ES2224730T3 - Cojinete de caucho con distinto comportamiento caracteristico en el sentido del contorno. - Google Patents
Cojinete de caucho con distinto comportamiento caracteristico en el sentido del contorno.Info
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Abstract
Cojinete de caucho con distinto comportamiento característico en el sentido del contorno para su montaje en un orificio de alojamiento (10) de forma cilíndrica, compuesto por una pieza interior (1) y un elastómero (4) que rodea la pieza interior (1) unida a ésta mediante vulcanización, con un perfil exterior básicamente de forma cilíndrica, que presenta escotaduras (6) para obtener secciones del contorno con una característica blanda, en el que el perfil exterior (3) de la superficie de sección transversal de la pieza interior (1) presenta una configuración que se desvía de la forma circular y la altura de caucho (5) del elastómero (4) del cojinete que debe montarse en el orificio de alojamiento (10) mediante la eliminación una pieza exterior (13) estabilizante, varía conforme a la sección transversal de la pieza interior (1), en el que en la zona de las escotaduras (6), la pieza interior (1) tiene su máxima dilatación radial y el elastómero (4), que presenta en estas zonas una tensión previa incrementada en estado de montaje, tiene su altura de caucho (5) menor, caracterizado porque el cojinete de caucho en la región del borde, para evitar la formación de una presión incrementada en estado de montaje del cojinete de caucho, presenta canales (14) que posibilitan una salida de aire o de medio de amortiguación líquido desde una escotadura (6) hacia la respectiva escotadura (6) opuesta.
Description
Cojinete de caucho con distinto comportamiento
característico en el sentido del contorno.
La presente invención se refiere a un cojinete de
caucho con distinto comportamiento característico en el sentido del
contorno, que se prevé para el montaje en un alojamiento de forma
cilíndrica.
Especialmente en la fabricación de automóviles se
montan en muchas ocasiones cojinetes de caucho de las más variadas
realizaciones. Su montaje tiene lugar, especialmente, en
componentes para la suspensión de las ruedas, por ejemplo, para el
cojinete del brazo de suspensión. En general, los cojinetes se
componen por una pieza interior de forma tubular, que está rodeada
por un elastómero y unida a éste mediante vulcanización. El
alojamiento del cojinete tiene lugar en una sección transversal
exterior del tubo de forma cilíndrica.
En muchas ocasiones, es conveniente configurar
los cojinetes de forma que presenten zonas con distinto
comportamiento característico respecto a su sentido del contorno.
Para conseguir esto, se prevén escotaduras en el elastómero. En las
zonas de estas escotaduras, el cojinete presenta, entonces, una
característica más blanda. No obstante, de esta forma, en las zonas
mencionadas, el esfuerzo del elastómero es especialmente elevado
debido a fuerzas registradas radialmente. Con objeto de transmitir
una fuerza regular y para evitar un aplastamiento del caucho, así
como para proteger el elastómero frente a un desgaste prematuro por
sobreesfuerzo, resulta necesario estabilizar el elastómero a través
de medidas adecuadas. Para ello, es habitual unir el elastómero con
una pieza exterior configurada como manguito cilíndrico, que se
compone, por ejemplo, de aluminio o plástico. Esto condiciona un
coste de fabricación elevado y actúa, por tanto, de forma
desventajosa sobre los costes de producción. Si, por el contrario,
se renuncia a una pieza exterior de estabilización de este tipo,
existen entonces, no obstante, límites relativamente estrechos en
cojinetes de configuración tradicional respecto a la proporción
característica que debe conseguirse, es decir, a la proporción entre
característica blanda y dura. Al mismo tiempo, en general, se
alcanzan de este modo, como máximo, diferencias de características
de hasta el 20%.
Del documento GB945860A se conoce un cojinete de
caucho con distinto comportamiento característico en el sentido del
contorno para el montaje en un orificio de alojamiento de forma
cilíndrica de un componente del vehículo, que se compone de una
pieza interior y un elastómero que rodea la pieza interior unida a
ésta mediante vulcanización con perfil exterior de forma básicamente
cilíndrica, en el que el elastómero presenta escotaduras para
obtener secciones del contorno con una característica blanda y el
contorno exterior de la superficie de la sección transversal de la
pieza interior dispone de una configuración que se desvía de la
forma circular. La altura de caucho del elastómero del cojinete que
debe montarse en el orificio de alojamiento varía de forma
correspondiente a la sección transversal de la pieza interior, en la
que en la zona de las escotaduras, la pieza interior tiene su
máxima dilatación radial y el elastómero que presenta una tensión
previa en estado de montaje en estas zonas, tiene su mínima altura
de caucho. El cojinete caucho conocido del documento GB945860A
puede montarse, también, en el orificio de alojamiento del
componente del vehículo, eliminando una pieza exterior que
estabiliza el elastómero.
El objetivo de la presente invención es, por
tanto, realizar un cojinete de caucho, en el que puedan realizarse
grandes diferencias de características de forma comparable respecto
a distintas direcciones y cuya estructura esté simplificada
respecto a los cojinetes conocidos hasta ahora con grandes
diferencias entre característica blanda y dura.
Según la invención, este objetivo se alcanza
mediante un cojinete de caucho, que presenta las características de
la reivindicación principal. Configuraciones ventajosas del
cojinete según la invención se indican en las reivindicaciones
subordinadas.
El cojinete de caucho propuesto con la presente
solución con distinto comportamiento característico en el sentido
del contorno, que se prevé para el montaje en un orificio de
alojamiento de forma cilíndrica, se compone de forma conocida de una
pieza interior y un elastómero que rodea la pieza interior, unido a
ésta mediante vulcanización con perfil exterior básicamente de forma
cilíndrica, que presenta escotaduras para obtener secciones del
contorno con característica blanda. El perfil exterior de la
superficie de sección transversal de la pieza interior presenta,
contrariamente a su perfil interior, una configuración que se
desvía de la forma circular. La altura de caucho del elastómero del
cojinete, montado en el orificio de alojamiento mediante la
eliminación de un anillo exterior estabilizador, varía conforme a la
sección transversal de la pieza interior, en el que en la zona de
las escotaduras la pieza interior tiene su máxima dilatación radial
y el elastómero, que presenta en estas zonas una elevada tensión
previa, tiene su altura de caucho menor.
Siempre que en caso de carga del cojinete se
produzca una presión elevada en un espacio hueco formado por una
escotadura debido al aire que se encuentra en el interior, tiene
lugar una compensación de presión mediante un canal previsto a tal
efecto entre este espacio hueco y la escotadura opuesta. De este
modo, en caso de obturación correspondiente del cojinete, también,
es concebible colocar, adicionalmente, un medio amortiguador
líquido en los espacios huecos formados, que puede salir a través
de los canales conforme a la carga respectiva.
Según una configuración de la invención, la pieza
interior presenta una forma en sección transversal similar a un
rectángulo, en la que los lados cortos de esta forma rectangular
están redondeados y configurados de forma abombada en sentido
radial hacia fuera como un semicírculo. De este modo, para la pieza
interior resulta un gran eje principal para la pieza interior que
discurre a través del eje central longitudinal del cojinete, y en
ángulo recto respecto a éste un eje secundario. En otra
configuración posible, la pieza interior presenta la forma de una
elipse, que está aplanada en los extremos de su eje principal.
La proporción del eje principal al eje secundario
asciende, así mismo, según configuraciones del cojinete según la
invención relevantes para la práctica a 3:2 ó 26:17, mediante lo
cual se obtiene una proporción característica de 2:1. A través de
la medición de la proporción entre el eje principal y el eje
secundario de la pieza interior y un perfil exterior del elastómero
ajustado se obtienen las proporciones características más diversas
en el sentido de la invención.
Así, manteniendo el principio básico según la
invención existe otra configuración ventajosa del cojinete de
caucho, que adicionalmente a la forma modificada de la pieza
interior lleva a cabo una ligera modificación del perfil exterior
del elastómero, en el que la altura de caucho del elastómero se
amplía de forma que la pieza interior con el elastómero presenta
una diámetro exterior, que antes del montaje del cojinete es mayor
que el diámetro interior del orificio de alojamiento.
Adicionalmente, es posible influir en las proporciones
características, de forma que junto a las escotaduras se configuran
deformaciones limitadas localmente y orientadas radialmente hacia
fuera. En la zona de estas deformaciones, se incrementa de este
modo la altura de caucho antes del montaje del cojinete. Mediante
el montaje en el orificio de alojamiento, el elastómero se encaja
en la zona de las escotaduras, de forma que las escotaduras se
reducen y el elastómero tiene en esta zona de nuevo su altura de
caucho menor. Durante la introducción según especificación, las
deformaciones en el elastómero visibles antes del montaje actúan
como tope limitador de recorrido respecto a las cargas que aparecen
radialmente. Teniendo en cuenta que, de este modo, se producen
ciertos efectos sobre el comportamiento característico, es
concebible influir de forma apropiada en el comportamiento
característico mediante la configuración de topes de este tipo y su
dimensión. En cualquier caso, es esencial para la invención
mantener las escotaduras independientemente del perfil exterior del
elastómero y de la forma de la pieza interior en estado de montaje y
configurar un espacio hueco entre el elastómero y el
alojamiento.
Mediante la eliminación de la pieza exterior, el
cojinete de caucho según la invención presenta una estructura
claramente simplificada. De este modo, resulta también una
considerable ventaja de coste del cojinete según la invención
respecto a los cojinetes de caucho comparables conocidos hasta
ahora. Además, debe considerarse como ventajosa la reducción de
peso resultante.
Mediante la configuración correspondiente de la
pieza interior y una posible modificación adicional del perfil
exterior del elastómero básicamente de forma cilíndrica, se
consigue una variabilidad muy elevada respecto a las proporciones
de comportamiento. De este modo, puede alcanzarse, por ejemplo, una
proporción característica de 2:1, que sería realizable hasta ahora
según el estado de la técnica únicamente montando una pieza
exterior. Además, la proporción característica respectiva puede
ajustarse favorablemente de forma sencilla y precisa.
A continuación se explica en detalle la invención
mediante un ejemplo de realización. En el dibujo correspondiente se
muestra:
Figura 1 la representación del principio del
cojinete según la invención,
Figura 2a: una variante del cojinete según la
invención con una altura de caucho incrementada cerca de las
escotaduras,
Figura 2b: el cojinete según la figura 2 tras el
montaje en la escotadura,
Figura 3: el cojinete según la invención en una
vista lateral,
Figura 4: un cojinete con distinto comportamiento
característico según el estado de la técnica.
La figura 1 ilustra la estructura básica del
cojinete según la invención en una representación en sección
transversal. El elastómero 4 está dispuesto alrededor de una pieza
interior y unida a ésta mediante vulcanización. Para obtener una
característica más blanda en sentido y, el elastómero 4 presenta
escotaduras 6. Las piezas que configuran el cojinete se montan en un
orificio de alojamiento 10 de forma cilíndrica, antes de su uso
según especificación. Contrariamente a los cojinetes conocidos
hasta ahora, el montaje tiene lugar con grandes diferencias
características como, por ejemplo, una ilustrada a través del
cojinete según la figura 4, eliminando un anillo exterior 13 que
rodea el cojinete. Debido a la configuración según la invención, no
es necesaria una medida de estabilización de este tipo. A través de
la configuración de la pieza interior, se generan zonas pretensadas
en el elastómero tras su montaje en el orificio de alojamiento y,
de este modo, se evita un movimiento relativo entre el elastómero y
el orificio de alojamiento por carga, especialmente, a través del
giro del componente. El elastómero 4 puede girar en sí mismo, en
todo caso en escasa medida, en caso de carga correspondiente. En el
presente caso, la pieza interior 1 presenta, como se puede ver, un
perfil interior 2 de forma tubular y un perfil exterior 3 con una
configuración elíptica. En los extremos de su eje principal 7, está
elipse está configurada de forma aplanada. A través de la
configuración descrita de la pieza interior 1 descrita, tras el
montaje en el orificio de alojamiento 10 se reduce la altura de
caucho resultante en la zona de las escotaduras 6. Así mismo, el
elastómero 4 presenta mediante la configuración de la pieza interior
1 en estas zonas una tensión previa incrementada. Para obtener una
característica más blanda en sentido y es importante, que la pieza
interior 1 y el elastómero 4 unido a ésta estén configurados de
forma que las escotaduras 6 se mantengan, también, después del
montaje en el orificio de alojamiento 10 o en el tubo de
alojamiento.
En el ejemplo representado, el eje principal y el
eje secundario 7, 8 de la pieza interior 1 se encuentran en una
proporción de longitud de 3:2. De este modo, al usar un elastómero
4 de calidad de material normal se consigue una proporción de
características entre el sentido "y" y "x" de 2:1. En la
zona de las escotaduras 6, la medida tomada lleva a una
característica claramente más blanda, sin que el elastómero se
sobre-esfuerza en esta zona. Renunciando a una
pieza exterior estabilizadora no puede obtenerse una proporción
característica de este tipo en una configuración tradicional del
cojinete conforme al estado de la técnica. Sin pieza exterior, en
cojinetes según el estado de la técnica se consigue, normalmente,
una característica como máximo un 20% más blanda en la zona de las
escotaduras.
En la figura 2a se representa una variante del
cojinete según la invención, en la que, junto a la variación de
forma de la pieza interior 1 llevada a cabo, se prevé
adicionalmente una modificación del perfil exterior del elastómero
4. Así mismo, la altura de caucho 5 del elastómero 4 se incrementa
de forma que el elastómero 4 con la pieza interior 1 unida presenta
antes del montaje un diámetro exterior, que es superior al diámetro
interior del orificio de alojamiento 10. En la forma de realización
representada, el perfil exterior 11 del elastómero 4 presenta,
además, respectivamente, una deformación 9 en zonas limitadas
localmente junto a las escotaduras, a través de la cual la altura
de caucho 5 en esta zona se amplía adicionalmente antes del montaje
en el orificio de alojamiento 10. De este modo, en estas zonas se
genera un tope, que actúa limitando el recorrido y, así, conduce a
una estabilización adicional del elastómero 4. También es
concebible, de este modo, llevar a cabo un ajuste preciso del
comportamiento del cojinete. No obstante, en estado de montaje, el
elastómero 4 presenta también una altura de caucho 5 en la zona de
los topes 9 que, debido a la compresión necesaria, es menor que la
altura en las zonas desplazadas 90º respecto a las escotaduras. El
principio de la invención permanece, en tanto se tiene en cuenta,
que las escotaduras existen también después del montaje, y se
mantienen llenas.
En la figura 2b se representa el cojinete según
la figura 2a tras el montaje en el orificio de alojamiento 10. Como
se observa, la disposición presenta una apariencia aprox. igual a
la figura 1. Simplemente las escotaduras son algo menores debido al
elastómero 4 introducido en las zonas en que la altura de caucho se
ha incremento.
La figura 3 muestra una representación del
cojinete según la invención en una vista lateral. Se reconoce
claramente la configuración del elastómero 4 con las escotaduras 6
introducidas. Puesto que el aire contenido en las escotaduras 6,
también tras el montaje en el orificio de alojamiento 10, se
comprime en un efecto de fuerza radial en esta zona, se prevén
canales 14 para evitar la formación de una presión incrementada en
el borde del cojinete, mediante los cuales el aire puede salir
hacia la escotadura opuesta 6. El cojinete representado se prolonga
en su extensión axial mediante la longitud axial del orifico de
alojamiento 10 no representado en la figura. Las zonas exteriores 15
del elastómero 4 que sobresalen del orifico de alojamiento 10 tras
el montaje tienen un diámetro aumentado respecto al cuerpo del
cojinete real. De este modo, el cojinete introducido en el orificio
de alojamiento 10 se protege frente a la suciedad que penetra del
exterior a modo de junta. En principio, esta variante de
configuración permite la posibilidad de introducir un medio de
amortiguación líquido, para influir en el comportamiento de
amortiguación adicionalmente en las escotaduras 6, que forman
espacios huecos limitados mediante su perfil interior 12 tras el
montaje en el orifico de alojamiento 10. Este puede circular cuando
surjan cargas entre las escotaduras 6 a través de los canales
–naturalmente se supone una estanqueidad exterior suficiente del
cojinete.
Como comparación, en la figura 4 se representa la
configuración de un cojinete con comportamiento característico
variable según el estado de la técnica. Como se aprecia, en este
cojinete se prevén también escotaduras 6 en el elastómero para
influir en el comportamiento característico. No obstante, debido a
la forma cilíndrica de la parte interior del cojinete 1 se
interrumpe el elastómero en la zona de las escotaduras en caso de
introducción de un esfuerzo mayor. Para evitar un aplastamiento y
una reducción de la duración del elastómero 4, el elastómero 4 está
rodeado por un anillo 13 estabilizador.
- 1.
- Pieza interior
- 2.
- Perfil interior de la pieza interior
- 3.
- Perfil exterior de la pieza interior
- 4.
- Elastómero, caucho
- 5.
- Altura del caucho
- 6.
- Escotadura
- 7.
- Eje principal
- 8.
- Eje secundario
- 9.
- Deformación, tope
- 10.
- Orificio de alojamiento
- 11.
- Perfil exterior del elastómero
- 12.
- Perfil interior del orificio de alojamiento
- 13.
- Pieza exterior
- 14.
- Canal
- 15.
- Borde del elastómero
- 16.
- Sentido axial
Claims (9)
1. Cojinete de caucho con distinto comportamiento
característico en el sentido del contorno para su montaje en un
orificio de alojamiento (10) de forma cilíndrica, compuesto por una
pieza interior (1) y un elastómero (4) que rodea la pieza interior
(1) unida a ésta mediante vulcanización, con un perfil exterior
básicamente de forma cilíndrica, que presenta escotaduras (6) para
obtener secciones del contorno con una característica blanda, en el
que el perfil exterior (3) de la superficie de sección transversal
de la pieza interior (1) presenta una configuración que se desvía
de la forma circular y la altura de caucho (5) del elastómero (4)
del cojinete que debe montarse en el orificio de alojamiento (10)
mediante la eliminación una pieza exterior (13) estabilizante,
varía conforme a la sección transversal de la pieza interior (1), en
el que en la zona de las escotaduras (6), la pieza interior (1)
tiene su máxima dilatación radial y el elastómero (4), que presenta
en estas zonas una tensión previa incrementada en estado de
montaje, tiene su altura de caucho (5) menor, caracterizado
porque el cojinete de caucho en la región del borde, para evitar la
formación de una presión incrementada en estado de montaje del
cojinete de caucho, presenta canales (14) que posibilitan una salida
de aire o de medio de amortiguación líquido desde una escotadura
(6) hacia la respectiva escotadura (6) opuesta.
2. Cojinete de caucho según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pieza interior (1) presenta una
forma en sección similar a un rectángulo, en el que los lados
cortos de esta superficie en sección transversal similar a un
rectángulo están abombados hacia fuera en sentido radial en forma de
arco circular y la superficie en sección transversal presenta un
eje principal (7) con una altura máxima de material de la pieza
interior (1) en sentido radial y un eje secundario (8) con una
altura mínima de material de la pieza interior (1) en sentido
radial.
3. Cojinete de caucho según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pieza interior (1) presenta la forma
de una elipsis, que está aplanada en los extremos de su eje
principal (7).
4. Cojinete de caucho según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque el eje principal y el eje secundario
(7, 8) están configurados en una proporción entre sí de 2:3 y el
cojinete presenta una proporción característica de 2:1.
5. Cojinete de caucho según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque el eje principal y el eje secundario
(7, 8) están configurados en una proporción entre sí de 26:17 y el
cojinete presenta una proporción característica de 2:1.
6. Cojinete de caucho según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elastómero
(4) presenta una altura de caucho (5) incrementada, a través de la
cual el diámetro exterior del elastómero (4) antes del montaje en
el orificio de alojamiento (10) es mayor que el diámetro interior
del orificio de alojamiento (10), en el que las escotaduras (6) en
el elastómero (4) se mantienen tras el montaje y el elastómero (4)
tiene su altura de caucho (5) menor en la zona de las escotaduras
(6).
7. Cojinete de caucho según la reivindicación 6,
caracterizado porque el elastómero (4) junto a las
escotaduras (6) configuradas, presenta deformaciones (9) limitadas
localmente y orientadas radialmente hacia fuera, en cuya zona el
elastómero (4) antes del montaje del cojinete en el orificio de
alojamiento (10) presenta una altura de caucho (5) aumentada
respecto a las zonas contiguas y a través de la cual, tras el
montaje en el orificio de alojamiento (10), al introducir el
cojinete según la especificación, se configura un tope que actúa
frente a cargas radiales que aparecen limitando el recorrido.
8. Cojinete de caucho según una de las
reivindicaciones 1-7, caracterizado porque en
las escotaduras (6) que configuran una cámara entre el elastómero
(4) y el perfil interior (12) del orificio de alojamiento (10) se
introduce un medio de amortiguación líquido.
9. Cojinete de caucho según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el elastómero
(4) en sentido axial (16) se prolonga sobre la extensión axial del
orificio de alojamiento (10) y en los bordes (15) que se encuentran
fuera del orificio de alojamiento (10) tras el montaje presenta un
diámetro exterior ampliado ligeramente respecto al diámetro
interior del orificio de alojamiento (10), mediante lo cual el
cojinete se obtura frente a posibles impurezas.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19859067 | 1998-12-22 | ||
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