Conjunto de eje para un vehículo utilitario, con un eje (2; 102) fabricado a partir de un primer material metálico y con al menos un brazo oscilante longitudinal (8;

103, 104) fabricado a partir de un segundo material metálico que presenta una sección de unión (9; 118) con un alojamiento (9a; 112), en el que se asienta el eje (2; 102) con una sección hueca de acoplamiento (4; 110) de modo que el eje (2; 102) y el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) quedan unidos entre sí de manera resistente al giro, caracterizado porque - se cumple al menos una de las siguientes condiciones: a) el módulo de elasticidad EL del material metálico con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104), es menor que el módulo de elasticidad EA del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110), rodeada por ésta, del eje (2; 102); b) la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) es mayor que la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje; c) el límite de fluencia ReS o, si el material metálico no presenta un límite marcado de fluencia, el límite de alargamiento Rp0,2 del material metálico con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104), es mayor que el límite de fluencia ReS o el límite de alargamiento Rp0,2 del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110), rodeada por ésta, del eje (2; 102); y porque - el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) se encuentra bajo una tensión elástica al menos en la zona de su sección de unión (9; 118) debido a una operación de conformado, mientras que el eje (2; 102) está deformado plásticamente de manera permanente mediante un ensanchamiento al menos en la zona de su sección de acoplamiento (4; 110) rodeada por el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104), de modo que el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y el eje (2; 102) están unidos entre sí sólo por arrastre de fuerza de manera resistente al giro, y opcionalmente en cada caso - el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) está unido por arrastre de forma, de manera adicional a la unión por arrastre de fuerza, a la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) al interactuar un elemento moldeado (128) del eje (2; 102) por arrastre de forma con un elemento moldeado (125), conformado de manera correspondiente, del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104), y/o - la unión por arrastre de fuerza entre el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y la sección del eje (2; 102), rodeada por éste, está dimensionada en el estado nuevo de modo que al usarse el conjunto de eje (1; 101) se produce un movimiento relativo en el intervalo de micrómetros entre el eje (2; 102) y el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) que genera una abrasión que se deposita en la hendidura de ensamblaje (131) y dificulta a continuación el movimiento relativo.

Conjunto de eje para un vehículo utilitario y procedimiento para la fabricación de un conjunto de eje de este tipo La invención se refiere a un conjunto de eje para un eje no accionado de un vehículo utilitario con un eje fabricado a partir de un primer material metálico y con al menos un brazo oscilante longitudinal fabricado a partir de un segundo material metálico que presenta una sección de unión con un alojamiento, en el que se asienta el eje con una sección hueca de acoplamiento de modo que el eje y el brazo oscilante longitudinal quedan unidos entre sí de manera resistente al giro. Los conjuntos de eje de este tipo se usan, por ejemplo, en remolques o semirremolques de camiones y tractores de semirremolque.

Se conoce un gran número de este tipo de construcciones de eje identificadas también como "ejes rígidos". Usualmente comprenden un brazo oscilante longitudinal que en un extremo está acoplado de manera pivotante al chasis del vehículo mediante una articulación adecuada y en el otro lado está apoyado en el vehículo mediante una combinación de muelle/amortiguador. Esto posibilita un apoyo elástico simple de un eje que cumple los requisitos establecidos hasta el momento, por ejemplo, en el caso de los remolques o semirremolques de camiones. El comportamiento durante la marcha de conjuntos de eje del tipo en cuestión se puede mejorar al diseñarse el eje de manera flexible a la torsión al menos por secciones, de modo que los movimientos de los brazos oscilantes longitudinales, que soportan el eje, quedan desacoplados más fuertemente entre sí.

Como se resume en los documentos EP 0 830 959 B1 o DE 10 2006 009 441 A1, la unión entre los brazos oscilantes longitudinales y el eje soportado por estos se lleva a cabo en el estado de la técnica, por ejemplo, mediante apriete, atornillado o soldadura. Los brazos oscilantes longitudinales se fabrican usualmente en acero fundido, mientras que los ejes están fabricados, por el contrario, como perfiles a partir de un material de acero.

La desventaja de las construcciones conocidas de eje, que se explican arriba, es que requieren por lo general un alto costo de material y fabricación para que su apoyo en los brazos oscilantes longitudinales pueda absorber con suficiente seguridad las altas cargas originadas en la práctica.

Otro conjunto de eje del tipo indicado arriba se conoce del documento EP 0 713 791 B1 de tipo genérico. En una primera variante del conjunto de eje descrito en esta publicación se usa un brazo oscilante longitudinal configurado como perfil hueco de aluminio y cerrado en sus extremos. En un extremo se configura mediante un procedimiento de conformado, denominado también "hydroforming" (hidroconformado) , un elemento de cabeza que se provee a continuación de un orificio de paso orientado en transversal respecto a la extensión longitudinal del soporte longitudinal.

Para el hidroconformado del tipo descrito en el documento EP 0 713 791 B1, el componente hueco, que se va a deformar, se coloca en una matriz que reproduce la forma deseada del componente y se somete después a un líquido incompresible a alta presión. El material del brazo oscilante longitudinal comienza a fluir a continuación hasta quedar en contacto con las superficies interiores de la matriz. Por tanto, es posible configurar con una alta precisión en perfiles prefabricados elementos moldeados necesarios para la función posterior del componente que se va a fabricar respectivamente.

En el estado de la técnica descrito en el documento EP 0 713 791 B1, a fin de realizar el orificio de paso en el elemento de cabeza del brazo oscilante longitudinal producido mediante hidroconformado, el material de pared, existente en la zona prevista para esto, del brazo oscilante longitudinal se elimina mediante un procedimiento con arranque de virutas. La forma de la sección transversal del orificio es diferente aquí a la forma circular. A través del orificio del soporte longitudinal se encaja a continuación un eje, cuyas dimensiones exteriores están adaptadas a la forma del orificio del soporte longitudinal de tal modo que el eje se sitúa después de la inserción por arrastre de forma y de manera resistente al giro en el orificio del soporte longitudinal.

Según el documento EP 0 713 791 B1, el cierre por arrastre de forma entre el eje y el soporte longitudinal se puede optimizar al comprimirse a continuación el elemento de cabeza mediante una herramienta de apriete que actúa desde el exterior. Para este fin sirve también la propuesta del documento EP 0 713 791 B1 de ensanchar el eje situado en el brazo oscilante longitudinal mediante hidroconformado.

Asimismo, según el documento EP 0 713 791 B1 es posible asegurar la unión resistente al giro entre el soporte longitudinal y el eje al unirse estos entre sí mediante pegado o soldadura adicionalmente por arrastre de material o mediante procedimientos mecánicos, como el clinchado, adicionalmente por arrastre de fuerza y forma.

Por último, según el documento EP 0 713 791 B1, las secciones extremas del eje sobresalientes de forma libre respectivamente del soporte longitudinal se pueden moldear en cada caso al poderse usar para la conexión de una placa de soporte de rueda o como alojamiento de una articulación de caucho de una suspensión.

Las variantes del estado de la técnica descrito en el documento EP 0 713 791 B1 en las que se usa el hidroconformado, parten respectivamente de ejes y soportes longitudinales fabricados como perfiles extruidos a partir de un material de aluminio con la composición indicada asimismo en el documento EP 0 713 791 B1. Según una variante adicional del estado de la técnica descrito en el documento EP 0 713 791 B1 está previsto prefabricar el brazo oscilante longitudinal como elemento fundido, en el que ya está configurado un alojamiento, diferente de la forma circular, para el eje. El eje moldeado de manera correspondiente se encaja a continuación en el alojamiento del brazo oscilante longitudinal. Mediante la forma de la sección transversal, diferente de la forma circular, del eje y del alojamiento del brazo oscilante longitudinal se garantiza aquí una sujeción del eje resistente a la torsión en el alojamiento. La unión real entre el brazo oscilante longitudinal y el eje se lleva a cabo según el documento EP 0 713 791 B1 mediante pegado, soldadura o contracción.

La ventaja de las distintas variantes de configuración de un conjunto de eje, conocidas del documento EP 0 713 791 B1, es que en éstas es posible de manera relativamente simple moldear y fijar el eje de tal modo que, por una parte, tiene una sección central flexible a la torsión que se puede usar como un muelle de torsión, aunque, por la otra parte, está sujetado con seguridad en los brazos oscilantes longitudinales mediante sus secciones de acoplamiento asignadas en cada caso a los brazos oscilantes longitudinales.

A estas ventajas se opone la desventaja de que a pesar de usarse las técnicas modernas de fabricación, como el hidroconformado, resulta costosa la fabricación del conjunto conocido. Además, un conjunto de eje fabricado según el documento EP 0 713 791 B1 no es adecuado para absorber con suficiente seguridad las cargas originadas durante el uso práctico de un vehículo utilitario.

Teniendo en cuenta los antecedentes del estado de la técnica explicado arriba, la invención tiene el objetivo de crear un conjunto de eje y un procedimiento para su fabricación, que se pueda fabricar de manera económica y en el que se garantice de manera simple una unión con un funcionamiento óptimamente seguro entre los componentes individuales "brazo oscilante longitudinal" y "eje".

En relación con el conjunto de eje, este objetivo se consigue según la invención al estar configurado según la reivindicación 1. En la reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1 aparecen configuraciones ventajosas de un conjunto de eje según la invención.

En relación con el procedimiento, el objetivo mencionado arriba se consigue según la invención al realizarse las etapas de trabajo indicadas en la reivindicación 9 para la fabricación de un conjunto de eje configurado según la invención.

Un conjunto de eje según la invención comprende de acuerdo con el nivel de la técnica explicado al inicio un eje fabricado a partir de un primer material metálico, en especial un material de acero, y al menos un brazo oscilante longitudinal fabricado a partir de un segundo material metálico, en especial hierro fundido.

1. Conjunto de eje para un vehículo utilitario, con un eje (2; 102) fabricado a partir de un primer material metálico y con al menos un brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) fabricado a partir de un segundo material metálico que presenta una sección de unión (9; 118) con un alojamiento (9a; 112) , en el que se asienta el eje (2; 102) con una sección hueca de acoplamiento (4; 110) de modo que el eje (2; 102) y el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) quedan unidos entre sí de manera resistente al giro, caracterizado porque

- se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

a) el módulo de elasticidad EL del material metálico con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , es menor que el módulo de elasticidad EA del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) , rodeada por ésta, del eje (2; 102) ; b) la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) es mayor que la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje; c) el límite de fluencia ReS o, si el material metálico no presenta un límite marcado de fluencia, el límite de alargamiento Rp0, 2 del material metálico con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , es mayor que el límite de fluencia ReS o el límite de alargamiento Rp0, 2 del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) , rodeada por ésta, del eje (2; 102) ;

y porque

- el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) se encuentra bajo una tensión elástica al menos en la zona de su sección de unión (9; 118) debido a una operación de conformado, mientras que el eje (2; 102) está deformado plásticamente de manera permanente mediante un ensanchamiento al menos en la zona de su sección de acoplamiento (4; 110) rodeada por el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , de modo que el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y el eje (2; 102) están unidos entre sí sólo por arrastre de fuerza de manera resistente al giro, y opcionalmente en cada caso -el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) está unido por arrastre de forma, de manera adicional a la unión por arrastre de fuerza, a la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) al interactuar un elemento moldeado (128) del eje (2; 102) por arrastre de forma con un elemento moldeado (125) , conformado de manera correspondiente, del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , y/o -la unión por arrastre de fuerza entre el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y la sección del eje (2; 102) , rodeada por éste, está dimensionada en el estado nuevo de modo que al usarse el conjunto de eje (1; 101) se produce un movimiento relativo en el intervalo de micrómetros entre el eje (2; 102) y el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) que genera una abrasión que se deposita en la hendidura de ensamblaje (131) y dificulta a continuación el movimiento relativo.

2. Conjunto de eje según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento moldeado del eje (2; 102) es un resalto (128) producido mediante conformado en frío y dirigido hacia afuera en dirección radial y el elemento moldeado, conformado de manera correspondiente, del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) es una entalladura (125) , en la que engrana por arrastre de forma el resalto del eje (2; 102) .

3. Conjunto de eje según la reivindicación 2, caracterizado porque la entalladura (125) está moldeada en la superficie periférica interior de la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) .

4. Conjunto de eje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el eje (2; 102) está configurado como perfil hueco en forma de una sola pieza.

5. Conjunto de eje según la reivindicación 4, caracterizado porque el eje (2; 102) presenta una sección de torsión (6a; 107) más flexible a la torsión que su sección de acoplamiento (4; 110) .

6. Conjunto de eje según la reivindicación 5, caracterizado porque están previstos dos brazos oscilantes longitudinales (8; 103, 104) que rodean en cada caso una de las secciones extremas del eje (2; 102) y porque la sección de torsión (6a; 107) está dispuesta entre las secciones extremas (105; 106) .

7. Conjunto de eje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) está fabricado en forma de una sola pieza.

8. Conjunto de eje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) está hecho de un material de hierro fundido, en especial un material de fundición esferoidal.

9. Procedimiento para la fabricación de un conjunto de eje (1; 101) , configurado según una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende las siguientes etapas de trabajo:

a) poner a disposición un eje (2; 102) que presenta al menos una sección de acoplamiento (4; 110) hueca y accesible desde el exterior; b) poner a disposición un brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) que presenta un alojamiento (9a; 112) para la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) ,

- estando dimensionado el diámetro interior del alojamiento (9a; 112) en relación con las dimensiones exteriores de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) de modo que la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) se puede introducir con holgura en el alojamiento (9a; 112) , y cumpliéndose al menos una de las siguientes condiciones:

b.a) el módulo de elasticidad EL del material metálico, con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , es menor que el módulo de elasticidad EA del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) , rodeada por ésta, del eje (2; 102) ; b.b) la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) es mayor que la resistencia a la rotura Rm del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje; b.c) el límite de fluencia ReS o, si el respectivo material metálico no presenta un límite marcado de fluencia, el límite de alargamiento Rp0, 2 del material metálico, con el que está hecha la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) , es mayor que el límite de fluencia ReS o el límite de alargamiento Rp0, 2 del material metálico de la sección de acoplamiento (4; 110) , rodeada por ésta, del eje (2; 102) ;

c) ensamblar el brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y el eje (2; 102) , de modo que la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) asiente en el alojamiento del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) ; d) ensanchar la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) hasta que quede cerrada la hendidura de ensamblaje entre la superficie interior del alojamiento del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) y la superficie exterior de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) ; e) continuar realizando el ensanchamiento hasta que la sección de unión (9; 118) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) quede deformada elásticamente después de eliminarse la carga y la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) quede deformada plásticamente de manera permanente, de modo que la sección de unión (9; 118) está bajo una tensión elástica, por lo que el brazo oscilante longitudinal (8; 103; 104) y el eje (2; 102) quedan unidos entre sí sólo mediante una unión por arrastre de fuerza.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque en la superficie interior del alojamiento (9a; 112) del brazo oscilante longitudinal (8; 103, 104) está moldeada una entalladura (125) y porque después del ensamblaje con la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) se produce un resalto (128) que engrana en esta entalladura (125) .

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el resalto (128) se produce antes de ensancharse la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) .

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el ensanchamiento de la sección de acoplamiento (4; 110) del eje (2; 102) se realiza mediante un procedimiento a alta presión interior.