Articulación esférica.

Articulación esférica con un anillo de rodamiento (28), en el que se guía un cuerpo esférico, y con una carcasa

(14) que rodea el anillo de rodamiento (28), estando configurado el anillo de rodamiento (28) de tal modo que éste rodea completamente el cuerpo esférico en la zona de un ecuador (29, 66), y presentando un primer borde interior (52) y un segundo borde interior (54), que definen cada uno una superficie de diferentes dimensiones, considerándose como material para el anillo de rodamiento (28) un metal, una cerámica o una forma de aleación o combinación de los materiales mencionados, caracterizado por el hecho de que las superficies definidas por los bordes interiores (52, 54) representan superficies de salida esféricas del cuerpo esférico.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01118935.

Solicitante: Alfred Heyd GmbH & Co. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BAHNHOFSTRASSE 108 74303 BIETIGHEIM-BISSINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: HEYD,STEFAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Pivotes; Uniones pivotantes (disposición relativa... > F16C11/06 (Articulaciones de rótula; Otras articulaciones que tienen más de un grado de libertad angular, es decir, juntas universales (juntas universales en las cuales la flexibilidad se logra con pivotes u órganos de unión deslizantes o rodantes F16D 3/16))
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Articulación esférica.

Fragmento de la descripción:

El invento hace referencia a una articulación esférica.

En la publicación impresa US 6 030 141 A se describe una articulación esférica con una superficie de apoyo con forma de anillo esférico de una caja articulada, que se ha configurado como una pieza separada dentro de la mitad de cojinete dispuesta en la caja articulada. La mitad de cojinete presenta un borde que sobresale radialmente 5 hacia el exterior y termina delante de la abertura de paso situada en la parte inferior de la caja articulada. Las mitades de cojinete que se pueden disponer como piezas separadas dentro de la caja articulada pueden ser de cualquier material apropiado, por ejemplo de acero templado, plástico o cerámica [0003] Las articulaciones esféricas se utilizan en muchos ámbitos de la técnica, como por ejemplo en la ingeniería mecánica, la automoción o también en la tecnología agraria, así como en las máquinas de construcción. Por lo 10 general, una articulación esférica consta de una carcasa, una mitad de cojinete dispuesta en la misma y una pieza esférica o un perno esférico, que son guiados en la mitad de cojinete. Hay muchas realizaciones constructivas distintas que, del mismo modo que los materiales utilizados, se seleccionan dependiendo de la aplicación. Se conoce, por ejemplo, proporcionar una mitad de cojinete o varias piezas de mitades de cojinete de un plástico adecuado, una chapa de acero endurecida o un material compuesto en una carcasa de una aleación de acero o 15 aluminio.

En un principio de construcción muy difundido en la técnica de vehículos, se ha previsto una mitad de cojinete de chapa de acero templado. La pieza esférica reposa en esta mitad de cojinete. Para que la pieza esférica mantenga su posición deseada en la mitad de cojinete, con una mitad de cojinete superior se mantiene a presión en la parte esférica de la mitad de cojinete por medio de una fuerza elástica. 20

Un aspecto desventajoso de esta disposición es que la superficie de contacto entre la esfera y la mitad de cojinete tan sólo está producida por la superficie de un segmento esférico que no rodea la esfera más allá del diámetro más grande, o sea el ecuador. De este modo, la presión superficial en la superficie de contacto es alta con una fuerza radial adecuada. Además, con una fuerza axial en dirección del lado configurado de forma cilíndrica de la mitad de cojinete existe la posibilidad de que un perno esférico se suelte de la mitad de cojinete a causa de la fuerza 25 elástica. Esto da lugar a un elevado desgaste y a ruidos en la articulación.

Para evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, se conoce utilizar, en lugar de la mitad de cojinete, un llamado anillo de rodamiento, que corresponde a la realización de un anillo exterior de cojinete articulado. En una articulación esférica con anillo de rodamiento, la pieza esférica se halla rodeada por el anillo de rodamiento. En caso de que la esfera del perno esférico o de la pieza esférica y la superficie de rodadura de la 30 esfera del anillo de rodamiento se fabrique de forma precisa, el resultado es una superficie de contacto grande y de este modo una reducida presión superficial con una fuerza radial adecuada. De esta manera, se reduce el desgaste y aumenta la posible absorción de fuerza con el tamaño adecuado de la articulación. Gracias al cercado de la esfera por parte del anillo de rodamiento se garantiza un guiado exacto de la pieza esférica. Se reduce el huelgo en dirección axial y radial. No es posible que la esfera se suelte del anillo de rodamiento. Por lo demás, pueden 35 absorberse las fuerzas axiales.

El presente invento está definido por las reivindicaciones 1 y 7. En la reivindicación 2 se define una forma de realización.

La articulación esférica de acuerdo con el invento presenta un anillo de rodamiento en el que se guía un cuerpo esférico. Además, se ha previsto una carcasa, que rodea al anillo de rodamiento. El anillo de rodamiento está 40 configurado de tal modo que éste rodea completamente el cuerpo esférico en la zona de un ecuador, y presenta un primer borde interior y un segundo borde interior, que definen cada uno una superficie de diferentes dimensiones. Las superficies definidas por los bordes interiores representan las superficies de salida esféricas. En este sentido, el anillo de rodamiento está configurado de tal modo que las superficies de salida esféricas son distintas a ambos lados, es decir, el cuerpo esférico en un lado de uno de los talones del anillo de rodamiento está más rodeado que 45 en el otro lado. De este modo, el anillo de rodamiento de acuerdo con el invento presenta una estructura y/o sección transversal asimétrica. El material utilizado para el anillo de rodamiento es un metal, una cerámica o una forma de aleación o combinación de los materiales mencionados. El anillo de rodamiento consta de una sección superior y una sección inferior, siendo la superficie de la sección inferior del anillo, que contacta con el cuerpo esférico por debajo del ecuador, mayor que la superficie correspondiente de la sección superior del anillo que se encuentra por 50 encima del ecuador. Sobre la carcasa se ha colocado una tapa de cierre y sobre el anillo de rodamiento se ha dispuesto un manguito. Se ha previsto la colocación de un fuelle de estanqueidad periférico y de un anillo de apoyo.

De la asimetría del anillo de rodamiento se derivan muchas ventajas. En comparación con anillos de rodamiento conocidos, ahora puede absorberse una mayor presión radial con el mismo tamaño de la articulación debido a una mayor superficie de rodadura esférica. Una mayor superficie de contacto entre la esfera y el anillo de rodamiento reduce la presión superficial con la misma carga, es decir, el desgaste es menor y la vida útil aumenta considerablemente. El mayor cercado del anillo de rodamiento asimétrico minimiza el huelgo axial tanto en estado 5 nuevo como en la fase de desgaste. El posible desarrollo de ruidos, por ejemplo al utilizarse en un vehículo con un estado de la vía desfavorable, se reduce aún más.

En la dirección del cercado más grande de la esfera también puede absorberse una mayor fuerza axial por parte del anillo de rodamiento. Esto es necesario en aquellos lugares en los que pueden producirse fuerzas axiales especialmente altas por la posición de montaje de la articulación o de la barra de dirección a consecuencia del peso 10 propio y las vibraciones.

La mayor posibilidad de carga permite, en caso de problemas de espacio y montaje, utilizar el siguiente tamaño de articulación más pequeño. Sin embargo, es necesario llevar a cabo una comprobación de la resistencia de los componentes, como el experto sabe.

El grado de desgaste en la superficie de contacto pieza esférica-cojinete hasta que el cuerpo esférico se cae 15 del anillo de rodamiento es mucho mayor en comparación con un anillo simétrico.

El ángulo de desviación del cuerpo esférico se mantiene, ya que éste está delimitado por la forma de la carcasa y no por el anillo de rodamiento.

Por supuesto, el anillo de rodamiento diseñado de forma asimétrica también puede utilizarse en aplicaciones fuera del ámbito de la dirección, en las que pueden producirse mayores solicitaciones axiales en una dirección. 20

La esfera articulada posee un huelgo menor, por lo que el desgaste se reduce. Una mayor superficie de contacto da como resultado una menor presión superficial, así como un menor desgaste y una mayor absorción de cargas con un tamaño dado de la articulación. Por lo tanto, con los mismos datos de carga pueden utilizarse articulaciones más pequeñas y por consiguiente más rentables.

Como material para el anillo de rodamiento se utiliza metal, por ejemplo, metal ferroso (p. ej....

 


Reivindicaciones:

1. Articulación esférica con un anillo de rodamiento (28) , en el que se guía un cuerpo esférico, y que comprende una carcasa (14) que rodea el anillo de rodamiento (28) , estando configurado el anillo de rodamiento (28) de tal modo que éste rodea completamente el cuerpo esférico en la zona de un ecuador (29, 66) , y presenta un primer borde interior (52) y un segundo borde interior (54) , que definen cada uno una superficie de diferentes 5 dimensiones, y el material para el anillo de rodamiento (28) es un metal, una cerámica o una forma de aleación o combinación de los materiales mencionados,

en la que las superficies definidas por los bordes interiores (52, 54) representan superficies de salida esféricas del cuerpo esférico, estando constituido el mencionado anillo de rodamiento (28) por una sección de anillo superior (38) y una sección de anillo inferior (40) , configuradas de tal forma que la superficie de la sección de 10 anillo inferior (40) , que contacta con el cuerpo esférico por debajo del ecuador (29, 60) , es mayor que la superficie correspondiente de la sección de anillo superior (38) por encima del ecuador 29, 66) , y en la que hay colocada una tapa de cierre (18) sobre la carcasa (14) , en la que hay colocado un manguito (30) sobre el anillo de rodamiento (28) , y en la que se ha previsto un fuelle de estanqueidad periférico (32) y un anillo de apoyo (34) . 15

2. Articulación esférica de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el cuerpo esférico forma parte de un perno esférico (12) .