half-molds of the mold 150 as shown in Figure 5.
- the mold 150 is open, and on a support placement for each of the extensions 110, the corresponding hole 10 is arranged.
- the method of the invention comprises in one embodiment the following steps: a step of introducing the connecting element into the hole 10 of the suspension component 100, the elastomeric element 30 of the joining element being in the form of raw material without molded and uncured before introduction.
- a curing stage and of chemical bonding of the raw material which, by vulcanization, has become, in this example, vulcanized and molded rubber with the shape delimited by the hole 10, the union bushing 20 and the mold 150.
- This vulcanized rubber is the elastomeric element 30 that chemically bonds with the suspension component 100 inside the hole 10, after a curing time of the elastomeric element 30 in which it is subjected to pressure and temperature, acquiring an elasticity characteristic that raw rubber as raw material without molding and uncured does not have.
- the mold 150 is heated before the introduction of the connecting element into the hole 10 of the suspension component, for example, by magnetic induction.
- the curing and chemical bonding stage of the elastomeric element 30 is produced by allowing time to elapse inside the closed mold 150, in the course of which, the raw rubber, as raw and uncured raw material of the elastomeric element 30 alters its viscosity , flowing and filling the hole space 10.
- the elastomeric element 30 adhering to the inner wall 1 1 of the hole 10 of the extension 1 10 of the suspension component 100, and to a surface exterior 22 of a wall 21 of the connecting sleeve 20, as shown in Figure 8.
- the interconnector 120 comprises a bushing 40 with an outer diameter greater than the original inner diameter of the connecting bushing 20, the radial expansion of the connecting bushing 20 taking place by inserting the bushing 40 of the interconnecting 120 into the bushing. junction 20, as illustrated in Figure 12.
- the expansion of the connecting bush 20 thus occurs by dimensionally interfering with the sleeve 40 with the connecting sleeve 20, resulting in a coupling of the outer surface of the wall 41 of the sleeve 40 with the inner surface 23 of the wall 21 of the connecting bushing 20.
- the bushing 40 is aligned longitudinally with the junction bushing 20, and a sufficient force F is applied by, for example, a bolt, to be introduced inside the junction bushing 20.
- Bushing 40 is, in this embodiment, made of aluminum, and comprises wall 41 which is of thicker than the wall 21 of the bushing 20 which is made of steel.
- Figure 14 shows an interconnector 120 corresponding to a second embodiment of the suspension component 100 of the invention.
- This interconnector 120 is a kneecap interconnector.
- the interconnector 120 comprises in this embodiment a bushing 40 with a conical longitudinal hole and a ball joint 60 that engages in said bushing 40.
- Bushing 40 radially expands the bushing 20 when inserted into said bushing 20.
- FIG. 15 shows an interconnector 120 corresponding to a third embodiment of the suspension component 100 of the invention.
- This interconnector 120 is a ball interconnector.
- the interconnector 120 comprises a ball joint with a ball bushing 70.
- Said interconnector 120 comprises a bushing 40 within which the ball bushing 70 is located, said bushing 40 being coupled to the bushing.
- connection 20 of the connection element The elastic joint that is achieved with the elastomeric element 30 of the joint element allows to reduce vibrations and acoustically isolate the suspension component 100.
- the method of the invention may have other steps that allow to improve the results required in the coupling.
- the method may comprise a stage prior to the step of introducing the joint element into the hole 10 of the suspension component 100, this stage being to add an additive to the raw and uncured raw material of the elastomeric element 30.
- This additive favors the adhesion of said elastomeric element 30 to the wall 11 of the hole 10 of the suspension component 100, and to the outer surface 22 of the wall 21 of the connecting sleeve 20.
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Abstract
Componente de suspensión de un vehículo automóvil, que comprende al menos un orificio (10) y un interconector (120) alojado en dicho orificio (10), comprendiendo el componente de suspensión (100) en el orificio (10) un elemento de unión (30, 20) en el que se acopla el interconector (120). El elemento de unión (30, 20) comprende un elemento elastómero (30) y dicho elemento de unión (30, 20) queda integrado en el orificio (10) por la unión química del elemento elastómero (30) con el componente de suspensión (100) mediante un proceso de vulcanización. El elemento elastómero (30) del elemento de unión (30, 20) integrado en el orificio (10) es una pieza moldeada y curada mediante dicho proceso de vulcanización enel interior del orificio (10) partiendo de una materia prima sin moldear y sin curar.
Description
DESCRIPCIÓN
“Componente de suspensión de un vehículo automóvil
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se relaciona con componentes de suspensión de un vehículo automóvil.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
Un vehículo automóvil tiene un sistema de suspensión que proporciona a dicho vehículo una nivelación, y controla el grado de inclinación y el balanceo a medida que avanza por diferente tipo de terrenos, controlando y amortiguando las cargas de tensión en los diferentes componentes de suspensión del sistema de suspensión. Entre los componentes de suspensión figuran brazos de suspensión y portamanguetas, con distintas configuraciones según el sistema de suspensión utilizado. En los sistemas de suspensión del estado de la técnica, los tipos de interconectores existentes de los componentes de suspensión son los casquillos elásticos y los interconectores de rótula o de bola.
Los casquillos elásticos del estado de la técnica comprenden un casquillo interior, un casquillo exterior, y entre ambos casquillos un elemento elastómero. El elemento elastómero, habitualmente caucho, se vulcaniza y se cura en el interior de los casquillos interior y exterior, posteriormente se calibra el diámetro exterior del casquillo elástico, adquiriendo el elastómero una carga de tensión determinada, y se somete a un control de adhesión del elastómero. El casquillo elástico se acopla a un orificio del componente de suspensión mediante un ajuste por presión en una instalación de prensado, interfiriendo el diámetro exterior del casquillo elástico con el diámetro interior del orificio del componente de suspensión.
US2009295113A1 divulga un componente de suspensión, más concretamente un brazo de suspensión, que comprende un orificio en el que hay un casquillo elástico ajustado por presión.
DE102012200251A1 divulga un componente de suspensión, en particular un manillar, que
comprende un orificio con un elemento de unión que comprende un elemento elastómero. El elemento de unión queda integrado en el orificio por la unión química del elemento elastómero con el componente de suspensión mediante un proceso de vulcanización. El elemento elastómero se introduce en el orificio en forma de pieza moldeada.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar un componente de suspensión de un vehículo automóvil y un método asociado, según se define en las reivindicaciones.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un componente de suspensión de un vehículo automóvil, que comprende al menos un orificio y un interconector alojado en dicho orificio. El componente de suspensión comprende en el orificio un elemento de unión en el que se acopla el interconector. El elemento de unión comprende un elemento elastómero y dicho elemento de unión queda integrado en el orificio por la unión química del elemento elastómero con el componente de suspensión mediante un proceso de vulcanización. El elemento elastómero del elemento de unión integrado en el orificio es una pieza moldeada y curada mediante dicho proceso de vulcanización en el interior del orificio partiendo de una materia prima sin moldear y sin curar.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un método de integración de un elemento de unión en un orificio de un componente de suspensión de un vehículo automóvil en el que se aloja un interconector, en donde el elemento de unión comprende un elemento elastómero y dicho elemento de unión queda integrado en el orificio mediante la unión química del elemento elastómero con el componente de suspensión, estando acoplado el interconector en el elemento de unión. El método de la invención comprende las siguientes etapas:
una primera etapa de introducción del elemento de unión en el orificio con el elemento elastómero en forma de materia prima sin moldear y sin curar, y
una segunda etapa de moldeo, curado e integración en la que el elemento elastómero se moldea, se cura y se integra en el orificio por vulcanización.
En los componentes de suspensión del estado de la técnica, los casquillos elásticos comprenden un casquillo interior, un casquillo exterior y un elemento elastómero intermedio. Para realizar el acoplamiento del casquillo elástico en el componente de suspensión,
previamente a dicho acoplamiento es necesario fabricar el casquillo elástico con un método que incluye la vulcanización y curado del elemento elastómero intermedio en el interior de los casquillos interior y exterior, la calibración del diámetro exterior del casquillo elástico para proporcionar al elemento elastómero una carga de tensión determinada, y finalmente un control de la adhesión del elemento elastómero a los casquillos interior y exterior. Posteriormente el casquillo elástico se acopla a un orificio del componente de suspensión mediante un ajuste de presión, interfiriendo el diámetro exterior del casquillo elástico con el diámetro interior del orificio del componente de suspensión, y se realiza un control de la fuerza necesaria de extracción del casquillo elástico del componente de suspensión.
Son conocidos componentes de suspensión con casquillos elásticos en los que se prescinde del casquillo exterior. Es conocido fabricar componentes de suspensión introduciendo el casquillo interior con el elemento elastómero ya moldeado en el orificio del componente de suspensión, e integrar el elemento elastómero en el orificio por la unión química del elemento elastómero con el componente de suspensión mediante un proceso de vulcanización.
El componente de suspensión de la invención, además de ser ventajoso como alternativa a los componentes de suspensión que tienen casquillos elásticos convencionales, porque el elemento elastómero del elemento de unión sustituye al elemento elastómero que suelen tener los casquillos elásticos convencionales, y se prescinde por tanto del casquillo exterior, tiene otras ventajas adicionales.
Por un lado, como el elemento elastómero se introduce en el orificio en forma de materia prima sin moldear y se integra y se moldea dentro del orificio, se reduce el número de etapas de fabricación al prescindir de una etapa previa de moldeado del elemento elastómero.
Por otro lado, el hecho de que el elemento de elastómero se moldee estando ya dentro del orificio hace que pueda haber una mayor libertad en el diseño de la geometría del orificio del componente de suspensión, ya que el elemento elastómero se adapta a dicha geometría en la etapa de moldeo, curado e integración. Esto permite adaptarse a los diferentes requerimientos de los diferentes componentes de suspensión en los sistemas de suspensión. Así, por ejemplo se pueden emplear orificios con una pared con una zona curva interior cóncava. Además, la adaptación del elemento elastómero a las diferentes geometrías admisibles de la pared del orificio del componente de suspensión permite que dicho elemento elastómero se distribuya mejor, más regularmente, lo que permite que dicho elemento
elastómero dure más, teniendo un mejor comportamiento a la fatiga.
Otra ventaja del componente se suspensión de la invención es que permite también acoplar interconectores de rótula o de bola. En el caso de los interconectores de rotula o de bola se consigue mejorar el aislamiento acústico y el aislamiento de las vibraciones.
Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un componente de suspensión y un casquillo elástico y un interconector de bola acoplados al componente de suspensión del estado de la técnica.
La Figura 2 muestra una vista en sección del casquillo elástico acoplado al componente de suspensión de la Figura 1.
La Figura 3 muestra una vista en sección del interconector de bola acoplado al componente de suspensión de la Figura 1.
La Figura 4 muestra una vista en perspectiva de una realización del componente de suspensión según la invención.
La Figura 5 muestra una vista en sección de una extensión del componente de suspensión dispuesta en un molde abierto.
La Figura 6 muestra una vista en sección de un elemento de unión dispuesto en el interior de un orificio de la extensión del componente de suspensión que está dispuesto en el molde abierto.
La Figura 7 muestra una vista en sección del elemento de unión de la Figura 6, dispuesto en el interior del orificio de la extensión del componente de suspensión con el molde cerrado.
La Figura 8 muestra una vista en sección parcial del elemento de unión de la Figura 6, retirado del molde, y dispuesto acoplado en el interior del orificio de la extensión del componente de suspensión.
La Figura 9 muestra una vista en sección del casquillo de unión del elemento de unión del componente de suspensión de la Figura 4.
La Figura 10 muestra una vista en sección del elemento elastómero del elemento de unión del componente de suspensión de la Figura 4.
La Figura 11 muestra una vista en sección del casquillo de un interconector del componente de suspensión de la Figura 4.
La Figura 12 muestra una vista en perspectiva parcial del elemento de unión dispuesto en el interior del orificio de la extensión del componente de suspensión, y el casquillo del interconector dispuesto para introducirse en el interior del elemento de unión con una fuerza F para comprimir el elemento elastómero.
La Figura 13 muestra una vista en sección parcial del conjunto formado por el interconector dispuesto acoplado en el interior del orificio de la extensión del componente de suspensión mediante el elemento de unión.
La Figura 14 muestra una vista en sección parcial de una segunda realización de la invención con un interconector de rótula.
La Figura 15 muestra una vista en sección parcial de una tercera realización de la invención con un interconector de bola.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un componente de suspensión 100’ del estado de la técnica, que en este ejemplo es un portamanguetas, y un casquillo elástico 120a y un interconector de bola 120b acoplados al componente de suspensión 100’. La Figura 2 muestra una vista en sección del casquillo elástico 120a acoplado al componente de
suspensión 100’ de la Figura 1 , que comprende un casquillo 20a interior, un casquillo 50a exterior, y un elemento elastómero 30a dispuesto entre ambos que se vulcaniza, se cura, y se comprime para darle una tensión determinada. La Figura 3 muestra una vista en sección del interconector de bola 120b acoplado al componente de suspensión 100’ de la Figura 1 , que comprende un casquillo 20b interior, un casquillo 50b exterior, y una bola dispuesta entre ambos.
El casquillo elástico 120a y el interconector de bola 120b del estado de la técnica se acoplan al componente de suspensión 100’ una vez fabricados previamente. En dicho casquillo elástico 120a y dicho interconector de bola 120b se calibra el diámetro exterior del casquillo exterior 50a, 50b respectivo, reduciendo dicho diámetro exterior mediante presión, para poder acoplarlos a un orificio correspondiente de una extensión 1 10a, 110b respectiva del componente de suspensión 100’, mediante un ajuste por presión.
La Figura 4 muestra una vista en perspectiva de una realización del componente de suspensión 100 de la invención, que en este ejemplo de realización es un portamanguetas, que incorpora dos interconectores 120. El componente de suspensión 100 de la invención comprende al menos un orificio 10 configurado para alojar un interconector 120, y comprende, en cada orificio 10, un elemento de unión que comprende un elemento elastómero 30, estando integrado el elemento de unión en el orificio 10 mediante la unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100 mediante un proceso de vulcanización. El interconector 120 se acopla en dicho elemento de unión. El elemento elastómero 30 del elemento de unión integrado en el orificio 10 es una pieza moldeada y curada in situ mediante dicho proceso de vulcanización en el interior del orificio 10 partiendo de una materia prima sin moldear.
Con el componente de suspensión de la invención se pueden sustituir los interconectores del estado de la técnica, es decir, los casquillos elásticos, los interconectores de bola y los interconectores de rótula que se acoplan por ajuste de presión, por interconectores que se acoplan al orificio 10 correspondiente mediante el elemento de unión. De esta forma, se consiguen uniformizar las uniones entre los componentes de suspensión y los interconectores.
Los interconectores 120 de la Figura 4 sustituyen a los casquillos elásticos del estado de la técnica. La Figura 13 muestra uno de estos interconectores 120. En esta realización, el elemento de unión comprende un casquillo de unión 20, mostrado en la Figura 9, estando
dispuesto el elemento elastómero 30, mostrado en la Figura 10, alrededor de dicho casquillo de unión 20. Aunque en la Figura 10 se ha representado el elemento elastómero 30 ya moldeado como pieza aislada, en la práctica en el componente de suspensión 100 de la invención nunca se configurará como pieza aislada, ya que se moldeará una vez introducida en el orificio 10 y adquirirá por tanto la forma impuesta por el propio orificio 10, el casquillo de unión 20 y el molde que se utilice. El elemento elastómero 30 está unido con el casquillo de unión 20 mediante una unión química, y el interconector 120, que en esta realización comprende un casquillo 40, mostrado en la Figura 11 , está acoplado a dicho casquillo de unión 20. El casquillo de unión 20 está fabricado preferentemente en acero, y también puede estar fabricado en aluminio o combinación de aluminio con termoplástico inyectado.
Tal como se ha explicado, el moldeo y el curado del elemento elastómero 30 y su unión química con el componente de suspensión 100 se realiza mediante un proceso de vulcanización de la materia prima sin moldear del elemento elastómero 30 en el orificio 10. En una realización preferente, el elemento elastómero 30 es caucho vulcanizado, para lo cual, y previamente, se ha dispuesto en el orificio 10 del componente de suspensión 100, caucho crudo sin moldear, por ejemplo en tiras, como materia prima del caucho vulcanizado, disponiéndose las tiras del caucho crudo alrededor del casquillo de unión 20. El caucho crudo comprende caucho natural y elementos aditivos correspondientes conocidos en el estado de la técnica, como es el negro de humo, acelerante como reactivo que puede ser azufre, aceite, y cargas minerales, que permiten el curado del caucho crudo mediante el proceso de vulcanización.
El componente de suspensión 100, que en el ejemplo de la Figura 4 es un portamanguetas, está fabricado preferentemente en aluminio o hierro fundido o forjado, pero en el caso de otros componentes de suspensión, como por ejemplo brazos de suspensión, puede estar fabricado con chapa de acero estampada. Este componente de suspensión 100 tendrá realizados los orificios 10 mediante mecanizado, en las extensiones 110 correspondientes.
El casquillo de unión 20 del elemento de unión está expandido radialmente después de haberse producido la unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100. Esta expansión radial se produce, en una realización preferente, mediante la introducción del casquillo 40 del interconector 120 en el casquillo 20 después de haberse producido la unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100, siendo el diámetro exterior del casquillo 40 del interconector 120 mayor que el diámetro
interior del casquillo de unión 20.
En el componente de suspensión 100, la superficie de la pared 11 del orificio 10 de la extensión 110 del componente de suspensión 100 es , en una realización de la invención, irregular, es decir, no es una superficie lisa, para favorecer la adhesión del elemento elastómero 30. La superficie exterior 22 de la pared 21 del casquillo de unión 20 que está en contacto con el elemento elastómero 30 puede ser también irregular. Una forma de conseguir la irregularidad de dichas superficies es generar en la superficie de la pared 1 1 y la superficie exterior 22 una pluralidad de ranuras que las recorren, no mostradas en las figuras, para que el material del elemento elastómero 30 penetre en dichas ranuras durante la unión química por vulcanización.
El elemento de unión del componente de suspensión 100 permite diseñar con mayor libertad la geometría del orificio 10 del componente de suspensión 100, y con ello adecuarse a los diferentes requerimientos de los componentes de suspensión de un sistema de suspensión. Así, por ejemplo, la pared 11 del orificio 10 del componente de suspensión 100 en lugar de ser recta como en el estado de la técnica, puede comprender una zona curva interior 12. Esta zona curva interior 12, en la realización mostrada de la extensión 110 en la Figura 5, está centrada en el eje de simetría de la pared 11 y recorre el perímetro de dicha pared 1 1 del orificio 10. Esta zona curva interior 12 puede tener excentricidades, y además no recorrer todo el perímetro de la pared 11 , sino solo recorrerla parcialmente o por áreas.
Así, en un ejemplo de realización, la zona curva interior 12 de la pared 11 del orificio 10 es cóncava, tal como se muestra en la Figura 5. En el componente de suspensión 100 mostrado en la Figura 4, la pared 21 del casquillo de unión 20 comprende una zona curva exterior 25 que es convexa, siendo en esta realización del componente de suspensión 100 la zona curva exterior 25 complementaria a la zona curva interior 12 de la pared 1 1 del orificio 10, tal como se muestra en las Figuras 8 y 12. Esta geometría de la zona curva exterior 25 y la zona curva interior 12 permite que la materia prima sin moldear y sin curar del elemento elastómero 30 se distribuya mejor, más regular y uniformemente, durante el proceso de vulcanización, lo que permite que dicho elemento elastómero 30 dure más.
En otra realización del componente de suspensión 100 de la invención, la zona curva interior 12 de la pared 11 del orificio 10 es convexa. En esta realización, o en la que la pared 1 1 del orificio 10 es recta, o incluso en la que la zona curva interior 12 de la pared 1 1 es cóncava, es
también una buena opción que la pared 21 del casquillo 20 sea recta, teniendo en este caso el casquillo 20 habitualmente una geometría sustancialmente cilindrica.
En el método de la invención la integración del elemento de unión en el orificio 10 se realiza, tal como se ha explicado ya, mediante la unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100 por vulcanización, una vez introducido el elemento de unión en el orificio 10 del componente de suspensión 100. El método de la invención comprende las siguientes etapas:
una primera etapa de introducción del elemento de unión en el orificio 10 con el elemento elastómero 30 en forma de materia prima sin moldear y sin curar, y
una segunda etapa de moldeo, curado e integración en la que el elemento elastómero 30 se moldea, se cura y se integra en el orificio 10 por vulcanización.
En el método de la invención, el elemento de unión se dispone en el orificio 10 sujeto mediante un molde 150 que presiona el elemento elastómero 30 en su interior para su vulcanización. Tal como se muestra en las Figuras 5 a 7, se utiliza preferentemente un molde 150 con dos semi-moldes que tendrán las colocaciones correspondientes para soportar las diferentes piezas utilizadas, aprisionando los semi-moldes del molde 150 dichas piezas, tal como se muestra en la Figura 7.
El método comprende en esta realización una etapa de disponer la extensión 110 del componente de suspensión 100, en donde se va a acoplar el elemento de unión, en uno de los semi-moldes del molde 150 tal como se muestra en la Figura 5. El molde 150 está abierto, y sobre una colocación de soporte por cada una de las extensiones 110, se dispone el orificio 10 correspondiente. A continuación, el método de la invención comprende en una realización las siguientes etapas: una etapa de introducción del elemento de unión en el orificio 10 del componente de suspensión 100, estando el elemento elastómero 30 del elemento de unión en la forma de materia prima sin moldear y sin curar antes de su introducción. Una etapa de calentamiento de la materia prima sin curar del elemento elastómero 30, esto es, en una realización preferente caucho crudo, estando la materia prima aprisionada y sometida a presión al cerrar los semi-moldes del molde 150. Y una etapa de curado y de unión química de la materia prima, que, por vulcanización, se ha convertido, en este ejemplo, en caucho vulcanizado y moldeado con la forma delimitada por el orificio 10, el casquillo de unión 20 y el molde 150. Este caucho vulcanizado es el elemento elastómero 30 que se une químicamente con el componente de suspensión 100 en el interior del orificio 10, una vez transcurrido un
tiempo de curado del elemento elastómero 30 en el que está sometido a presión y temperatura, adquiriendo una característica de elasticidad que el caucho crudo como materia prima sin moldear y sin curar no tiene.
En otra alternativa más del método, el molde 150 se calienta antes de la introducción del elemento de unión en el orificio 10 del componente de suspensión, por ejemplo, mediante inducción magnética. Con estas alternativas del método, se acorta el tiempo total del proceso de vulcanización y unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100.
La etapa de curado y unión química del elemento elastómero 30 se produce dejando transcurrir un tiempo en el interior del molde 150 cerrado, en el transcurso del cual, el caucho crudo, como materia prima sin moldear y sin curar del elemento elastómero 30 altera su viscosidad, fluyendo y llenando el espacio del orificio 10. Al mantener presión y temperatura se produce el proceso de vulcanización, adhiriéndose el elemento elastómero 30 a la pared 1 1 interna del orificio 10 de la extensión 1 10 del componente de suspensión 100, y a una superficie exterior 22 de una pared 21 del casquillo de unión 20, tal como se muestra en la Figura 8.
En una realización del método de la invención, hay una etapa posterior a la realización de la unión química del elemento elastómero 30 con el componente de suspensión 100 y con el casquillo de unión 20, en la que se expande radialmente dicho casquillo de unión 20. En una realización preferente, el interconector 120 comprende un casquillo 40 con un diámetro exterior mayor que el diámetro interior original del casquillo de unión 20, produciéndose la expansión radial del casquillo de unión 20 mediante la inserción del casquillo 40 del interconector 120 en el casquillo de unión 20, tal como se ilustra en la Figura 12. Se produce así la expansión del casquillo de unión 20 al interferir dimensionalmente el casquillo 40 con el casquillo de unión 20, produciéndose un acoplamiento de la superficie exterior de la pared 41 del casquillo 40 con la superficie interior 23 de la pared 21 del casquillo de unión 20. Para ello, el casquillo 40 se alinea longitudinalmente con el casquillo de unión 20, y se aplica una fuerza F suficiente mediante por ejemplo un bulón, para ser introducido en el interior del casquillo de unión 20. El casquillo 40 es, en esta realización, de aluminio, y comprende la pared 41 que es de mayor espesor que la pared 21 del casquillo 20 que es de acero.
La Figura 14 muestra un interconector 120 correspondiente a una segunda realización del
componente de suspensión 100 de la invención. Este interconector 120 es un interconector de rótula. El interconector 120 comprende en esta realización un casquillo 40 con un orificio longitudinal cónico y una rótula 60 que se acopla en dicho casquillo 40. El casquillo 40 expande radialmente el casquillo de unión 20 cuando se introduce en dicho casquillo de unión 20.
La Figura 15 muestra un interconector 120 correspondiente a una tercera realización del componente de suspensión 100 de la invención. Este interconector 120 es un interconector de bola. Tal como se muestra en esta figura, el interconector 120 comprende una unión de bola con un casquillo de bola 70. Dicho interconector 120 comprende un casquillo 40 en cuyo interior se encuentra el casquillo de bola 70, estando acoplado dicho casquillo 40 en el casquillo de unión 20 del elemento de unión. La unión elástica que se consigue con el elemento elastómero 30 del elemento de unión permite reducir las vibraciones y aislar acústicamente el componente de suspensión 100.
El método de la invención puede tener otras etapas que permiten mejorar los resultados requeridos en el acoplamiento. Así, el método puede comprender una etapa previa a la etapa de introducción del elemento de unión en el orificio 10 del componente de suspensión 100, siendo esta etapa la de añadir un aditivo a la materia prima sin moldear y sin curar del elemento elastómero 30. Este aditivo favorece la adhesión de dicho elemento elastómero 30 a la pared 11 del orificio 10 del componente de suspensión 100, y a la superficie exterior 22 de la pared 21 del casquillo de unión 20.
Claims
1. Componente de suspensión de un vehículo automóvil, que comprende al menos un orificio (10) y un interconector (120) alojado en dicho orificio (10), comprendiendo el componente de suspensión (100) en el orificio (10) un elemento de unión (30, 20) en el que se acopla el interconector (120), comprendiendo el elemento de unión (30, 20) un elemento elastómero (30) y quedando dicho elemento de unión (30, 20) integrado en el orificio (10) por la unión química del elemento elastómero (30) con el componente de suspensión (100) mediante un proceso de vulcanización, caracterizado porque el elemento elastómero (30) del elemento de unión (30, 20) integrado en el orificio (10) es una pieza moldeada y curada mediante dicho proceso de vulcanización en el interior del orificio (10) partiendo de una materia prima sin moldear y sin curar.
2. Componente de suspensión según la reivindicación 1 , en donde el elemento elastómero (30) es caucho vulcanizado, siendo la materia prima sin moldear caucho crudo con elementos aditivos que permiten su vulcanización.
3. Componente de suspensión según la reivindicación 1 o 2, en donde la pared (11) del orificio (10) del componente de suspensión (100) comprende una zona curva interior (12), recorriendo dicha zona curva interior (12) preferentemente el perímetro de la pared (11) del orificio (10).
4. Componente de suspensión según la reivindicación 3, en donde la zona curva interior (12) de la pared (11) del orificio (10) del componente de suspensión (100) es cóncava.
5. Componente de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de unión (30, 20) comprende un casquillo de unión (20), estando dispuesto el elemento elastómero (30) alrededor de dicho casquillo de unión (20) y estando unido dicho elemento elastómero (30) con el casquillo de unión (20) mediante una unión química generada durante el proceso de vulcanización.
6. Componente de suspensión según la reivindicación 5, en donde el elemento elastómero (30) en forma de materia prima sin moldear y sin curar es una tira que se enrolla alrededor del casquillo de unión (20) antes de introducirse el elemento de unión (30, 20) en el orificio (10).
7. Componente de suspensión según la reivindicación 5 o 6, en donde el interconector
(120) comprende un casquillo (40) introducido en el casquillo de unión (20) después del proceso de vulcanización, siendo el diámetro exterior del casquillo (40) del interconector (120) mayor que el diámetro interior original del casquillo de unión (20).
8. Componente de suspensión según la reivindicación 7, en donde el interconector (120) es un casquillo elástico.
9. Componente de suspensión según la reivindicación 7, en donde el interconector (120) es un interconector de rótula, comprendiendo el casquillo (40) un orificio longitudinal cónico y comprendiendo el interconector (120) una rótula (60) que se acopla en dicho casquillo (40).
10. Componente de suspensión según la reivindicación 7, en donde el interconector (120) es un interconector de bola, comprendiendo el interconector (120) un casquillo de bola (70) que se acopla en el casquillo (40).
1 1. Componente de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en donde la superficie exterior (22) de la pared (21) del casquillo de unión (20) comprende una zona curva exterior (25) que es convexa.
12. Componente de suspensión según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 1 1 , en donde la superficie de la pared (1 1) del orificio (10) del componente de suspensión (100) y/o la superficie exterior (22) de la pared (21) del casquillo de unión (20) es irregular para favorecer la adhesión del elemento elastómero (30).
13. Componente de suspensión según la reivindicación 12, en donde la superficie de la pared (11) del orificio (10) y/o la superficie exterior (22) de la pared (21) del casquillo de unión (20) comprenden una pluralidad de ranuras que la recorren para que el material del elemento elastómero (30) penetre en dichas ranuras durante la unión química.
14. Método de integración de un elemento de unión en un orificio de un componente de suspensión de un vehículo automóvil en el que se aloja un interconector (120), en donde el elemento de unión (30, 20) comprende un elemento elastómero (30) y dicho elemento de unión (30, 20) queda integrado en el orificio (10) mediante la unión química del elemento elastómero (30) con el componente de suspensión (100), estando acoplado el interconector (120) en el elemento de unión (30, 20),
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
una primera etapa de introducción del elemento de unión (30, 20) en el orificio (10) con el elemento elastómero (30) en forma de materia prima sin moldear y sin curar, y
una segunda etapa de moldeo, curado e integración en la que el elemento elastómero (30) se moldea, se cura y se integra en el orificio (10) por vulcanización.
15. Método según la reivindicación 14, en donde el elemento elastómero (30) es caucho vulcanizado, siendo la materia prima sin moldear y sin curar caucho crudo con elementos aditivos que permiten su vulcanización.
16. Método según la reivindicación 14 o 15, en donde el elemento de unión (30, 20) comprende un casquillo de unión (20), estando dispuesto el elemento elastómero (30) alrededor de dicho casquillo de unión (20), produciéndose una unión química del elemento elastómero (30) con el casquillo de unión (20) en la etapa de moldeo, curado e integración.
17. Método según la reivindicación 16, en donde el elemento elastómero (30) en forma de materia prima sin moldear y sin curar es una tira que se enrolla alrededor del casquillo de unión (20) antes de introducirse el elemento de unión (30, 20) en el orificio (10).
18. Método según la reivindicación 16 o 17, en donde el interconector (120) comprende un casquillo (40) con un diámetro exterior mayor que el diámetro interior original del casquillo de unión (20), insertándose el casquillo (40) del interconector (120) en el casquillo de unión (20) en una etapa posterior a la etapa de moldeo, curado e integración, expandiéndose radialmente el casquillo de unión (20).
19. Método según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en donde, en la etapa de moldeo, curado e integración, el elemento de unión (30, 20) se dispone en el orificio (10) sujeto mediante un molde (150) que presiona el elemento elastómero (30) en su interior para su vulcanización, retirándose el molde (150) una vez producido el moldeo y curado del elemento elastómero (30) y su integración en el orificio (10).
20. Método según la reivindicación 19, en donde el molde (150) se calienta antes de la introducción del elemento de unión (30, 20) en el orificio (10) del componente de suspensión (100).
21. Método según la reivindicación 19 o 20, en donde el molde (150) comprende dos semi- moldes que se acoplan al elemento de unión (30, 20) por los dos extremos.
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