ES2206340T3 - Disposicion para tubos amortiguadores portarruedas con un resorte helicoidal y un soporte de apoyo. - Google Patents
Disposicion para tubos amortiguadores portarruedas con un resorte helicoidal y un soporte de apoyo.Info
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Abstract
Disposición para tubos amortiguadores portarruedas con un resorte helicoidal y un soporte de apoyo, en particular para tubos amortiguadores portarruedas que soportan el muñón del eje de la rueda de un vehículo automóvil, que comprende - un rodamiento (7) centrado sobre un eje (x) principal, - un primer cuerpo (6) de soporte que se encuentra por debajo del rodamiento (7) y lo sujeta, así como - un resorte (1) helicoidal con una línea (f) de acción de fuerza colocada en un ángulo (a) respecto al eje (x) principal, y con un primer tramo (8) en su extremo del lado del rodamiento (7), que rodea por lo menos parcialmente el cuerpo (6) principal de apoyo, caracterizada porque el primer cuerpo (6) de soporte está centrado sobre el eje (x) principal y porque el primer tramo (8) del resorte (1) helicoidal presenta un final (17) de espira, que dentro de la zona de un ángulo (b) predeterminado se encuentra alrededor de la línea (f) de acción de la fuerza, constituyendo un plano (E1) principal, que se extiende a través línea (f) de acción de la fuerza y del eje (x) principal la partición del ángulo (b) en dos mitades.
Description
Disposición para tubos amortiguadores
portarruedas con un resorte helicoidal y un soporte de apoyo.
La invención se refiere a una disposición para
tubos amortiguadores portarruedas con un resorte helicoidal y un
soporte de apoyo, en particular para tubos amortiguadores
portarruedas que soportan el muñón del eje de la rueda de un
vehículo automóvil, que comprende un rodamiento centrado sobre un
eje principal, un primer cuerpo de soporte que se encuentra por
debajo del rodamiento y lo sujeta, así como un resorte helicoidal
con una línea de acción de fuerza colocada en ángulo respecto al
eje principal, y con un primer tramo en su extremo del lado del
rodamiento, que rodea por lo menos parcialmente el cuerpo principal
de apoyo.
Tubos amortiguadores portarruedas para vehículos
automóviles comprenden un amortiguador, que está unido a la
carrocería del vehículo por su extremo superior y al muñón del eje
de la rueda por su extremo inferior, un resorte helicoidal que
rodea al amortiguador, cuyo extremo inferior se encuentra unido con
el amortiguador por medio de un asiento para el resorte helicoidal,
así como un soporte de apoyo con un cuerpo de soporte que sujeta la
última espira superior del resorte helicoidal y está unido fijo con
ésta y con un rodamiento el cual por un lado está unido con el
cuerpo de soporte y por el otro con la carrocería del vehículo y el
cual permite un movimiento giratorio del resorte helicoidal durante
el movimiento de dirección de las ruedas.
Del documento WO 89/05242 se desprende una
disposición genérica que comprende un soporte de apoyo, un cuerpo de
soporte unido con el anterior así como un resorte helicoidal. En
éste el cuerpo de soporte sujeta el anillo del rodamiento del lado
del resorte del soporte de apoyo y se apoya contra la espira final
del resorte helicoidal por medio de un gran número de nervaduras,
que están distribuidas a lo largo de la cara frontal del cuerpo de
soporte y que poseen alojamientos adaptados al resorte. El eje del
resorte helicoidal está colocado en ángulo respecto al eje del
amortiguador.
El documento DE 41 10 471 A1 presenta un tubo
amortiguador portarruedas con un resorte helicoidal que está
dispuesto alrededor de un amortiguador. La línea de acción de la
fuerza del resorte helicoidal está dispuesta en ángulo respecto al
eje longitudinal del amortiguador. El resorte helicoidal se apoya
por su extremo superior contra una caja de resorte. La espira
superior del resorte helicoidal está centrada respecto a la línea
de acción de la fuerza, no presentando la caja del resorte
rodamiento alguno.
Del documento DE 35 01 106 A1 se desprende una
disposición para tubos amortiguadores portarruedas con un soporte de
apoyo y un resorte helicoidal, en el que el diámetro de espira del
resorte helicoidal decrece en la zona superior hasta el diámetro
medio del rodamiento fijo a la carrocería del vehículo, que soporta
elásticamente la barra del pistón del amortiguador. En éste el eje
del resorte helicoidal se encuentra inclinado hacia fuera respecto
al eje del amortiguador y permite de este modo una mejor
compensación de la fuerza transversal. Las fuerzas transversales son
absorbidas por medio del rodamiento radial de bolas.
Los tubos amortiguadores portarruedas en los que
la espira final del resorte helicoidal se apoya directamente contra
un soporte de apoyo, en los que además la línea de acción de la
fuerza del resorte helicoidal está colocada en ángulo respecto al
eje del amortiguador y en los que el rodamiento perteneciente al
soporte de apoyo está centrado sobre el eje del amortiguador, la
combinación entre fuerzas radiales y axiales en el rodamiento es
problemática. Debido a la inclinación del resorte helicoidal, sobre
el rodamiento actúan a parte de fuerzas axiales también fuerzas
radiales. Al mismo tiempo, debido a las tolerancias de fabricación,
las fuerzas axiales a lo largo de la periferia de la espira final
del resorte helicoidal no se mantienen constantes, sino que
presentan su máximo en el extremo de la espira y su mínimo entre el
final de espira y el extremo de la superficie de apoyo del lado del
rodamiento o del cuerpo de soporte del rodamiento.
En caso de que la fuerza transversal que actúa
sobre el rodamiento debido a la inclinación del resorte helicoidal
respecto al eje del amortiguador se transmita de tal modo que en la
zona de la línea de acción de la fuerza transversal no se produzca
fuerza axial alguna, entonces en este punto las bolas del rodamiento
no se mantienen en el fondo de la ranura. Estas pueden salirse del
fondo de la ranura lo cual tiene como consecuencia un
desplazamiento radial de ambos anillos del rodamiento. Debido a
ello, los retenes del rodamiento que soportan los anillos del
rodamiento pueden tocarse y puede producirse un par de giro mayor,
lo cual nuevamente conduce a un empeoramiento de la función de
dirección y a una reducción de la durabilidad del rodamiento.
Por ello la invención se plantea el problema de
proponer una disposición para tubos amortiguadores portarruedas con
un resorte helicoidal y con un soporte de apoyo que soporten en
particular muñones de eje de rueda, en los que la transmisión de la
fuerza que actúa sobre el soporte de apoyo desde el resorte
helicoidal esté optimizada, para una forma de realización, en la que
la línea de acción del resorte helicoidal se encuentre inclinada
respecto al eje del rodamiento perteneciente al soporte de
apoyo.
Este problema es resuelto según la invención a
partir de una disposición del tipo descrito al inicio, en el que el
primer cuerpo de soporte está centrado en el eje principal y el
primer tramo del resorte helicoidal presenta un final de espira,
que dentro de la zona de un ángulo predeterminado se encuentra
alrededor de la línea de acción de la fuerza respecto a un plano
principal, constituyendo el plano principal, que se extiende a
través línea de acción de la fuerza y del eje principal, la
partición del ángulo en dos mitades.
La ventaja de esta configuración reside en que
las fuerzas axiales, que precargan el rodamiento y con ello se
ocupan del contacto de los cuerpos de rodadura con los anillos del
rodamiento, presenten su máximo en la zona de la línea de acción de
la fuerza transversal. Gracias a ello se evita de un modo eficaz
que los cuerpos de rodadura del rodamiento se salgan de las ranuras
formadas por las anillos del rodamiento, lo cual conduciría a un
empeoramiento de la función del rodamiento y a una reducción de la
vida útil. Debido a que el resorte helicoidal está en contacto
directo con el cuerpo de soporte, se simplifica el diseño, lo cual
conduce igualmente a una reducción de costes de fabricación.
En otra configuración de la invención el resorte
helicoidal presenta un primer tramo, que partiendo del final de
espira presenta un radio constante por lo menos a lo largo de un
ángulo predeterminado de arrollado alrededor del eje. Además, de un
modo preferente el primer tramo del resorte helicoidal está
dispuesto a lo largo del ángulo de arrollado en un plano secundario
perpendicular al eje y además el radio del tramo principal del
resorte helicoidal se aproxima al radio del rodamiento. Gracias a
esta configuración la fuerza del resorte puede transferirse
directamente sobre el rodamiento sin utilizar piezas
adicionales.
En otra variante el resorte helicoidal presenta a
continuación del primer tramo de la espira final un segundo tramo
acodado que aumenta el radio del resorte helicoidal y en el que
además el resorte helicoidal abandona el plano secundario. Gracias
la acodado del resorte helicoidal se pueden conseguir arrollados de
la espira final alrededor del primer cuerpo de soporte o del
rodamiento de 200º o más. Con ello la fuerza del resorte puede
actuar sobre un ángulo de arrollado mayor, de modo que se obtiene
una distribución de fuerzas homogénea.
En otra variante, entre el primer tramo del
resorte helicoidal y el cuerpo de soporte está dispuesto un cuerpo
amortiguador. Este evita la transmisión de oscilaciones hacia la
carrocería del vehículo y incrementa con ello el confort.
Preferentemente el rodamiento está configurado a
modo de rodamiento axial o como rodamiento de bolas de contacto
angular, puesto que básicamente sobre el rodamiento actúan fuerzas
axiales del resorte helicoidal.
En una forma de realización preferente el ángulo
predeterminado es igual a 30º. Esto presenta la ventaja de que las
fuerzas axiales que actúan desde el resorte helicoidal sobre el
rodamiento presenten su máximo en la zona del ángulo de arrollado,
en el que actúan las fuerzas transversales que resultan de la
inclinación del resorte helicoidal respecto al eje. Para ello el
final de espira puede estar dispuesto o en el lado de la
inclinación de la línea de acción de la fuerza respecto al eje
principal o en el lado opuesto a la inclinación.
A continuación se explica un ejemplo preferente
de realización sobre la base de los dibujos representados de forma
esquemática.
Las figuras muestran:
La figura 1, una sección longitudinal de un
resorte helicoidal con soporte superior de apoyo
La figura 2, una sección longitudinal del soporte
de apoyo según la figura 1,
La figura 3 una distribución de fuerzas en el
punto de contacto del resorte helicoidal con el rodamiento y
La figura 4 un vista por encima de un resorte
helicoidal según la figura 1.
De la figura 1 se desprende una disposición para
un tubo 3 amortiguador portarruedas de un vehículo automóvil con un
resorte 1 helicoidal y un soporte 2 superior de apoyo.
El extremo superior del resorte 1 helicoidal se
apoya sobre un rodamiento 7 que se encuentra en el lado de la
carrocería que está dispuesto en un eje x por medio de un cuerpo 5
amortiguador en forma de soporte de goma así como un cuerpo 6 de
soporte. Al mismo tiempo la línea f de acción de la fuerza del
resorte helicoidal se encuentra inclinada un ángulo a respecto al
eje x. Por su extremo inferior del lado que del eje de la rueda, el
resorte 1 helicoidal es sujetado por un asiento 4 para el resorte
helicoidal. Por su lado, el asiento 4 pare el resorte helicoidal
debe ser unido a un amortiguador.
Tal como se desprende de la figura 2 el
rodamiento 7 está configurado como rodamiento axial encapsulado y
presenta una jaula 10 así como bolas 11 dispuestas en las aberturas
de la jaula, dos anillos 12, 13 del rodamiento, así como un retén
14 inferior, que soporta al anillo 12 inferior del rodamiento y un
retén 15 superior, que soporta al anillo 13 superior del rodamiento.
Para la absorción de fuerzas axiales y radiales el rodamiento 7 es
guiado entre un cuerpo 6 de soporte por abajo y un elemento 16 de
fijación que debe ser unido a la carrocería del vehículo por
arriba.
El cuerpo 6 de soporte y el cuerpo 5 de
amortiguación en la dirección del resorte 1 helicoidal están
configurados en forma de casquillo, pudiendo ser abrazados por el
resorte 1 helicoidal. El radio r del primer tramo 8 del resorte 1
helicoidal, en el que éste abraza al cuerpo 6 de soporte o al cuerpo
5 de amortiguación a lo largo del ángulo c, se corresponde
aproximadamente con el radio del rodamiento 7. Esto presenta la
ventaja de que la fuerza F del resorte puede actuar directamente
sobre el rodamiento 7.
\newpage
La transmisión de la fuerza del resorte 1
helicoidal sobre el cuerpo 6 de soporte y con ello también sobre el
rodamiento 7 no es constante a lo largo del primer 8 tramo del
resorte 1 helicoidal que abraza al cuerpo 6 de soporte. Más bien,
tal como se desprende de las figuras 3 y 4, las fuerzas máximas se
transmiten en el final 17 de espira y en el tramo del resorte 1
helicoidal, en el que el resorte helicoidal todavía se encuentra en
contacto con el rodamiento o con el cuerpo 6 de soporte, antes que
éste 1 abandone el plano E_{2} secundario. Puesto que la precarga
axial del rodamiento en la zona en la que el resorte 1 helicoidal
no transmite fuerza F_{2} axial alguna sobre el rodamiento 7 es
mínima, existe el peligro de que la fuerza F_{1} transversal
resultante de la inclinación del resorte 1 helicoidal respecto al
eje x del rodamiento separe los anillos 12, 13 del rodamiento.
Para evitar esto el resorte 1 helicoidal está
dispuesto de tal modo que el máximo de las fuerzas F_{2} que
actúan sobre el rodamiento 7 se encuentre en la zona de la línea
f_{1} de acción de las fuerzas F_{1} transversales. Esto se
consigue, tal como se desprende de la figura 4, porque el final 17
de espira del resorte 1 helicoidal está dispuesto dentro de un
ángulo b respecto al plano E_{1}, el cual se extiende por la
línea f de acción de la fuerza y el eje x.
Para ello, el final 17 de espira puede estar
dispuesto tanto en el lado de la inclinación de la línea f de
acción de la fuerza respecto al eje x del tubo 3 amortiguador
portarruedas como en el lado opuesto.
La disposición del final 17 de espira del resorte
1 helicoidal en la zona que se extiende a lo largo del ángulo b
alrededor de la línea f_{1} de acción de las fuerzas F_{1}
transversales, tiene como consecuencia, que cualquiera de las bolas
11 del rodamiento 7, que se encuentren en la zona mencionada, se
encuentren precargadas de forma considerable en dirección axial. Las
bolas 11 permanecen dispuestas en la base de la pista de los
anillos 12, 13 del rodamiento evitándose con ello un desplazamiento
radial de los anillos 12, 13 del rodamiento y así también de los
retenes 14, 15 entre sí.
| 1 | Muelle helicoidal |
| 2 | Soporte superior de apoyo |
| 3 | Tubo amortiguador portarruedas |
| 4 | Asiento del muelle helicoidal |
| 5 | Cuerpo de amortiguación |
| 6 | Cuerpo de soporte |
| 7 | Rodamiento |
| 8 | Primer tramo del resorte helicoidal |
| 9 | Segundo tramo del resorte helicoidal |
| 10 | Jaula |
| 11 | Bolas |
| 12 | Anillo inferior del rodamiento |
| 13 | Anillo superior del rodamiento |
| 14 | Retén inferior |
| 15 | Retén superior |
| 16 | Elemento de fijación |
| 17 | Final de espira |
| a | Angulo |
| b | Angulo |
| c | Angulo de arrollado |
| f | Línea de acción de la fuerza |
| f_{1} | Línea de acción de la fuerza radial (= línea de acción de la fuerza transversal) |
| r | Radio del primer tramo |
| x | Eje |
| E_{1} | Plano principal |
| E_{2} | Plano secundario |
| F | Fuerza del resorte |
| F_{1} | Fuerza radial (=fuerza transversal) |
| F_{2} | Fuerza axial |
Claims (10)
1. Disposición para tubos amortiguadores
portarruedas con un resorte helicoidal y un soporte de apoyo, en
particular para tubos amortiguadores portarruedas que soportan el
muñón del eje de la rueda de un vehículo automóvil, que
comprende
- -
- un rodamiento (7) centrado sobre un eje (x) principal,
- -
- un primer cuerpo (6) de soporte que se encuentra por debajo del rodamiento (7) y lo sujeta, así como
- -
- un resorte (1) helicoidal con una línea (f) de acción de fuerza colocada en un ángulo (a) respecto al eje (x) principal, y con un primer tramo (8) en su extremo del lado del rodamiento (7), que rodea por lo menos parcialmente el cuerpo (6) principal de apoyo,
caracterizada porque
- el primer cuerpo (6) de soporte está centrado sobre el eje (x) principal y porque el primer tramo (8) del resorte (1) helicoidal presenta un final (17) de espira, que dentro de la zona de un ángulo (b) predeterminado se encuentra alrededor de la línea (f) de acción de la fuerza, constituyendo un plano (E_{1}) principal, que se extiende a través línea (f) de acción de la fuerza y del eje (x) principal la partición del ángulo (b) en dos mitades.
2. Disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque el primer tramo (8) del resorte (1)
helicoidal partiendo del final (17) de espira presenta un radio (r)
constante por lo menos a lo largo de un ángulo (c) predeterminado
de arrollado alrededor del eje (x).
3. Disposición según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque el ángulo (c) de arrollado es mayor que
200º.
4. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 33, caracterizada porque e primer tramo (8) del resorte
(1) helicoidal a lo largo del ángulo (c) de arrollado se encuentra
en un plano (E_{2}) secundario perpendicular al eje (x).
5. Disposición según la reivindicación 2,
caracterizada porque el radio (r) del primer tramo (8) del
resorte (1) helicoidal se aproxima al radio del rodamiento (7).
6. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizada porque el resorte (1) helicoidal a
continuación del primer tramo (8) presenta un segundo tramo (9)
acodado, que aumenta el radio del resorte (1) helicoidal y en el
cual el resorte (1) helicoidal abandona el plano (E_{2})
secundario.
7. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizada porque entre el primer tramo (8) del
resorte (1) helicoidal y el cuerpo (6) de soporte está dispuesto un
cuerpo (5) de amortiguación.
8. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizada porque el rodamiento (7) está
configurado a modo de rodamiento axial o de rodamiento de bolas de
contacto angular.
9. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizada porque el ángulo (b) predeterminado es
igual a 30º.
10. Disposición según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizada porque el final (17) de espira está
dispuesto en el lado de la inclinación de la línea (f) de acción de
la fuerza respecto al eje (x) principal o en el lado opuesto a la
inclinación.
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