ES2242033T3

ES2242033T3 - Casquillo, sobre todo de biela.

Info

Publication number: ES2242033T3
Application number: ES02740255T
Authority: ES
Inventors: Michael Groth; Rudiger Meyer
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2005-11-01
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: DE10216167A1; EP1299658A1; US20030090045A1; ATE298847T1; US20060087065A1; WO2002088567A1; EP1299658B1; DE50203487D1; US6893010B2

Abstract

Casquillo (1), sobre todo casquillo de biela, que por lo menos se compone de: Un núcleo, hecho de metal o de un material plástico, que comprende un cubo de núcleo (2), que tiene dos caras frontales (3), con un primer diámetro (D1) y con un segundo diámetro (D2); como asimismo comprende este núcleo un bulón de núcleo (4), que se extiende en dirección del eje longitudinal Y y el que con la formación de dos vástagos de conexión (5) sobresale de las dos caras frontales del cubo de núcleo; Un casquillo exterior (6), que también está hecho de metal o de un material plástico; así como Una capa elástica (7), que está dispuesta entre el cubo de núcleo (2) y el casquillo exterior (6).

Description

Casquillo, sobre todo casquillo de biela.

La presente invención se refiere a un casquillo, en especial a un casquillo de biela, que por lo menos se compone de:

- Un núcleo, hecho de metal o de un material plástico (por ejemplo, sobre la base de éter de polifenileno), que comprende un cubo de núcleo que posee dos caras frontales, con un primer diámetro y con un segundo diámetro, como asimismo comprende un bulón de núcleo, que se extiende en dirección del eje longitudinal y el que - con la formación de dos vástagos de conexión - sobresale de las dos caras frontales del cubo de núcleo;

- Un casquillo exterior, que también está hecho de metal o de un material plástico; así como

- Una capa elástica, que está dispuesta entre el cubo de núcleo y el casquillo exterior.

Los casquillos de esta clase - haciendo para ello sobre todo referencia a las Patentes Alemanas Núms. DE 30 04 194 A1; DE 42 08 448 C2; así como DE 199 13 777 C1 - son empleados principalmente en la técnica de los vehículos sobre carriles, la que a continuación está descrita con más detalles.

Un aspecto de gran importancia es la guía de un juego o de tren con ruedas de un vehículo sobre carriles, por medio de una articulación elástica y sin holgura, de forma lineal en las tres direcciones del espacio y de forma torsional o cardánica alrededor del punto de giro de un brazo de guía que, por medio de unos elementos de guía (casquillo de biela), está fijado en el bastidor del vehículo sobre carriles. En este caso, el eje longitudinal y el eje vertical del vehículo están situados en la dirección radial del elemento de guía, mientras que el eje transversal del vehículo está situado en la dirección axial de este elemento de guía.

En el trasfondo de esta tecnología, tienen que ser cumplidas las siguientes exigencias:

a) Una exigencia esencial consiste en la elevada rigidez en la dirección radial y en la dirección axial. La requerida relación entre la rigidez radial y la rigidez axial está alrededor de 1 : 1 hasta 3 : 1. Al mismo tiempo, es deseable una reducida rigidez a la torsión con una elevada rigidez cardánica. La relación entre la rigidez torsional y la rigidez cardánica ha de ser, normalmente, de más o menos 10 : 1.

Sin embargo, la relación entre la rigidez radial y la rigidez axial es - en el caso de un casquillo cilíndrico de elastómero y con aproximadamente 5 : 1 hasta 10 : 1 - demasiado elevada.

Al tratarse de una rótulo esférico de elastómero, la relación entre la rigidez cardánica y la rigidez torsional es, con aproximadamente 3 : 1 hasta 5 : 1, excesivamente reducida.

Por consiguiente, las exigencias arriba mencionadas no pueden ser cumplidas, al mismo tiempo, por ninguno de los dos principios de construcción convencionales.

b) Otra exigencia consiste en el hecho de que, en el caso de necesidad, en la parte componente puede estar integrado un tope mecánico fijo, que actúa en la dirección radial.

Tampoco esta exigencia puede ser cumplida, por si sola, por ninguna de las dos formas de construcción, mencionadas bajo a).

Por consiguiente, la presente invención tiene el objeto de proporcionar un casquillo, sobre todo un casquillo de biela, que pueda cumplir el conjunto de las exigencias (a, b).

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue, conforme a las características de la reivindicación de patente 1), por el hecho de que:

- El cubo de núcleo y el bulón de núcleo constituyen un conjunto de núcleo de una sola pieza, el cual está realizado, sin embargo, en relación con la línea vertical, como dos piezas con respecto al eje longitudinal; a este efecto, las dos mitades de núcleo están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura;

- El cubo de núcleo experimenta - entre sus dos caras frontales y al producirse una variación en el ángulo - un estrechamiento, concretamente con la formación de un tercer diámetro; en este caso, las respectivas superficies de contacto del cubo de núcleo y del casquillo exterior se extienden de forma esencialmente correspondiente a la capa elástica; así como por el hecho de que:

- El casquillo exterior y la capa elástica están realizados, en relación con la línea vertical, como dos piezas con respecto al eje longitudinal; a este efecto, las dos mitades del casquillo exterior están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura, mientras que las dos mitades de la capa elástica se encuentran dispuestas a una determinada distancia entre si.

Según otra variante de construcción, resulta que el casquillo conforme a las características de la independiente reivindicación de patente 2) - y con unas características constructivas que, en cuanto a los demás puntos, son invariadas con respecto a la reivindicación de patente 1) - está caracterizado por el hecho de que el cubo de núcleo y el bulón de núcleo son unas partes componentes separadas; en este caso, el cubo de núcleo está realizado, en relación con la línea vertical, como dos piezas con respecto al eje longitudinal, mientras que el bulón de núcleo se extiende de forma continua e individida; en este caso, las dos mitades del cubo constituyen - dentro de la zona de contacto común entre cubo y bulón - un ensamblaje prensado con el bulón de núcleo.

Unas convenientes formas de realización para la presente invención están indicadas en las reivindicaciones de patente 3) hasta 17).

A continuación, la presente invención está explicada con más detalles por medio de unos ejemplos de realización y con referencia a los planos esquematizados adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 muestra un casquillo, en el cual el cubo de núcleo y el bulón de núcleo constituyen un ensamblaje de núcleo de una sola pieza;

La Figura 2 indica un casquillo, en el cual el cubo de núcleo y el bulón de núcleo representan unas partes componentes separadas; en este caso, las dos mitades del cubo chocan entre si; mientras que

La Figura 3 muestra un casquillo, en el cual el cubo de núcleo y el bulón de núcleo constituyen unas partes componentes separadas; a este efecto, las dos mitades del cubo están dispuestas a una determinada distancia entre si.

La Figura 1 indica un casquillo 1, que comprende un cubo de núcleo 2 que posee dos caras frontales 3, con un primer diámetro D1 y con un segundo diámetro D2; como asimismo comprende este casquillo un bulón de núcleo 4, que se extiende en dirección del eje longitudinal Y y el cual sobresale - con la formación de dos vástagos de conexión 5 - de las dos caras frontales del cubo de núcleo. El cubo de núcleo y el bulón de núcleo tienen una superficie de sección transversal, que es principalmente de forma circular.

El cubo de núcleo 2 y el bulón de núcleo 4 constituyen un conjunto de una sola pieza, el cual está realizado, sin embargo, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y; a este efecto, las dos mitades, A1 y A2, del núcleo se encuentran unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura 8.

Por una variación en el ángulo \alpha, el cubo de núcleo experimenta, entre sus dos caras frontales 3, un estrechamiento, concretamente con la formación de un tercer diámetro D3; en este caso, las respectivas superficies de contacto, 9 y 10, del cubo de núcleo y del casquillo exterior 6 se extienden de forma esencialmente correspondiente a la capa elástica 7.

El casquillo exterior 6, con la longitud total L y con el diámetro exterior D, así como la capa elástica 7, con la longitud total L2, están realizados, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y; en este caso, las dos mitades, B1 y B2, del casquillo están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura 11, mientras que las dos mitades, C1 y C2, de la capa elástica están dispuestas a una determinada distancia L1 entre si.

En la mayoría de los casos, la capa elástica 7 está realizada de forma circunferencial rotatoria, dado el caso, en combinación con unas piezas reniformes (Patente Alemana Núm. DE 199 31 079 A1, Figura 4a). No obstante, también puede ser empleada una capa elástica, que esté provista de unas cámaras separadoras (Patente Alemana Núm. DE 42 08 448 C1, Figura 2). La capa elástica 7 está hecha de un material elástico, en especial sobre la base de caucho natural (NR) o de un elastómero termoplástico (TPE). También existe la posibilidad de la realización como un resorte de capa (Patente alemana Núm. DE 199 13 777 C1). El espesor S de la capa elástica 7, el cual es esencialmente constante, es de 2 mms. hasta 30 mms., preferentemente de 10 mms. hasta 20 mms., en relación, concretamente, con un estado sin carga. La distancia L1 entre las dos mitades, C1 y C2, de la capa elástica comprende aproximadamente toda la parte central del cubo, con el tercer diámetro D3. Además, la longitud total L2 de la capa elástica es - con inclusión de la distancia L1 entre las dos mitades, C1 y C2, de la capa - más pequeña que la longitud total L del casquillo exterior 6.

De una manera conveniente, para el casquillo 1 han de ser aplicadas - en relación con D, D1, D2, D3, L, L1 y \alpha - las gamas de los valores siguientes:

L : D = 1 : 2 hasta 2 : 1, preferentemente 1,5 : 1;

D1 o D2 : D3 = 3 : 1 hasta 1,5 : 1, preferentemente 2,5 : 1 hasta 2 : 1;

L : L1 = 3 : 1 hasta 10 : 1, preferentemente 5 : 1 hasta 10 : 1;

\alpha = 2 grados hasta 80 grados, preferente 30 grados hasta 60 grados (Punto de referencia: Eje longitudinal Y).

La Figura 2 muestra un casquillo 1', en el cual el cubo de núcleo 2' y el bulón de núcleo 4' forman unas partes componentes separadas; en este caso, el cubo de núcleo está realizado en la forma de dos piezas, mientras que el bulón de núcleo se extiende de forma continua, y las dos mitades, A3 y A4, del cubo constituyen - dentro de la zona de contacto común 12 entre el cubo y el bulón - un ensamblaje prensado con el bulón de núcleo. Además, aquí chocan entre si las dos mitades, A3 y A4, del cubo (zona de choque 13).

El casquillo 1'', según lo indicado en la Figura 3, se diferencia del casquillo del ejemplo de realización de la Figura 2 solamente por el hecho de que las dos mitades, A5 y A6, del cubo de núcleo 2'' están dispuestas aquí a una distancia L3 entre si, la cual es más pequeña que la distancia L1 entre las dos mitades, C1 y C2, de la capa elástica. El bulón de núcleo 4'', que se extiende de forma continua, aumenta su espesor dentro de su parte central; en este caso, la medida del saliente 15 - en el aumento de espesor 14 del bulón - constituye al mismo tiempo el tope 16 para las dos mitades, A5 y A6, del cubo.

En lo que se refiere a más detalles sobre la construcción de los casquillos, 1' y 1'' se remite al ejemplo de realización indicado en la Figura 1.

Lista de referencias

1, 1', 1''	Casquillo (casquillo de biela)
2, 2', 2''	Cubo de núcleo
3	Caras frontales del cubo de núcleo
4, 4', 4''	Bulón de núcleo
5	Vástago de conexión
6	Casquillo exterior
7	Capa elástica
8	Sistema de lengüeta y ranura de núcleo
9	Superficie de contacto entre el cubo de núcleo y la capa elástica
10	Superficie de contacto entre el casquillo exterior y la capa elástica
11	Sistema de lengüeta y ranura del casquillo exterior
12	Zona de contacto entre el cubo y el bulón
13	Zona de choque
14	Aumento de espesor del bulón
15	Medida de sobrante
16	Tope
Al, A2	Mitades del núcleo
A3, A4	Mitades del cubo
A5, A6	Mitades del cubo
B1, B2	Mitades del casquillo exterior
C1, C2	Mitades de la capa
D	Diámetro del casquillo exterior
D1	Primer diámetro
D2	Segundo diámetro
D3	Tercer diámetro
L	Longitud total del casquillo exterior
L1	Distancia entre dos mitades de la capa
L2	Longitud total de la capa elástica
L3	Distancia entre dos mitades del cubo
S	Espesor (grosor) de la capa elástica
X	Línea vertical al eje longitudinal
Y	Eje longitudinal
\alpha	Angulo dentro de la zona del estrechamiento del cubo

Claims

1. Casquillo (1), sobre todo casquillo de biela, que por lo menos se compone de:

- Un núcleo, hecho de metal o de un material plástico, que comprende un cubo de núcleo (2), que tiene dos caras frontales (3), con un primer diámetro (D1) y con un segundo diámetro (D2); como asimismo comprende este núcleo un bulón de núcleo (4), que se extiende en dirección del eje longitudinal Y y el que - con la formación de dos vástagos de conexión (5) - sobresale de las dos caras frontales del cubo de núcleo;

- Un casquillo exterior (6), que también está hecho de metal o de un material plástico; así como

- Una capa elástica (7), que está dispuesta entre el cubo de núcleo (2) y el casquillo exterior (6);

Este casquillo, sobre todo casquillo de biela, está caracterizado porque:

- El cubo de núcleo (2) y el bulón de núcleo (4) constituyen un conjunto de núcleo de una sola pieza, el cual está realizado, sin embargo, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y; a este efecto, las dos mitades (Al, A2) del núcleo están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura (8);

- El cubo de núcleo (2) experimenta - entre sus dos caras frontales (3) y al producirse una variación en el ángulo \alpha

- un estrechamiento, concretamente con la formación de un tercer diámetro (D3); en este caso, las respectivas superficies de contacto (9, 10) del cubo de núcleo y del casquillo exterior (6) se extienden de forma esencialmente correspondiente a la capa elástica (7); así como caracterizado porque:

- El casquillo exterior (6) y la capa elástica (7) están realizados, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y; a este efecto, las dos mitades (B1, B2) del casquillo exterior están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura (11), mientras que las dos mitades (C1, C2) de la capa elástica se encuentran dispuestas entre si a la distancia L1.

2. Casquillo (1', 1''), sobre todo casquillo de biela, que por lo menos se compone de:

- Un núcleo, hecho de metal o de un material plástico, que comprende un cubo de núcleo (2', 2''), que tiene dos caras frontales (3), con un primer diámetro (D1) y con un segundo diámetro (D2); como asimismo comprende este núcleo un bulón de núcleo (4' 4''), que se extiende en dirección del eje longitudinal Y y el que - con la formación de dos vástagos de conexión (5) - sobresale de las dos caras frontales del cubo de núcleo;

- Una capa elástica (7), que está dispuesta entre el cubo de núcleo (2, 2'') y el casquillo exterior (6);

Este casquillo, sobre todo casquillo de biela, está caracterizado porque:

- El cubo de núcleo (2', 2'') y el bulón de núcleo (4', 4'') constituyen dos partes componentes separadas; a este efecto, el cubo de núcleo está realizado, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y, mientras que el bulón de núcleo se extiende de forma continua e individida; en este caso, las dos mitades (A3, A4: A5, A6) del cubo constituyen - dentro de la zona de contacto común (12) entre el cubo y el bulón - un ensamblaje prensado con el bulón de núcleo;

- Al ser efectuada una variación en el ángulo \alpha, el cubo de núcleo (2' 2'') experimenta un estrechamiento entre sus dos caras frontales (3), concretamente con la formación de un tercer diámetro D3; en este caso, las respectivas superficies de contacto (9, 10) del cubo de núcleo y del casquillo exterior (6) se extienden de forma esencialmente correspondiente a la capa elástica (7); así como caracterizado porque:

- El casquillo exterior (6) y la capa elástica (7) están realizados, en relación con la línea vertical X, como dos piezas con respecto al eje longitudinal Y; en este caso, las dos mitades (B1, B2) del casquillo exterior están unidas entre si en un ensamblaje prensado por medio de un sistema de lengüeta y ranura (11), mientras que las dos mitades (C1, C2) de la capa elástica se encuentran dispuestas entre si a la distancia L1.

3. Casquillo conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque las dos mitades (A3, A4) del cubo chocan entre si.

4. Casquillo conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque las dos mitades (A5, A6) del cubo están dispuestas entre si a la distancia L3.

5. Casquillo conforme a la reivindicación 4) y caracterizado porque el espesor del bulón de núcleo (4''), que se extiende de forma continua, está incrementado dentro de la parte central del mismo; en este caso, la medida de sobrante del aumento de espesor (14) constituye, al mismo tiempo, el tope (16) para las mitades de cubo (A5, A6), que están dispuestas entre si a la distancia L3.

6. Casquillo conforme a las reivindicaciones 4) o 5) y caracterizado porque la distancia L3 entre las dos mitades (A5, A6) del cubo es más pequeña que la distancia L1 entre las dos mitades (C1, C2) de la capa elástica.

7. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque la capa elástica (7) se compone de un material de elastómero o de un elastómero termoplástico.

8. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque la capa elástica (7) es un resorte de capas, constituido de por lo menos dos capas de un material de elastómero o de un elastómero termoplástico y de por lo menos una capa de metal o de un material plástico.

9. Casquillo conforme a las reivindicaciones 7) u 8) y caracterizado porque el material de elastómero está hecho sobre la base de caucho natural.

10. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 9) y caracterizado porque el espesor S de la capa elástica (7) es de forma esencialmente constante.

11. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 10) y caracterizado porque el espesor S de la capa elástica (7) es de 3 mms. hasta 30 mms., con preferencia es de 10 mms. hasta 20 mms. en relación, concretamente, con un estado sin carga.

12. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 11) y caracterizado porque el ángulo \alpha a del estrechamiento del cubo es de 2 hasta 80 grados, preferentemente es de 30 hasta 60 grados en relación, concretamente, con el eje longitudinal Y.

13. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 12) y caracterizado porque la distancia L1 entre las dos mitades (C1, C2) de la capa elástica comprende aproximadamente toda la parte central del cubo con el tercer diámetro D3.

14. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 13) y caracterizado porque la relación entre el primer diámetro D1 y el segundo diámetro D2 - que pueden ser iguales o distintos entre si - y el tercer diámetro D3 comprende la siguiente gama de valores:

D1 o D2 : D3 = 3 : 1 hasta 1,5 : 1, preferentemente 2,5 : 1 hasta 2 : 1.

15. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 14) y caracterizado porque la relación entre la longitud total L del casquillo exterior (6) y la distancia L1 entre las dos mitades (C1, C2) de la capa elástica comprende la siguiente gama de valores:

L : L1 = 3 : 1 hasta 10 : 1, preferentemente 5 : 1 hasta 10 : 1.

16. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 15) y caracterizado porque la longitud total L2 de la capa elástica (7) es - con inclusión de la distancia L1 entre las dos mitades (C1, C2) de la capa - más pequeña que la longitud total L del casquillo, exterior (6).

17. Casquillo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 16) y caracterizado porque la relación entre la longitud total L y el diámetro exterior D del casquillo exterior (6) comprende la siguiente gama de valores:

L : D = 1 : 2 hasta 2 : 1, preferentemente 1,5 : 1.