ES2261682T3 - Montaje de la unidad de cojinete para un cubo de rueda en un sistema de suspension de un vehiculo automovil. - Google Patents
Montaje de la unidad de cojinete para un cubo de rueda en un sistema de suspension de un vehiculo automovil.Info
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Abstract
Un método para montar un cojinete de cubo de rueda de vehículo automóvil, del tipo que comprende los pasos de: (a) proporcionar un cojinete (1) que tiene un anillo radialmente exterior (3) con una superficie cilíndrica exterior (8), una primera superficie lateral (12) y una segunda superficie lateral (13) en el extremo axialmente alejado de la primera, (b) proporcionar un asiento cilíndrico axial (9) que discurre entre una porción tubular (17) y un reborde (11) y tiene una longitud axial mayor que la de la superficie cilíndrica exterior (8) del anillo (3) del cojinete (1), (c) encajar a presión la superficie cilíndrica exterior (8) del cojinete (1) en el asiento cilíndrico (9) con interferencia radial hasta que la primera superficie lateral (12) del anillo exterior (3) se lleva a apoyar axialmente contra el reborde (11) como para dejar la porción tubular (17) del asiento (9) proyectándose más allá de la segunda superficie lateral (13) del anillo (3), y (d) deformar en frío la porción tubular (17) del asiento cilíndrico (9) radialmente hacia dentro hacia la segunda superficie lateral (13) del anillo exterior (3) del cojinete (1) como para formar un canto deformado (18) para inmovilizar el cojinete (1) axialmente en el asiento (9); caracterizado porque el paso (d) de deformación en frío está precedido por el paso de: (c¿) insertar, en el asiento cilíndrico (9), en una posición axialmente adyacente al anillo exterior (3) del cojinete (1), un anillo (19) que se puede comprimir elásticamente en una dirección axial, de modo que, después del paso (d), el anillo (19) está comprimido axialmente entre una de las dos superficies laterales (12, 13) del anillo exterior (3) del cojinete (1) y el reborde (11) o el canto deformado (18) del asiento (9), respectivamente, con el fin de compensar cualquier expansión térmica relativa entre el cojinete y el asiento.
Description
Montaje de la unidad de cojinete para un cubo de
rueda en un sistema de suspensión de un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere al montaje de
un cojinete de cubo de rueda de vehículo automóvil.
Ejemplos conocidos del montaje de un cojinete de
cubo de rueda de vehículo automóvil se muestran en las figuras 2, 3
y 4 de los dibujos adjuntos. Con referencia a estos dibujos, un
cojinete, generalmente indicado como 1, comprende un anillo
radialmente interior 2 y un anillo radialmente exterior 3 que tienen
dos pistas para respectivos conjuntos de bolas 4. El anillo interior
2 está montado en un cubo 5 provisto de una brida 6, a la que se
conectan rígidamente de manera conocida un disco del freno 7
(mostrado en las figuras 3 y 4) y una rueda 20 del vehículo
automóvil (mostrada parcialmente en la figura 4).
El anillo exterior 3, que tiene una superficie
cilíndrica exterior 8, está encajado a presión con interferencia
radial en un asiento cilíndrico 9 proporcionado en un montante 10 de
suspensión. El anillo está inmovilizado axialmente, en una
dirección, mediante apoyo contra un reborde 11 formado en el
montante 10 y, en la otra dirección, mediante un sistema mecánico de
retención.
En la realización de la figura 2, el cojinete 1
está insertado en el asiento cilíndrico 9 desde el exterior (esto
es, desde el lado del montante orientado hacia la rueda) hasta que
una superficie lateral axialmente interior 12 del anillo exterior 3
está llevada a apoyar contra el reborde 11. El anillo 3 está
inmovilizado axialmente en la posición opuesta (esto es, hacia el
exterior), en este caso, mediante el apoyo de una superficie lateral
axialmente exterior 13 de la misma contra una cubierta 14 enroscada
en el montante 10.
En el montaje de la figura 3, por otro lado, el
cojinete 1 está insertado en el asiento cilíndrico 9 desde el
interior (esto es, desde el lado del montante orientado hacia el
chasis del vehículo) hasta que la superficie lateral axialmente
exterior 13 del anillo exterior 3 está llevada a apoyar contra el
reborde 11 que, es este caso, está formado al nivel de la superficie
exterior del montante 10. El anillo 3 está inmovilizado axialmente
en la dirección opuesta (esto es, hacia el interior) en este caso
mediante el apoyo de su superficie lateral axialmente interior 12
contra un anillo 15 de resorte insertado en una hendidura 16 formada
en el asiento cilíndrico 9 del montante 10.
Estas soluciones convencionales tiene una serie
de desventajas tales como:
- un tamaño axial grande que conduce a un
descentrado excesivo tanto del disco de freno como de la rueda,
perjudicando de este modo su funcionamiento,
- un alto coste de montaje debido tanto a una
mayor cantidad de material del montante, así como a la presencia de
los sistemas mecánicos de retención anteriormente mencionados (el
anillo de resorte y su asiento en un caso, y la cubierta y sus
miembros de fijación en el otro caso), como al mayor coste de
realizar la operación de montaje,
- la imposibilidad de controlar la precarga
axial del cojinete y por consiguiente de optimizar su vida útil ya
que, por razones de tolerancia de montaje, el anillo exterior 3 está
insertado necesariamente entre las dos superficies axiales de apoyo
(el reborde 11 por un lado y la cubierta 14 o el anillo 15 de
resorte por el otro) con juego, y
- la posibilidad de movimientos axiales del
cojinete, precisamente debido al montaje con juego axial, cuyos
movimientos producen un ruido molesto (un ruido llamado de
chasquido).
Un método para montar un cojinete de cubo de
rueda de vehículo automóvil de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1, así como una unidad de cojinete para una rueda de
vehículo automóvil de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
3, se conocen a partir de la solicitud de patente europea EP
0854303, que se considera que forma el estado más relevante de la
técnica. Este documento de la técnica anterior, de hecho, muestra
una unidad de cojinete para una rueda de vehículo automóvil con un
anillo radialmente exterior que tiene superficies laterales primera
y segunda alejadas axialmente entre sí, en el que el anillo exterior
está inmovilizado axialmente en un asiento con su primera superficie
lateral en apoyo contra un reborde y con su segunda superficie
lateral en apoyo contra una porción ondulada de extremo del
asiento.
El documento US 6.135.641 divulga un montaje de
cojinete que incluye un par de pistas y una pluralidad de elementos
de cojinete. El montaje de cojinete está provisto de un mecanismo de
compensación térmica que permite el movimiento de las pistas con
relación a los elementos de cojinete en una dirección paralela al
eje de rotación del cojinete como resultado del efecto de las
variaciones de temperatura en los materiales de las pistas y los
elementos de cojinete.
Además, el documento US 6.227.624 divulga un
sistema de retención de cojinete y de cubo de rueda de vehículo que
incluye un cubo de rueda, una unidad de cojinete y un dispositivo de
precarga y de retención de cojinete, en el que el material del
extremo de a bordo del cubo de rueda se vuelve a conformar contra el
dispositivo de precarga y retención de cojinete con el fin de
asegurar el dispositivo en el cubo de rueda e impedir el movimiento
radial y axial del dispositivo con relación al cubo de rueda.
Sin embargo, estas soluciones adicionales
conocidas tienen la desventaja de que no pueden oponerse a
cualesquiera movimientos relativos entre el anillo exterior del
cojinete y su asiento en el montante causados por las diferentes
expansiones térmicas del cojinete y del asiento cuando el montante
está hecho de aleación ligera.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un montaje de un cojinete de cubo de rueda de vehículo
automóvil que permite superar las desventajas de la técnica
anterior, anteriormente discutidas.
Este objeto se consigue, de acuerdo con la
presente invención, mediante un método como se define en la
reivindicación independiente 1 y mediante una unidad de cojinete
como se define en la reivindicación independiente 3.
Las características y las ventajas de la
presente invención quedarán claras a partir de la siguiente
descripción detallada de una realización preferida de la misma, dada
puramente a modo de ejemplo no limitante con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista axial vertical en corte
transversal de un ejemplo del montaje de un cojinete de cubo de
rueda de vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención,
y
las figuras 2 a 4 son vistas axiales verticales
en corte transversal de respectivos ejemplos del montaje de un
cojinete de cubo de rueda de vehículo automóvil de acuerdo con la
técnica anterior.
Con referencia a la figura 1, en la que a partes
y elementos idénticos o similares a los mostrados en las figuras 2 a
4 (técnica anterior) se les han atribuido los mismos números de
referencia, un cojinete convencional 1 de cubo de rueda para un
vehículo automóvil (no mostrado) comprende un anillo radialmente
exterior 3 con dos pistas para respectivos conjuntos de elementos 4
de rodadura que, en este ejemplo, son bolas, y un par de anillos
radialmente interiores 2a y 2b en cada uno de los cuales está
formada una pista respectiva.
El anillo exterior 3 del cojinete tiene una
superficie cilíndrica exterior 8 que discurre sobre toda la
dimensión axial del anillo y puede estar encajada a presión con
interferencia en un asiento cilíndrico 9 formado en un montante 10
de una suspensión (de la cual sólo se muestra la porción de extremo
orientada hacia la rueda).
El asiento cilíndrico 9 está delimitado
axialmente hacia el interior mediante un reborde 11 contra el cual
está llevada a apoyar una superficie lateral axialmente interior 12
del anillo exterior 3 del cojinete (esto es, una superficie
orientada hacia el chasis del vehículo automóvil). Lo que es más, el
asiento tiene una dimensión axial mayor que la de la superficie
cilíndrica exterior 8 del cojinete 1 y tiene una porción tubular 17
de extremo (mostrada en línea discontinua en la figura 1) que se
extiende axialmente hacia fuera. Después del encajamiento a presión
del cojinete en el asiento 9, esta porción tubular 17 se dobla y se
recalca radialmente hacia dentro contra una superficie lateral
axialmente exterior 13 del anillo exterior 3 mediante una operación
de deformación plástica en frío, preferiblemente mediante laminado.
De este modo se obtiene un canto laminado 18, que inmoviliza el
cojinete axialmente en su asiento.
Con el fin de compensar los movimientos
relativos entre el anillo exterior 3 del cojinete y el asiento
cilíndrico 9 en el montante debidos al efecto de diferentes
expansiones térmicas, por ejemplo cuando el montante está hecho de
aluminio, de acuerdo con la invención un anillo 19 adecuadamente
conformado de material elástico se inserta en el asiento 9 como para
ser comprimido axialmente entre una de las dos superficies laterales
12 ó 13 del anillo exterior 3 y la respectiva superficie de apoyo
proporcionada por el reborde 11 o por el canto laminado 18. En la
realización de la figura 1, el anillo 19 se inserta entre la
superficie lateral axialmente exterior 13 del anillo 3 del cojinete
y el canto laminado 18.
La secuencia de las operaciones de montaje del
cojinete 1 en el montante 10 estipula, antes de nada, que el
cojinete, completo con el anillo exterior, el anillo interior y los
elementos de laminado, se inserte forzando el anillo exterior 2 en
un asiento cilíndrico 9 del montante con una interferencia radial
predeterminada hasta que su superficie lateral interior 12 se lleve
a apoyar contra el reborde 11.
La dimensión axial del asiento cilíndrico 9 en
el montante está predeterminada de tal manera que, cuando el anillo
exterior 3 del cojinete está en apoyo contra el reborde 11, el
extremo de la porción tubular 17 del asiento, en la condición no
deformada anterior al laminado, se proyecta una cierta distancia más
allá de la superficie lateral exterior 13 del anillo exterior del
cojinete para permitir la formación del canto laminado 18 y por
consiguiente la inmovilización axial del cojinete en el
montante.
Con el fin de mejorar la inmovilización del
cojinete en el montante y, en particular, de oponerse a cualesquiera
movimientos relativos entre el anillo exterior 3 del cojinete y el
asiento 9 en el montante como resultado de la diferente expansión
térmica de los dos elementos anteriormente mencionados, el anillo 19
de material elástico también se inserta en el asiento 9. Este anillo
se puede insertar bien contra el reborde 11, antes de la
introducción del cojinete en el asiento 9, o bien contra la
superficie lateral exterior 13 del anillo exterior 3 del cojinete,
después de la introducción del cojinete.
La subsecuente operación de laminado estipula el
doblamiento y la recalcadura de la porción tubular exterior 17 del
asiento cilíndrico 9 en el montante para formar el canto 18 que se
extiende radialmente hacia dentro y preferiblemente da la vuelta a
toda la circunferencia del asiento. El laminado se realiza
ventajosamente con control de la fuerza aplicada, impartiendo al
anillo exterior del cojinete una precarga axial que tiene el valor
deseado, que está establecida de tal manera que optimiza la vida
útil del cojinete.
Como resultado del laminado, el anillo 19 se
comprime de este modo axialmente entre la superficie lateral
exterior 13 del cojinete y el canto laminado 18 o entre la
superficie lateral interior 12 del cojinete y el reborde 11. El
juego entre el anillo exterior 3 del cojinete y el asiento 9 que
resulta de la expansión térmica relativa se compensa de este modo y
también se mejora adicionalmente el control de la precarga axial del
anillo exterior del cojinete.
A la luz de la descripción anterior, está claro
que el montaje de un cojinete de rueda de vehículo automóvil de
acuerdo con la invención ofrece las ventajas de:
- restringir las dimensiones axiales del lado de
rueda del montante con consecuentes beneficios en términos de peso y
coste ya que posibilita que se reduzca el descentrado del disco de
freno y de la rueda,
- controlar la precarga axial del anillo
exterior del cojinete y por consiguiente aumentar la vida útil del
cojinete, y
- resistir el juego que resulta de la expansión
térmica relativa entre el anillo exterior del cojinete y su asiento,
cuando el asiento está hecho de aleación ligera.
Naturalmente, permaneciendo igual el principio
de la invención, las formas de realización se pueden variar
ampliamente con respecto a las descritas e ilustradas puramente a
modo de ejemplo no limitante, sin salir por ello del alcance de la
invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.
En particular, aunque la descripción y los
dibujos ilustran el montaje del cojinete en un asiento formado en el
montante, la invención está destinada también a referirse al caso en
el que el asiento está formado en el cubo de rueda.
Claims (3)
1. Un método para montar un cojinete de cubo de
rueda de vehículo automóvil, del tipo que comprende los pasos
de:
(a) proporcionar un cojinete (1) que tiene un
anillo radialmente exterior (3) con una superficie cilíndrica
exterior (8), una primera superficie lateral (12) y una segunda
superficie lateral (13) en el extremo axialmente alejado de la
primera,
(b) proporcionar un asiento cilíndrico axial (9)
que discurre entre una porción tubular (17) y un reborde (11) y
tiene una longitud axial mayor que la de la superficie cilíndrica
exterior (8) del anillo (3) del cojinete (1),
(c) encajar a presión la superficie cilíndrica
exterior (8) del cojinete (1) en el asiento cilíndrico (9) con
interferencia radial hasta que la primera superficie lateral (12)
del anillo exterior (3) se lleva a apoyar axialmente contra el
reborde (11) como para dejar la porción tubular (17) del asiento (9)
proyectándose más allá de la segunda superficie lateral (13) del
anillo (3), y
(d) deformar en frío la porción tubular (17) del
asiento cilíndrico (9) radialmente hacia dentro hacia la segunda
superficie lateral (13) del anillo exterior (3) del cojinete (1)
como para formar un canto deformado (18) para inmovilizar el
cojinete (1) axialmente en el asiento (9);
caracterizado porque el paso (d) de
deformación en frío está precedido por el paso de:
(c') insertar, en el asiento cilíndrico (9), en
una posición axialmente adyacente al anillo exterior (3) del
cojinete (1), un anillo (19) que se puede comprimir elásticamente en
una dirección axial, de modo que, después del paso (d), el anillo
(19) está comprimido axialmente entre una de las dos superficies
laterales (12, 13) del anillo exterior (3) del cojinete (1) y el
reborde (11) o el canto deformado (18) del asiento (9),
respectivamente, con el fin de compensar cualquier expansión térmica
relativa entre el cojinete y el asiento.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el paso (d) de deformación en frío se
realiza con control de la fuerza de deformación como para aplicar
una precarga axial de valor predeterminado al anillo exterior (3)
del cojinete (1).
3. Una unidad de cojinete para una rueda de
vehículo automóvil, del tipo en el que un cojinete (1) con un anillo
radialmente exterior (3), que tiene una primera superficie lateral
(12) y una segunda superficie lateral (13) axialmente alejada de la
primera, está alojado en un asiento cilíndrico (9), estando
inmovilizado el anillo exterior (3) del cojinete (1) axialmente en
el asiento (9) con la primera superficie lateral (12) en apoyo
contra un reborde (11) y con la segunda superficie lateral (13) en
apoyo contra un canto radialmente interior (18) del asiento (9)
formado mediante deformación en frío; caracterizada porque un
anillo (19) que puede estar comprimido elásticamente en una
dirección axial está insertado en el asiento cilíndrico (9) como
para estar comprimido axialmente entre una de las superficies
laterales (12, 13) del anillo exterior (3) del cojinete (1) y el
reborde (11) o el canto deformado (18) del asiento (9),
respectivamente, para compensar cualquier expansión térmica relativa
entre el cojinete y el asiento.
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