Articulación esférica con fuelle de sellado.

Articulación esférica que comprende

un alojamiento de articulación (102) que presenta una cavidad (104),

un perno esférico (106) con un cabezal esférico (108), un fuelle de sellado (342) con un asiento de sellado del lado del alojamiento (343) y un asiento de sellado del lado del perno en la forma de una boca de fuelle (344) que está en contacto con el perno esférico (306), en donde un cuerpo de fuelle (360) del fuelle de sellado se extiende entre el asiento de sellado del lado del alojamiento (343) y la boca de fuelle (344), y

una cubierta de articulación, en donde el cabezal esférico (108) se incorpora de manera móvil pivotante dentro de la cubierta de articulación (210) y la cubierta de articulación (210) se inserta en la cavidad (104) del alojamiento de articulación (102),

en donde la cubierta de articulación (210) presenta una brida de sujeción (240) y el fuelle de sellado (242) se sujeta a la brida de sujeción (240) en arrastre de forma, en donde en la brida de sujeción (240) se encuentra formada una elevación (246) y en la zona marginal del fuelle de sellado (242) una entalladura (248), y en donde la entalladura (248) del fuelle de sellado (242) y la elevación (246) de la brida de sujeción (240) están vinculadas entre sí, en donde la elevación (246) presenta una muesca.

Articulación esférica con fuelle de sellado La invención se refiere a una articulación esférica que sirve, en particular, para el uso en la región del tren de conducción de un vehículo a motor.

En el estado de la técnica se conocen numerosas articulaciones esféricas para vehículos a motor. Semejantes articulaciones esféricas constan por lo general de un perno esférico que está alojado de manera móvil en una cubierta de articulación de plástico, un alojamiento y un sistema de sellado que protege contra la penetración de suciedad y evita la salida de agente lubricante. Los pernos esféricos y las cubiertas de articulación se ensamblan en dirección axial en el alojamiento y se conectan de manera mecánica con el alojamiento. A través de la fuerza de montaje axial, la cubierta de plástico se somete a una pretensión axial o radial en el alojamiento, lo cual es necesario para la función de la articulación. De esta manera es posible cumplir con las especificaciones del cliente en cuanto a los momentos de movimiento, las vías de resorte y las elasticidades predeterminadas.

La cubierta de articulación esférica se conecta casi siempre a través de la deformación de un borde del alojamiento (por ejemplo, laminado de rodillos de un borde de laminado) de manera mecánica con el alojamiento. Este borde de laminado se forma ya sea directamente en la cubierta de la articulación o bien en una tapa de cierre o un anillo de cierre que refuerza el sellado y aumenta la fuerza de separación mecánica de la cubierta del alojamiento. Esta técnica de ensamblaje de la cubierta y de cierre de la articulación ha demostrado dar buenos resultados desde hace muchos años. Sin embargo, esta técnica presenta la desventaja de que se requiere un procesamiento de los alojamientos. A esto se suma que el procedimiento de cierre requiere una máquina especial de laminado de rodillos, en combinación con un tiempo de montaje correspondiente para el laminado de rodillos. En la figura 25 se representa una articulación esférica en la que se enrolla el borde de laminado de la tapa de cierre.

Las articulaciones para vehículos a motor se protegen mediante un fuelle de sellado o un manguito de sellado contra la penetración de suciedad y humedad o contra la salida de grasa de la articulación. A este respecto se presentan dos regiones de sellado: Por un lado, en la conexión del fuelle de sellado con el alojamiento (asiento fijo del fuelle de sellado) , en lo siguiente denominada como "sello del lado del alojamiento" y, por otro lado, en la conexión del fuelle de sellado con el perno esférico (en la que el fuelle se mueve de manera giratoria sobre el perno esférico) , en lo siguiente denominada como "sello del lado del perno". En las aplicaciones convencionales hoy en día para la fijación en ambos lados del fuelle de sellado en el alojamiento y en el perno esférico se usan anillos tensores, mediante los cuales se logra la acción de sellado deseada entre el fuelle de sellado y el alojamiento o el perno esférico. Esta combinación es de desventaja debido a los costos de fabricación comparativamente elevados.

La conexión de un fuelle de sellado en el alojamiento se realiza hoy en día de manera normal por medio de una ranura de fuelle colocada en el alojamiento, en la que se posiciona el fuelle de sellado conforme al contorno. Tal conexión se conoce, por ejemplo, por el documento DE 199 00 072 C2 y se muestra en la figura 26 en una vista en sección transversal. La presión de compresión que se requiere para la capacidad de sellado se aplica a través de un medio tensor (por lo general un anillo tensor) a fin de cumplir con las pruebas de sellado especificadas por el cliente. La conexión del fuelle de sellado que se muestra en la figura 26 se asocia con costos adicionales debido al anillo tensor requerido y a su montaje.

En el estado de la técnica se conocen como alternativa para la conexión de acuerdo con la figura 26 principios adicionales con los que es posible posicionar el fuelle de sellado en el perno esférico o en el alojamiento. La figura 26 muestra una solución con anillos de sujeción integrados en el fuelle de sellado que producen un asiento fijo del fuelle de sellado en el alojamiento o un asiento de sellado en el perno esférico. La figura 28 muestra una solución con un anillo metálico colocado de manera externa en el fuelle de sellado que a través de la deformación se conecta por arrastre de fuerza con el alojamiento. Por último, en la figura 29 se muestra una solución con un sello sin medios tensores del lado del alojamiento que sujeta al fuelle de sellado entre la cubierta de la articulación y el alojamiento. Sin embargo, a este respecto, entre el fuelle de sellado y la cubierta de la articulación no está prevista una conexión por arrastre de forma o de fuerza, de modo que no es posible un premontaje del fuelle de sellado y de la cubierta de la articulación.

La conexión del lado del perno de un fuelle de sellado en el perno esférico se realiza de manera convencional por medio de un borde inferior del fuelle de sellado, denominado boca de fuelle, el cual se posiciona en una ranura de fuelle realizada de manera redonda o rectangular en el perno esférico. En la figura 30 o en la figura 31 se muestra una ranura de fuelle configurada de manera redonda o rectangular de un perno esférico en una vista en sección transversal parcial, en donde la boca de fuelle se realiza conforme al contorno de la ranura del fuelle. Se conoce de manera adicional la forma en que la ranura de fuelle puede estar configurada entre un borde de unión del perno esférico y el cuerpo contrario de montaje, tal como se muestra en la vista en sección transversal de la figura 32.

La presión de compresión que se requiere para la capacidad de sellado del fuelle de sellado se aplica, por un lado, a 65 través de un asiento a presión que se refuerza a través de un medio tensor (por lo general, un anillo tensor, véase figuras 30-32) . Una desventaja a este respecto es que el anillo tensor y también su montaje son costosos. Como

alternativa, para esto se conocen también sellos libres de medios tensores del lado del perno, como se muestran en la figura 33. Sin embargo, semejantes sistemas están sujetos a las desventajas relativas a que con un asiento de compresión realizado de manera marcada pueden producir una torsión del fuelle durante la rotación y la subsiguiente destrucción del fuelle, o con un asiento de compresión más reducido pueden tener como resultado una capacidad de sellado insuficiente.

En las figuras 34 a 36 se representan articulaciones esféricas adicionales de acuerdo con el estado de la técnica. La figura 34 muestra una articulación esférica para un puntal estabilizador fabricado a partir de GFK en el que una cubierta de la articulación en forma de una cubierta de plástico se conecta por arrastre de material con el alojamiento de GFK mediante soldadura por ultrasonido. Además, se conocen cubiertas de articulación en la forma de cubiertas de plástico que se fijan en el alojamiento exclusivamente por medio de ganchos a presión apropiados (figura 35) o en las que un clip adicional se acopla mecánicamente con los ganchos a presión (figura 36) . La cubierta de plástico mostrada en la figura 35 se conoce, por ejemplo, por el documento DE 198 23 781 C5. La cubierta de plástico mostrada en la figura 36 se conoce, por ejemplo, por el documento US 5.676.485.

Las instalaciones de articulaciones, en particular, articulaciones esféricas pueden interconectarse mecánicamente a través de un cuerpo de puntal. A este respecto se coloca en ambos extremos de semejante cuerpo de puntal en cada caso una articulación esférica, con lo que, por ejemplo, en una suspensión de tren de conducción de un vehículo a motor se logra una conexión de articulación entre dos puntos. Aplicaciones típicas son puntales estabilizadores que forman una conexión entre un estabilizador y una suspensión de rueda. Semejantes puntales se someten a cargas de tracción y presión están formadas de manera predominante de varas de acero con alojamientos soldados de articulaciones, cuerpos de forjado de aluminio o cuerpos de fundición a presión o plástico con refuerzo de fibra de vidrio. La orientación de los pernos de articulaciones esféricas y los requerimientos de carga en cada caso son específicos para cada cliente, en donde se busca minimizar los costos y el peso con una transmisión máxima de la fuerza.

Las realizaciones convencionales de acero (figura 37) para los cuerpos de puntales antes mencionados son costosas y están hechas de material de vara completa con sección transversal y un alojamiento soldado de articulación. Ellas requieren gran profundidad de producción por el procesamiento mecánico, el proceso... [Seguir leyendo]

1. Articulación esférica que comprende un alojamiento de articulación (102) que presenta una cavidad (104) , un perno esférico (106) con un cabezal esférico (108) , un fuelle de sellado (342) con un asiento de sellado del lado del alojamiento (343) y un asiento de sellado del lado del perno en la forma de una boca de fuelle (344) que está en contacto con el perno esférico (306) , en donde un cuerpo de fuelle (360) del fuelle de sellado se extiende entre el asiento de sellado del lado del alojamiento (343) y la boca de fuelle (344) , y una cubierta de articulación, en donde el cabezal esférico (108) se incorpora de manera móvil pivotante dentro de la cubierta de articulación (210) y la cubierta de articulación (210) se inserta en la cavidad (104) del alojamiento de articulación (102) , en donde la cubierta de articulación (210) presenta una brida de sujeción (240) y el fuelle de sellado (242) se sujeta a la brida de sujeción (240) en arrastre de forma, en donde en la brida de sujeción (240) se encuentra formada una elevación (246) y en la zona marginal del fuelle de sellado (242) una entalladura (248) , y en donde la entalladura (248) del fuelle de sellado (242) y la elevación (246) de la brida de sujeción (240) están vinculadas entre sí, en donde la elevación (246) presenta una muesca.

2. Articulación esférica de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la brida de sujeción (240) está realizada de forma radialmente circunferencial o en forma de segmentos. 20

3. Articulación esférica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el fuelle de sellado (242) está sujetado en la brida de sujeción (240) adicionalmente en arrastre de fuerza.

4. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la muesca está 25 realizada de manera esférica, abombada o angular 5. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el fuelle de sellado (242) presenta en un lado opuesto a la entalladura (248) una superficie de contacto (252) adyacente al alojamiento de la articulación (212) , en la que se encuentra configurada una estructura de laminillas de sellado (250) . 30

6. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, con por lo menos un elemento de acoplamiento (112) que está dispuesto en un lado externo opuesto al cabezal esférico (108) de la cubierta de articulación (110) y que coopera con un borde de la cavidad (104) del alojamiento de articulación (102) , y con un elemento de sujeción (116) que en estado montado de la articulación esférica (101) está en contacto con una superficie circunferencial interna del elemento de acoplamiento (112) , de modo que a través de esto el elemento de acoplamiento (112) se mantiene acoplado con el borde de la cavidad (104) del alojamiento de articulación (102) y la cubierta de articulación (110) se asegura contra una salida de la cavidad (104) del alojamiento de articulación (102) , en donde el elemento de sujeción (116) se conecta con la cubierta de articulación (110) en su región de polo.

7. Articulación esférica de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la conexión del elemento de sujeción (116) con la cubierta de articulación (110) se realiza por arrastre de forma y/o por arrastre de material.

8. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la cubierta de articulación (110) se fabrica de una sola pieza en material plástico. 45

9. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la cubierta de articulación (110) presenta una superficie de cubierta cerrada.

10. Articulación esférica de acuerdo con la reivindicación 9, en la medida en que hace referencia a la reivindicación 50 6, en la que la superficie de cubierta cerrada está prevista en la región de polo, en la que la cubierta de articulación (110) está conectada con el elemento de sujeción (116) .

11. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que el elemento de sujeción (116) presenta una cavidad céntrica (118) , en particular, en la forma de una abertura de paso. 55

12. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que un borde exterior del elemento de sujeción (116) está unido en arrastre de material con la superficie circunferencial interior del elemento de acoplamiento (112) .

13. Articulación esférica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en la que el elemento de sujeción (116) está configurado como casco polar.