ES2535379T3 - Articulación esférica - Google Patents
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Abstract
Articulación esférica (10), incluyendo - una carcasa de articulación (12) con una abertura de carcasa (14); - un cojinete (16) dispuesto en la carcasa de articulación (12) - un gorrón esférico (18) que presenta una esfera de articulación (20) y un muñón (22), que con su esfera de articulación (20) está montada giratoria y pivotante en el cojinete (16) y con su gorrón (18) sobresale de la carcasa de articulación (12) a través de la abertura de carcasa (14), y - elementos (24, 30, 34) por medio de los cuales la esfera de articulación (20) del gorrón esférico (18) es retenido en sentido axial (a) en la carcasa de articulación (12), caracterizada por que los elementos están configurados, 10 unidos permanentemente con la carcasa de articulación (12) como un elemento de cierre (24) que en sentido axial presenta una resistencia menor que la carcasa de articulación (12), presentando el elemento de cierre (24), observada en sentido radial r, una sección anular exterior (26) distanciada respecto de la carcasa de articulación (12), de manera que entre la sección exterior de anillo (26) del elemento de cierre (24) y la carcasa de articulación (12) se encuentra configurado un resquicio (28) en sentido axial (a) que al superar la fuerza máxima permite orientado en sentido axial (a) un movimiento de la esfera de articulación (20) y delimita controladamente el movimiento después del cierre, de manera que evita la separación.
Description
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DESCRIPCIÓN
Articulación esférica
La invención se refiere a una articulación esférica según el tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales articulaciones esféricas son suficientemente conocidas y se usan, particularmente, en la zona de suspensión de ruedas o direcciones de vehículos motorizados.
Una articulación esférica de clase genérica se da a conocer en el documento US 2005/0220531 A y también en el documento DE 201 21 158 U1. La articulación esférica prevista preferentemente para suspensiones de estructura básica o direcciones de vehículos motorizados incluye una carcasa de articulación y un muñón de articulación que, mediante un sector articulado esférico está montado giratorio y desviable en un cojinete de una o más partes, estando el cojinete, a su vez, alojado imperdible en la carcasa de articulación.
En el documento DE 39 15 991 C2 se describe un así llamado elemento de fallo para una barra de acoplamiento que al superar una fuerza máxima tiene un comportamiento indicador. Sin embargo, ha demostrado ser desventajoso que se trate de un elemento separado, en particular teniendo en cuenta los requerimientos de espacio, peso y costes.
El documento DE 698 04 504 T2 da a conocer una articulación esférica para un vehículo motorizado. La articulación de gorrón esférico incluye una carcasa con un gorrón esférico que esta encajado en el interior de la carcasa, formado por una cabeza esférica unida fija a una barra que sobresale a través de una abertura de la carcasa, un cojinete inferior que define un área de apoyo inferior que rodea la cabeza del gorrón esférico en el lado de la abertura de la carcasa, y un cojinete superior opuesto móvil que define un área de apoyo superior, estando el cojinete superior pretensado de tal manera mediante un resorte contra la cabeza del gorrón esférico para que se pueda desplazar hacia el cojinete inferior a medida que la cabeza del gorrón esférico se desgasta, apropiada para emitir un aviso del desgaste de dicha cabeza en función del desplazamiento del cojinete superior móvil. En la articulación de gorrón esférico se destaca por que los medios de aviso para el desgaste comprenden un elemento de contacto que puede tocar una parte del cojinete superior móvil, estando el elemento de contacto dispuesto en el recorrido del desplazamiento traslatorio del cojinete superior en sentido al cojinete inferior.
La presente invención se basa en la idea de integrar la función del elemento de fallo, en el sentido de tracción, a un componente necesario de todos modos, quedando demostrado como conductora al objetivo la realización de la integración funcional en la articulación esférica.
Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de perfeccionar de tal manera una articulación esférica del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1 que, al superar una fuerza máxima admisible, sea posible detectar el fallo de la articulación esférica.
Este objetivo es solucionado mediante las características significativas de las reivindicaciones 1, 2, 4 o 7 en conjunto con sus características de preámbulo.
Las reivindicaciones secundarias forman perfeccionamientos ventajosos de la invención.
De manera conocida, una articulación esférica incluye una carcasa de articulación con una abertura de carcasa y un cojinete dispuesto en la carcasa de articulación. Un gorrón esférico que presenta una esfera de articulación y un muñón está montado giratorio y pivotante mediante su esfera de articulación en el cojinete y retenido en la carcasa de articulación en sentido axial por medio de elementos. El muñón del gorrón esférico sobresale de la carcasa de articulación a través de la abertura de carcasa.
Según la invención, los elementos están configurados y dimensionados de tal manera que si al alcanzar una fuerza máxima especificada se presente dentro de la carcasa de articulación un movimiento de la esfera de articulación sólo orientada en sentido axial, sin provocar una separación de esfera de articulación y carcasa de articulación.
Mediante las características según la invención se asegura ahora de manera ventajosa que al alcanzar una fuerza máxima admisible especificada se produzca un movimiento de la esfera de articulación orientada en sentido axial. El movimiento que ahora se presenta al superar la fuerza máxima admisible de la esfera de articulación en sentido axial es fácilmente reconocible/ detectable por el usuario y sirve como indicador de dicha transgresión. Además, la articulación puede delimitar la fuerza máxima existente y, de esta manera, proteger piezas adyacentes.
Según una primera forma de realización de la invención, los elementos mediante los cuales la esfera de articulación es retenida en sentido axial en la carcasa de articulación están configurados como un elemento de cierre unido permanentemente a la carcasa de articulación. En este caso, el elemento de cierre presenta en sentido axial una resistencia menor que la carcasa de articulación. Además, el elemento de cierre presenta, observada en sentido radial, una sección anular exterior distanciada respecto de la carcasa de articulación. Es decir, entre la carcasa de articulación y la sección anular exterior del elemento de cierre se encuentra configurado un resquicio definido. En el caso de una deformación plástica del elemento de cierre debido a la fuerza máxima actuante, la sección anular
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exterior del elemento de cierre entra en contacto con la carcasa de articulación envolvente, es decir que se cierra el resquicio entre la carcasa de articulación y la sección anular exterior del elemento de cierre. Ello tiene el efecto de que solamente es posible una deformación plástica limitada y es imposible un desprendimiento de la esfera de articulación y, con ello, una separación de la articulación esférica.
En este caso, el elemento de cierre debe ser conformado, preferentemente, de un material dúctil.
Preferentemente, el elemento de cierre es segmentado. La configuración segmentada tiene el efecto positivo de que incluso con una fuerza máxima no actuante en sentido longitudinal de la carcasa se presente una deformación plástica selectiva del elemento de cierre.
Según otra forma de realización de la invención, los elementos están configurados, a su vez, como un elemento de cierre conectado permanentemente a la carcasa de articulación, presentando ahora el elemento de cierre un sector marginal conformado en sentido hacia la esfera de articulación capaz de una conformación reversa, al menos en parte. Además, la articulación esférica y con ella el elemento de cierre está encerrada en un casquillo en unión positiva y/o no positiva y/o de material con la carcasa de articulación, estando el sector de borde del elemento de cierre, conformado orientado hacia la esfera de articulación, encerrado sin contacto por el casquillo. Es decir, entre el casquillo y el sector de borde conformado del casquillo se encuentra un resquicio definido. En este caso, el elemento de cierre está configurado y dimensionado de tal manera que al alcanzar la fuerza máxima especificada se produzca una conformación reversa del sector de borde conformado. Debido a la conformación reversa, la esfera de articulación ejecuta a su vez un movimiento definido en sentido axial que significa un indicador de la superación de la fuerza máxima. El proceso de la conformación reversa cierra el resquicio entre el sector de borde del elemento de cierre y el casquillo, de manera que es imposible una separación de la articulación esférica.
De manera ventajosa, el elemento de cierre debe ser configurado de material dúctil.
Según una tercera forma de realización de la invención, los elementos por medio de los cuales la esfera de articulación es retenida en sentido axial en la carcasa de articulación están configurados como un sector de carcasa de la carcasa de articulación, conformado en sentido hacia la esfera de articulación, capaz de una conformación reversa ante una fuerza máxima, al menos en parte. Además, la carcasa de articulación está rodeada de un casquillo en unión positiva y/o no positiva y/o de material con la carcasa de articulación. En la zona del sector de carcasa conformada, el casquillo encierra sin contacto la carcasa de articulación, es decir se encuentra configurado un resquicio definido entre el casquillo y el sector de carcasa conformada. Correspondientemente a la segunda forma de realización, también aquí al presentarse la fuerza máxima se produce un ensanchamiento, es decir una conformación reversa parcial del sector de carcasa conformada durante el montaje de la articulación esférica. La conformación reversa causa dentro de la carcasa de articulación un movimiento axial de la esfera de articulación que es detectable y, a su vez, se usa como indicador para la superación de la fuerza máxima. Gracias al cierre de resquicio entre casquillo y carcasa de articulación, debido a la conformación reversa, es imposible una separación de la articulación.
Preferentemente, el casquillo está conectado con la carcasa de articulación por medio de una sección de casquillo conformada mediante la conformación en frío. La unión mediante una conformación en frío ha demostrado ser ventajosa gracias a que de esta manera no se incorporan tensiones en la articulación, como es el caso, por ejemplo, de las tensiones térmicas en la unión por soldadura. Es decir, el ensamblaje del casquillo y de la carcasa de articulación mediante la conformación en frío reduce el riesgo de la influencia sobre la situación de deformación de la articulación.
Para asegurar una resistencia suficiente entre el casquillo y la carcasa de articulación, la carcasa de articulación está, preferentemente, provista de una hendidura perimetral de material en la que encaja la sección de casquillo conformada.
Según una cuarta forma de realización de la invención, los elementos mediante los cuales la esfera de articulación es retenida en sentido axial en la carcasa de articulación están configurados, a su vez, como un elemento de cierre de una pieza. En este caso, el elemento de cierre presenta una sección de fijación que está conectada con el elemento de cierre por medio de un punto de rotura programada que cede ante la fuerza máxima y por medio de la cual el elemento de cierre está unido permanentemente con la carcasa de articulación. Además, el elemento de cierre presenta un sector configurado como elemento de retención que encaja de manera correspondiente en una hendidura prevista en la carcasa de articulación. En este caso, entre el elemento de retención semejante a un brazo colector y la hendidura en la carcasa de articulación se encuentra configurado un resquicio orientado en sentido axial. Al llegar a la fuerza máxima y el fallo correspondiente del punto de rotura programada asociado, la esfera de articulación ejecuta un movimiento definido en sentido axial que significa a su vez un indicador de la superación de la fuerza máxima. Por medio del engrane en unión positiva del elemento de retención en la hendidura, el movimiento axial es frenado definidamente y se evita la separación. El elemento de retención puede ser producido, por ejemplo, en el montaje por medio de una conformación plástica del anillo de cierre.
Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación de la presente invención se desprenden de la descripción siguiente en relación con los ejemplos de realización mostrados en los dibujos.
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A continuación, la invención se explica en detalle mediante los ejemplos de realización mostrados en los dibujos.
En la descripción, en las reivindicaciones y en el dibujo se usan los términos y referencias asignadas más adelante en la lista de referencias.
En el dibujo significan:
la figura 1, una representación en sección de una primera forma de realización de la articulación esférica;
la figura 2, la articulación esférica de la figura 1 después de la carga de la articulación con la fuerza máxima admisible;
la figura 3, otra forma de realización de la articulación esférica según la invención;
la figura 4, el recorte designado con “X” de la figura 3 después de la carga de la articulación con la fuerza máxima admisible;
la figura 5, otra forma de realización de la articulación esférica según la invención, y
la figura 6, la articulación esférica de la figura 5 después de la carga de la articulación con la fuerza máxima admisible.
Para evitar repeticiones, en la descripción siguiente y en las figuras se señalan los mismos elementos y componentes con las mismas referencias, en tanto no sea requerida o sensata alguna otra diferencia.
La figura 1 muestra una representación en sección de una articulación esférica señalada en su totalidad con la referencia 10.
La articulación esférica 10 incluye de manera conocida una carcasa de articulación 12 con una abertura de carcasa 14 y un cojinete 16 dispuesto en la carcasa de articulación.
Un gorrón esférico designado en su totalidad con la referencia 18 está montado con su esfera de articulación 20 giratoria y pivotante en el cojinete 16 y sobresale con su muñón 22 de la abertura de carcasa 14.
Según la forma de realización mostrada en la figura 1, la esfera de articulación de 20 es retenida en sentido axial a por medio de un elemento de cierre, en este caso en forma de un anillo de cierre 24, conectado fijo con la carcasa de articulación 12.
Como se desprende de la figura 1, el anillo de cierre 24 presenta, visto en sentido radial r, dispuesta una sección anular exterior 26 distanciada de la carcasa de articulación 12. Es decir, entre la carcasa de articulación 12 y el anillo de cierre 24 se encuentra configurado un resquicio 28.
Además, el anillo de cierre 24 presenta en sentido axial a una menor resistencia que la carcasa de articulación 12 envolvente.
El efecto positivo de la configuración de la articulación esférica 10 según la invención se puede ver en la figura 2.
El anillo de cierre 24 esta dimensionado de tal manera que con una fuerza máxima F especificada actuante en sentido axial a se inicia una deformación plástica definida del anillo de cierre 24 y, por lo tanto, la esfera de articulación 20 realiza un movimiento definido s en sentido axial. El movimiento s es fácilmente detectable desde el exterior y se usa como indicador de la superación de una fuerza máxima.
La deformación plástica del anillo de cierre 24 lleva a que la sección anular 26 pase a estar en contacto con la carcasa de articulación 12, es decir se cierra el resquicio 28. De esta manera es imposible una separación de la articulación esférica 10.
La articulación esférica 10 mostrada en la figura 3 se corresponde, en lo esencial, a la mostrada en la figura 1. Al contrario de la figura 1, la esfera de articulación 20 es ahora retenida en la carcasa de articulación 12 en sentido axial a por medio de un sector de carcasa 30 conformado en sentido a la esfera de articulación 20. Además, la carcasa de articulación 12 está encerrada por un casquillo 32. En el sector del sector de carcasa 32 conformado, la carcasa de articulación 12 está rodeada sin contacto por el casquillo 32, de manera que entre el casquillo 32 y el sector de carcasa 30 conformado se encuentra configurado un resquicio 28 definido.
El casquillo 32 está unido permanentemente a la carcasa de articulación 12 mediante un procedimiento apropiado sin aporte de calor.
Como se puede ver en la figura 4, en un movimiento axial de la esfera de articulación 20 se produce en sentido axial una conformación reversa del sector de carcasa 32 conformado. Dicho movimiento axial de la esfera de articulación 20 se usa, otra vez, como indicador de la superación de una fuerza máxima.
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Debido al casquillo 32 envolvente, la conformación reversa sólo puede progresar hasta que el resquicio 28 esté cerrado, de manera que es imposible una separación de la articulación esférica 10.
En las formas de realización mostradas en las figuras 5 y 6, la esfera de articulación 20 es retenida nuevamente en la carcasa de articulación 12 en sentido axial a mediante un elemento de cierre 34.
Como se desprende de la figura 5, el elemento de cierre 34 configurado de una pieza presenta una sección de fijación 36. Por medio de la sección de fijación 36, el elemento de cierre 34 está unido permanentemente con la carcasa de articulación 12. En este caso, la sección de fijación 36 está unida con el elemento de cierre 34 por medio de un punto de rotura programada que falla con fuerza máxima.
Además, como se desprende de las figuras 5, el elemento de cierre presenta un elemento de retención 38 configurado en forma de brazo de retención. El elemento de retención 38 encaja en una hendidura 40 prevista en la carcasa de articulación 12. Entre el elemento de retención 38 y la hendidura 40 se encuentra configurado un resquicio 28 orientado en sentido axial a.
Al superar la fuerza máxima y al fallar el punto de rotura programada (véase la figura 6) se produce un movimiento axial de la esfera de articulación 20 en sentido axial a que se usa como indicador para la superación de la fuerza máxima.
El movimiento axial de la esfera de articulación 20 sólo puede progresar hasta que el resquicio 28 entre el elemento de retención 38 y hendidura 40 esté cerrado. Durch die fangarmähnliche Ausbildung wird eine Separation des Kugelgelenks 10 erfolgreich verhindert.
Lista de referencias
- 10
- articulación esférica
- 12
- carcasa de articulación
- 14
- abertura de carcasa
- 16
- cojinete
- 18
- gorrón esférico
- 20
- esfera de articulación
- 22
- muñón
- 24
- anillo de cierre
- 26
- sección anular
- 28
- resquicio
- 30
- sector de carcasa conformado
- 32
- casquillo
- 34
- elemento de cierre
- 36
- sección de fijación
- 38
- elemento de retención
- 40
- hendidura
- a
- sentido axial
- r
- sentido radial
- s
- trayecto
- F
- fuerza
Claims (7)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Articulación esférica (10), incluyendo-una carcasa de articulación (12) con una abertura de carcasa (14);-un cojinete (16) dispuesto en la carcasa de articulación (12)-un gorrón esférico (18) que presenta una esfera de articulación (20) y un muñón (22), que con su esfera de articulación (20) está montada giratoria y pivotante en el cojinete (16) y con su gorrón (18) sobresale de la carcasa de articulación (12) a través de la abertura de carcasa (14), y-elementos (24, 30, 34) por medio de los cuales la esfera de articulación (20) del gorrón esférico (18) es retenido en sentido axial (a) en la carcasa de articulación (12), caracterizada por que los elementos están configurados, unidos permanentemente con la carcasa de articulación (12) como un elemento de cierre (24) que en sentido axial presenta una resistencia menor que la carcasa de articulación (12), presentando el elemento de cierre (24), observada en sentido radial r, una sección anular exterior (26) distanciada respecto de la carcasa de articulación (12), de manera que entre la sección exterior de anillo (26) del elemento de cierre (24) y la carcasa de articulación (12) se encuentra configurado un resquicio (28) en sentido axial (a) que al superar la fuerza máxima permite orientado en sentido axial (a) un movimiento de la esfera de articulación (20) y delimita controladamente el movimiento después del cierre, de manera que evita la separación.
-
- 2.
- Articulación esférica según el preámbulo de la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos están configurados como un elemento de cierre unido permanentemente con la carcasa de articulación (12), presentando el elemento de cierre un sector de borde conformado en el sentido a la esfera de articulación (20) capaz de una conformación reversa, al menos en parte, ante fuerza máxima y estando la carcasa de articulación (12) encerrada en un casquillo (32) que está en unión positiva y/o no positiva y/o de material con la carcasa de articulación (12) y estando el sector de borde conformado del elemento de cierre orientado hacia la esfera de articulación (20) encerrado sin contacto por el casquillo (32), de manera que entre el sector de borde de conformación reversa del elemento de cierre y el casquillo (32) está configurado un resquicio (28) orientado en sentido axial (a) que al superar la fuerza máxima permite un movimiento de la esfera de articulación (20) en sentido axial (a) y delimita controladamente el movimiento después del cierre, de manera que evita la separación.
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- 3.
- Articulación esférica según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el elemento de cierre (24, 34) está configurado segmentado.
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- 4.
- Articulación esférica según el preámbulo de la reivindicación 1, caracterizada por que los elementos están configurados como un sector de carcasa (30) de la carcasa de articulación (12), conformado en sentido hacia la esfera de articulación (20), capaz de una conformación reversa ante una fuerza máxima, al menos en parte, estando la carcasa de articulación (12) encerrada en un casquillo (32) conectado en unión positiva y/o no positiva y/o de material con la carcasa de articulación (12), y la carcasa de articulación (12) encerrada sin contacto por el casquillo
(32) en la zona del sector de carcasa (30) conformado, de manera que entre el sector de carcasa (30) conformado y el casquillo (32) está configurado un resquicio (28) orientado en sentido axial (a) que al superar la fuerza máxima permite en sentido axial (a) un movimiento de la esfera de articulación (20) y delimita controladamente el movimiento después del cierre, de manera que evita la separación. -
- 5.
- Articulación esférica según las reivindicaciones 2 o 4, caracterizada por que el casquillo (32) está conectado con la carcasa de articulación (12) por medio de una sección de casquillo conformada mediante la conformación en frío.
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- 6.
- Articulación esférica según la reivindicación 5, caracterizada por que la carcasa de articulación (12) presenta una hendidura de material perimetral en la que encaja la sección de casquillo conformada.
-
- 7.
- Articulación esférica según el preámbulo de la reivindicación 1, caracterizada por que los elementos están configurados como un elemento de cierre (34) conectado permanentemente con la carcasa de articulación (12), presentando el elemento de cierre (34) una sección de fijación (36) dispuesta en el elemento de cierre (34) por medio de un punto de rotura controlada que falla al superar una fuerza máxima, y por medio del cual el elemento de cierre (34) está unido firmemente con la carcasa de articulación (12), y presentando el elemento de cierre (34) un sector (38) configurado como elemento de retención que encaja en una hendidura (40) correspondiente en la carcasa de articulación (12), estando configurado entre la hendidura (40) en la carcasa de articulación (12) y el sector (38) del elemento de cierre (34), configurado como elemento de retención un resquicio (28) orientado en sentido axial (a) que al superar la fuerza máxima y al fallar el punto de rotura programada permite un movimiento en sentido axial (a) de la esfera de articulación (20) y delimita el movimiento controladamente después del cierre, de manera que evita la separación.
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