UNION DE UN ARBOL DE ACCIONAMIENTO.

Unión de un árbol de accionamiento, especialmente de un árbol (2) de dirección,

con una horquilla (1) articulada en cruz, que comprende una base (4) de horquilla con una abertura (7) de paso que presenta un eje (25) longitudinal para alojar una sección (15) de unión del árbol de accionamiento y dos brazos (8, 9) que sobresalen de un lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla, que se opone a un lado (5) inferior de la base (4) de horquilla, con aberturas (10, 11) de cojinete, estando dotada la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla de un dentado (14) con dientes (23, 23''), cuyos vértices (24, 24'') de diente visto desde arriba sobre un diente (23, 23'') respectivo discurren en la dirección del eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso, y estando el árbol de accionamiento introducido a presión en la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla, caracterizada porque el árbol de accionamiento presenta una sección (15) de unión dotada de elevaciones (16) de material periféricas y porque la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla se estrecha desde el lado (5) inferior hacia el lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla por un recorrido de los vértices (24, 24'') de diente de los dientes (23, 23'') del dentado (14), inclinado al menos por secciones respecto al eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso

Unión de un árbol de accionamiento.

La invención se refiere a una unión de un árbol de accionamiento, especialmente de un árbol de dirección, con una horquilla articulada en cruz, que comprende una base de horquilla con una abertura de paso que presenta un eje longitudinal para alojar una sección de unión del árbol de accionamiento y dos brazos que sobresalen de un lado en silla de montar de la base de horquilla, que se opone a un lado inferior de la base de horquilla, con aberturas de cojinete, estando dotada la abertura de paso de la base de horquilla de un dentado con dientes, cuyos vértices de diente visto desde arriba sobre un diente respectivo discurren en la dirección del eje longitudinal de la abertura de paso, y estando el árbol de accionamiento introducido a presión en la abertura de paso de la base de horquilla.

La invención se refiere además a un procedimiento para establecer una unión de este tipo.

Se conoce una unión del tipo mencionado al principio entre un árbol de dirección y una horquilla articulada en cruz. En la fabricación se configura en primer lugar la horquilla articulada en cruz con las aberturas de cojinete de los brazos y del dentado en la abertura de paso de la base de horquilla. A continuación se inserta una cruceta en la horquilla articulada y cojinetes para el apoyo giratorio de la cruceta se introducen a presión en las aberturas de cojinete de los brazos. Las tolerancias de las aberturas de cojinete, especialmente en cuanto a la orientación paralela de sus ejes, deben ser a este respecto muy reducidas, para que las fuerzas de fricción sean lo más reducidas posible. A continuación la sección de unión del árbol se introduce a presión en la abertura de paso de la base de horquilla, por lo que se configura un asiento a presión de la sección de unión del árbol de accionamiento con la base de horquilla. A este respecto se deforman localmente mediante el dentado en la abertura de paso de la base de horquilla las elevaciones de material periféricas de la sección de unión. Los dientes del dentado en la abertura de paso de la base de horquilla se engranan con las depresiones configuradas en las elevaciones de material. De este modo se configura una unión con arrastre de fuerza y de forma con respecto a un giro del árbol de accionamiento con la base de horquilla de la horquilla articulada en cruz. Sin embargo, con la introducción a presión también se producen deformaciones de la horquilla articulada en cruz, por lo que se aumentan las fuerzas de fricción que se producen.

Las uniones entre árboles de accionamiento y horquillas articuladas en cruz se conocen en diferentes formas de realización adicionales. Así, por ejemplo, por el documento DE 23 33 040 A1 se conoce una unión entre un árbol de accionamiento y la horquilla de una articulación en cruz, en la que se tallan dientes en la sección de unión del árbol de accionamiento a lo largo de su circunferencia y a continuación se estampa en la perforación lisa de la horquilla. Durante el estampado se retira material de la pared de la abertura de paso en la base de horquilla con arranque de virutas. Esto lleva a la obtención de una unión con arrastre de forma respecto a un giro del árbol de accionamiento, que sin embargo no tiene arrastre de fuerza o sólo muy poco. En la unión conocida por el documento US 5.090.834 A un extremo de árbol conformado de manera hexagonal se presiona en una abertura de paso configurada "en forma de flor" en la base de horquilla. Las fuerzas de deformación que se producen son a este respecto relativamente elevadas y el arrastre de fuerza que puede conseguirse es limitado.

Además se conocen uniones en las que se montan a presión levas o ruedas dentadas en árboles de levas. En el árbol de levas conocido por el documento DE 41 21 951 C1 se configuran a este respecto en las zonas del árbol de levas, en las que deben fijarse las levas, zonas con diámetros aumentados. Estas zonas se fabrican mediante rodamiento o laminación, produciéndose mediante el desplazamiento de material en la dirección circunferencial del árbol elevaciones de material periféricas (resaltos o nervios). Una leva respectiva se monta a presión con su perforación cilíndrica en la zona correspondiente con un diámetro aumentado, por lo que se configura un asiento a presión. De manera similar, en el árbol de levas descrito en el documento DE 42 18 624 C2 se montan a presión levas en secciones ensanchadas del árbol de levas. Las secciones ensanchadas pueden formarse a su vez por elevaciones de material periféricas (= un moleteado de ranura anular) u otros moleteados. Un árbol de levas adicional con levas montadas a presión y una rueda dentada montada a presión se conoce por el documento US 4.630.498 A. Las levas y la rueda dentada se componen en cada caso por varias placas adyacentes. Estas placas presentan aberturas de paso, que se colocan por deslizamiento sobre un dentado que discurre en la dirección longitudinal del árbol de levas, que se extiende por la mayor parte de la longitud del árbol de levas. Para admitir tolerancias de fabricación los dientes se estrechan en cada caso desde un extremo del dentado en la dirección hacia el otro extremo del dentado de manera cuneiforme. Las aberturas de paso en las plaquitas de las levas y de la rueda dentada son lisas antes de la colocación por deslizamiento sobre el árbol.

El objetivo de la invención es proporcionar una unión mejorada del tipo mencionado al principio, mediante la que pueden conseguirse fuerzas de fricción reducidas para el apoyo de la cruceta en la horquilla articulada. Según la invención esto se consigue mediante una unión con las características de la reivindicación 1 o mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 9.

La invención se basa en primer lugar en el conocimiento de que en una configuración, en la que los vértices del dentado de la abertura de paso de la base de horquilla se encuentran en la envolvente de un cilindro imaginario, mediante la introducción a presión de la sección de unión en este dentado en la zona del inicio del dentado se produce una componente de fuerza mayor orientada hacia fuera que en una zona de extremo del dentado (=una sección del dentado adyacente al lado en silla de montar de la base de horquilla). Mediante estas diferentes componentes de fuerza se ejerce un par de torsión sobre los brazos de la horquilla articulada en cruz, por lo que éstos se tensan contra la cruceta soportada por la horquilla articulada en cruz o su cojinete insertado en las aberturas de cojinete, lo que también lleva a un aumento de las fuerzas de fricción.

Mediante la invención se contrarresta ventajosamente un doblado de los brazos de la horquilla al introducir a presión la sección de unión del árbol de accionamiento. Mediante el estrechamiento (=sección decreciente) según la invención de la abertura de paso de la base de horquilla por los vértices que discurren inclinados del dentado pueden igualarse entre sí, por la longitud del dentado, las componentes de fuerza que actúan hacia fuera producidas por la introducción a presión. De este modo puede contrarrestarse una desviación de los ejes de las aberturas de cojinete en los brazos respecto a su orientación paralela. Los ejes de las aberturas de cojinete están preferiblemente orientados paralelos entre sí tanto antes como después de la introducción a presión de la sección de unión del árbol de accionamiento.

En una forma de realización ventajosa de la invención, los vértices de los dientes del dentado se sitúan sobre una envolvente cónica imaginaria, la abertura de paso se estrecha de este modo en la forma de realización especialmente preferida por toda su longitud de manera cónica desde el lado inferior hacia el lado en silla de montar de la base de horquilla. Sin embargo, según la forma de realización puede ser suficiente, prever la sección decreciente de los vértices de diente sólo por una zona entre toda y dos tercios o incluso sólo la mitad de su longitud.

Los ápices de las elevaciones de material de la sección de unión del árbol de accionamiento se sitúan preferiblemente sobre la envolvente de un cilindro imaginario.

Ventajas y detalles adicionales de la invención se explican a continuación mediante el dibujo adjunto.

En el dibujo muestran:

la figura 1 una sección central longitudinal esquemática a través de una horquilla articulada en cruz según la invención;

la figura 2a una representación ampliada esquemática de la horquilla articulada en cruz en la zona de la base de horquilla, según una primera forma de realización...

1. Unión de un árbol de accionamiento, especialmente de un árbol (2) de dirección, con una horquilla (1) articulada en cruz, que comprende una base (4) de horquilla con una abertura (7) de paso que presenta un eje (25) longitudinal para alojar una sección (15) de unión del árbol de accionamiento y dos brazos (8, 9) que sobresalen de un lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla, que se opone a un lado (5) inferior de la base (4) de horquilla, con aberturas (10, 11) de cojinete, estando dotada la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla de un dentado (14) con dientes (23, 23'), cuyos vértices (24, 24') de diente visto desde arriba sobre un diente (23, 23') respectivo discurren en la dirección del eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso, y estando el árbol de accionamiento introducido a presión en la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla, caracterizada porque el árbol de accionamiento presenta una sección (15) de unión dotada de elevaciones (16) de material periféricas y porque la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla se estrecha desde el lado (5) inferior hacia el lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla por un recorrido de los vértices (24, 24') de diente de los dientes (23, 23') del dentado (14), inclinado al menos por secciones respecto al eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso.

2. Unión según la reivindicación 1, caracterizada porque la longitud de la sección, en la que los vértices de diente adoptan un recorrido inclinado, asciende a más de la mitad, preferiblemente a más de dos tercios, aún más preferiblemente a toda la zona, de la longitud de los vértices de diente.

3. Unión según la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizada porque las alturas (h) de los vértices (24, 24') de diente están configuradas con un crecimiento monótono desde el lado (5) inferior hacia el lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla.

4. Unión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los ángulos (a) de inclinación de los vértices (24, 24') de diente son constantes por la longitud de un diente (23, 23') respectivo e iguales para todos los dientes (23, 23').

5. Unión según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los ápices de las elevaciones (16) de material periféricas de la sección (15) de unión del árbol de accionamiento se sitúan sobre la envolvente de un cilindro imaginario.

6. Unión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las elevaciones (16) de material periféricas están configuradas de forma anular.

7. Unión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los vértices (24') de diente de los dientes (23') del dentado (14) están configurados en forma de una meseta que se ensancha desde el lado (6) en silla de montar hacia el lado (5) inferior de la base (4) de horquilla.

8. Unión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las anchuras (b) de los dientes (23) disminuyen desde el lado (6) en silla de montar hacia el lado (5) inferior.

9. Procedimiento para la unión de un árbol de accionamiento, especialmente de un árbol (2) de dirección, con una horquilla (1) articulada en cruz, que comprende una base (4) de horquilla con una abertura (7) de paso que presenta un eje (25) longitudinal para alojar una sección (15) de unión del árbol de accionamiento y dos brazos (8, 9) que sobresalen de un lado (6) en silla de montar de la base (4) de horquilla, que se opone a un lado (5) inferior de la base (4) de horquilla, con aberturas (10, 11) de cojinete, dotándose la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla de un dentado (14) con dientes (23, 23'), que presentan vértices (24, 24') de diente que visto desde arriba sobre un diente (23, 23') respectivo discurren en la dirección del eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso, y dotándose la sección (15) de unión del árbol de accionamiento de elevaciones (16) de material periféricas e insertándose a presión la sección (15) de unión del árbol de accionamiento en la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla, configurándose la abertura (7) de paso de la base (4) de horquilla de manera que se estrecha desde el lado (5) inferior hacia el lado (6) en silla de montar por un recorrido de los vértices (24, 24') de diente de los dientes (23, 23') configurado inclinado al menos por secciones respecto al eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el dentado (14) se configura en primer lugar mediante un procedimiento con arranque de virutas con vértices de diente de los dientes (23') que discurren paralelos al eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso y a continuación mediante un procedimiento con arranque de virutas se configuran los vértices (24') de diente que discurren inclinados respecto al eje (25) longitudinal de la abertura (7) de paso.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el dentado (14) se conforma mediante una herramienta de conformación, preferiblemente se prensa.