PATENTES Y MARCAS
ESPA ˜NA
N´umero de publicaci´on:
2 138 397
k51Int. Cl.6:
F16F 1/38
B60G 7/00
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
T3
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86 N´umero de solicitud europea: 96943895.1 k
86 Fecha de presentaci´on : 06.12.1996 k
87 N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 890 039 k
87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 13.01.1999
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54 T´ıtulo: Acoplamiento mec´anico para limitaci´on el´astica axial y radial con libertad torsional,
espe-cialmente para suspensiones y pivotes el´asticos y similares.
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30 Prioridad: 25.03.1996 IT TO960228 k
73 Titular/es: F.I.B.E.T. S.p.A.
Via Alba, 12/6 10024 Moncalieri, IT
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45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:
01.01.2000
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72 Inventor/es: Casella, Giuseppe
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45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:
01.01.2000
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74 Agente: Aguilar Forment, Dom`enec
Aviso:
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).ES
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DESCRIPCION
Acoplamiento mec´anico para limitaci´on el´
as-tica axial y radial con libertad torsional,
espe-cialmente para suspensiones y pivotes el´asticos y
similares.
La presente invenci´on se refiere a un
acopla-miento mec´anico para limitaci´on el´astica axial y
radial con libertad torsional, especialmente para
suspensiones o pivotes el´asticos y similares.
El acoplamiento mec´anico seg´un la presente
invenci´on puede aplicarse, por ejemplo, en los
si-guientes sectores (la lista que sigue es una
indi-caci´on y no es exhaustiva):
- el sector automovil´ıstico, para
• pivotes el´asticos para el acoplamiento
de las palancas de suspensi´on de los
ejes delanteros y/o traseros;
• pivotes el´asticos para acoplar la barra
antibalance al bastidor;
• pivotes el´asticos para el acoplamiento
de ballesta/bastidor;
• pivote el´astico para el acoplamiento de
la varilla de reacci´on del tren motor;
- maquinaria agr´ıcola y de movimiento de tie-rras, para
• soporte de la cabina;
• junta para el brazo excavador;
- sector de los ferrocarriles y tranv´ıas, para
• juntas universales motrices;
• uniones de caja de direcci´on;
Los acoplamientos mec´anicos conocidos
con-sisten de manera general en casquillos met´alicos
coaxiales entre los cuales est´a comprimido un
manguito de caucho (constituyendo, de hecho, un
casquillo de caucho). ´Estos se utilizan para
absor-ber deformaciones torsionales, axiales y radiales. La principal desventaja de estos acoplamien-tos conocidos es la necesidad de llegar a un com-promiso “f´ısico” entre las deformaciones en las di-recciones axial y radial, y las deformaciones tor-sionales.
En particular, la rigidez radial y la rigidez tor-sional (por lo menos dentro de la franja de
ampli-tud angular limitada de unos ±30 grados m´ax.)
resultan ser directamente proporcionales entre s´ı y dependen de la cantidad de caucho insertada
entre los manguitos met´alicos.
Adem´as, la rigidez axial es siempre baja y es
imposible absorber sobrecargas axiales y/o torsio-nales.
Tomando las anteriores desventajas como
pun-to de partida, la presente invenci´on pretende
pro-porcionar un remedio a las mismas.
El documento GB 2.245.952 revela un cojinete
de uni´on el´astico compuesto por dos elementos
de cojinete id´enticos que est´an colocados
coaxial-mente enfrentados entre s´ı, cada uno de los cuales
est´a insertado en una de las caras extremas de un
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
saliente de uni´on. Dos ´organos tubulares de
ma-terial mixto o “composite” fabricados de metal y
elast´omero est´an sujetos en el saliente de uni´on
con un ajuste a prensa.
El funcionamiento correcto del cojinete de
uni´on necesita dos casquillos elastom´ericos
en-frentados a fin de reaccionar axialmente, en di-recciones opuestas, a las fuerzas axiales actuan-tes. El sistema reacciona, substancialmente,
sola-mente cuando la “cabeza elastom´erica” de dichos
casquillos es comprimida. Por ello, su
desplaza-miento axial m´aximo no puede ser controlado.
Debido al elemento de cojinete doble, el
coji-nete de uni´on permite la rotaci´on de la estructura
exterior en relaci´on con la interior exclusivamente
si unos manguitos intermedios entran en contacto entre s´ı cuando son forzados por una gran carga
axial. Adem´as, la rotaci´on relativa de la
estruc-tura exterior en relaci´on con la interior se produce
solamente cuando se aplica y mantiene una carga axial.
El cojinete de uni´on el´astico, debido a su
dise˜no constructivo, no permite que la estructura
exterior realice una rotaci´on de 360◦ en relaci´on
con la interior, con una fricci´on negligible a altas
frecuencias.
En el cojinete de uni´on el´astico, la
liber-tad torsional depende exclusivamente de la carga axial aplicada y es por lo tanto muy escasa.
El documento US-A-5.069.431 revela un con-junto de casquillo en el cual las fuerzas axiales
pueden aplicarse solamente en una direcci´on. Por
el contrario, si se aplica una fuerza axial, por ejemplo, de derecha a izquierda (con respecto a la Fig. 1), el conjunto de casquillo podr´ıa des-montarse. Desde un punto de vista constructivo, el conjunto de casquillo tiene solamente un tope axial.
El conjunto de casquillo impide la
introduc-ci´on de l´ıquidos y/o suciedad solamente por un
lado, protegido mediante un ´organo de sellado.
Por lo tanto podr´ıa originarse ruido causado por
la penetraci´on de suciedad.
En el conjunto de casquillo, las cargas radia-les comprimen la superficie lateral del inserto
ro-tativo y, a trav´es del inserto exterior, causan la
detenci´on de la rotaci´on. Las cargas radiales
de-tienen la libertad torsional y puede producirse un contacto entre el inserto exterior y el interior.
El acoplamiento mec´anico seg´un la presente
invenci´on pretende superar estos inconvenientes.
Es por ello el principal objetivo de la
pre-sente invenci´on proporcionar un acoplamiento
mec´anico y, en particular, una suspensi´on o
pi-vote el´astico, que sea capaz de reaccionar como
una limitaci´on el´astica en las direcciones axial y
radial, no presentando al mismo tiempo ninguna
limitaci´on torsional con valores de par cercanos a
cero (esto es, “libertad torsional”) o, en cualquier
caso, negligible en comparaci´on con las fuerzas
presentes.
A la vista de este objetivo, la presente
in-venci´on proporciona un acoplamiento mec´anico
seg´un las caracter´ısticas de la reivindicaci´on 1.
El acoplamiento mec´anico seg´un la invenci´on
presenta numerosas ventajas, que pueden resu-mirse en su capacidad de proporcionar:
- una gran rigidez radial, - una gran rigidez axial,
- una muy baja rigidez torsional,
- una absorci´on de sobrecargas axiales y/o
ra-diales sin deformaci´on permanente,
al tiempo que hace que el mismo acoplamiento sea independiente de los l´ımites f´ısicos que resul-tan de su estructura y/o del uso de materiales o procedimientos constructivos convencionales.
La presente invenci´on resultar´a m´as clara en
la siguiente descripci´on detallada, con referencia a
los dibujos anexos, que se proporcionan solamente a t´ıtulo de ejemplo no limitativo, en los cuales:
- las Figuras 1 y 2 son vistas en secci´on axial
de dos ejemplos diferentes de realizaciones
del acoplamiento mec´anico para limitaci´on
el´astica axial y radial con libertad
torsio-nal, en particular para suspensiones y
pivo-tes el´asticos y similares, seg´un la presente
invenci´on;
- la Fig. 3 es una vista parcial que muestra un detalle en vista en planta de un componente del dispositivo mostrado en la Fig. 2.
Con referencia a la Fig. 1, el n´umero 10
de referencia indica el conjunto del acoplamiento
mec´anico para limitaci´on el´astica axial y radial
con libertad torsional, en un ejemplo de una
rea-lizaci´on de la invenci´on.
Dicho dispositivo 10 comprende esencialmente
un ´organo tubular 11 de material mixto o
compo-site formado por dos manguitos met´alicos
coaxia-les mediante un casquillo interior 12 y un
casqui-llo exterior 13, entre los cuales est´a adherida una
capa de material elastom´erico 14, especialmente
goma o caucho natural, que constituye de hecho un casquillo de caucho.
En el interior de dicho ´organo tubular 11 de
composite, se hinca, coaxialmente y con la inter-ferencia apropiada por medio de un manguito fi-jado, un primer inserto tubular 15 fabricado de
material pl´astico resistente al desgaste con un
muy bajo coeficiente de fricci´on y una alta
re-sistencia mec´anica, que est´a embridado en un
ex-tremo axial 15.1, haci´endolo volver contra la capa
de material elastom´erico 14.
Otro inserto tubular 16, de material met´alico,
est´a montado de modo que gire coaxialmente en
el interior de dicho primer inserto tubular 15.
El n´umero 17 de referencia indica anillos
exte-riores fijados como bridas a los extremos axiales de dicho otro inserto tubular 16, mientras que 18 indica un anillo interior dispuesto entre un ani-llo exterior 17 y el extremo axial no embridado de dicho primer inserto tubular 15, fabricado del
mismo material pl´astico, para sujetar
conjunta-mente el acoplamiento 10.
Por medio de la anterior estructura, el
acopla-miento mec´anico 10 realiza las siguientes
funcio-nes espec´ıficas:
- una reacci´on muy r´ıgida respecto a las
limi-taciones axiales y radiales debido a la
com-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
presi´on con deflexi´on limitada del elast´
oro 14 adherido entre los dos manguitos
me-t´alicos 12, 13 y precomprimido
adicional-mente por una acci´on de estirado sobre el
manguito exterior 13;
- virtualmente, ninguna reacci´on respecto al
par torsional, gracias a la rotaci´on relativa
entre el inserto interior 16, fabricado de
material met´alico, y la unidad integral
for-mada por el inserto 15, fabricado de
ma-terial pl´astico con un bajo coeficiente de
fricci´on, y por el ´organo tubular 11 de
com-posite, es decir por los manguitos met´alicos
12, 13 con la capa elastom´erica adherida 14.
Dicho acoplamiento mec´anico 10 est´a
cons-truido por adhesi´on de dicha capa de
mate-rial elastom´erico 14 entre dichos dos manguitos
met´alicos 12, 13 por un procedimiento de
co-moldeo en caliente, sometiendo dicha capa
elas-tom´erica 14 a una precompresi´on adicional
me-diante una acci´on de estirado sobre el manguito
exterior 13, hincando coaxialmente dicho primer
inserto 15, fabricado de material pl´astico de baja
fricci´on, con interferencia para formar un
man-guito que est´a fijado con respecto al manguito
met´alico interno 12, y montando dicha otro
in-serto 16, fabricado de material met´alico, de
ma-nera que pueda girar coaxialmente en el interior de dicho primer inserto 15.
Una capa de grasa qu´ımica, por ejemplo grasa
de silicona, est´a introducida ventajosamente
en-tre dicho primer inserto 15 y dicho otro inserto 16 para mejorar las prestaciones del acoplamiento e impedir que se desarrolle ruido entre los compo-nentes.
Con referencia ahora a las Figuras 2 y 3 de
los dibujos, el n´umero 20 indica el acoplamiento
mec´anico para la limitaci´on el´astica axial y radial
con libertad torsional, en otro ejemplo de una
rea-lizaci´on de la invenci´on.
Dicho acoplamiento 20 comprende
esencial-mente un ´organo tubular 21 de composite
for-mado por dos manguitos met´alicos coaxiales
me-diante un casquillo interior 22 y un casquillo
ex-terior 23, entre los cuales est´a adherida una capa
de material elastom´erico 24, especialmente
cau-cho natural, que de hecau-cho constituye un casquillo de caucho.
Hacia el interior de dicho ´organo tubular 21
de composite se hinca, coaxialmente y con una in-terferencia apropiada por medio de un manguito fijado, un inserto tubular 25, fabricado de
mate-rial pl´astico con un bajo coeficiente de fricci´on y
una alta resistencia mec´anica, y embridado en un
extremo axial 25.1, haciendo que vuelva contra la
capa de material elastom´erico 24.
Un primer pasador 26, que comprende un extremo 26.1 de ojete y un cuerpo cil´ındrico axialmente hueco 26.2, fabricado de un material
met´alico, es hincado en fr´ıo, para dar un ajuste de
interferencia, en otro pasador 27 que comprende un extremo 27.1 de ojete y un cuerpo cil´ındrico
27.2, tambi´en fabricado de un material met´alico.
El conjunto resultante se monta entonces de ma-nera que sea capaz de girar coaxialmente en el interior del inserto tubular 25.
28 es un anillo de pl´astico insertado entre una parte 26.3 de brida de dicho primer pasador 26
y dicho ´organo tubular 21 con el manguito fijado
25, mientras que 27.3 es una parte de brida de dicho otro pasador 27 colocada contra la brida 25.1 de dicho manguito fijado 25.
Por medio de esta estructura, el acoplamiento
mec´anico 20 ofrece las mismas funciones y las
mis-mas ventajas que se han mostrado con referencia al acoplamiento 10.
Como resultar´a evidente de lo anterior, el
aco-plamiento seg´un la presente invenci´on comprende
esencialmente:
• un ´organo tubular de composite de
me-tal y elast´omero (11; 21) comoldeados que
presenta una alta rigidez axial y radial al
tiempo que tiene tambi´en la capacidad de
absorber vibraciones inducidas por el
sis-tema mec´anico en el cual est´a montado y
de compensar las tolerancias de fabricaci´on
en este sistema, y 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
• un inserto tubular fabricado de material
pl´astico resistente al desgaste con un bajo
coeficiente de fricci´on (15; 25) que es
coa-xial y forma una sola pieza, en forma de un
manguito interior fijado, con dicho ´organo
tubular (11; 21) de composite, y que
coo-pera con un componente met´alico (16; 26)
montado coaxial y rotativamente en el inte-rior del mismo para proporcionar la libertad torsional.
En la pr´actica, desde luego, pueden realizarse
muchas variantes de lo que se ha descrito e
ilus-trado ´unicamente a t´ıtulo de ejemplos no
limita-tivos, sin salir por ello del alcance de la invenci´on
y por lo tanto del alcance de este documento de propiedad industrial.
Por ejemplo, en vez de una capa de cau-cho natural, puede adherirse entre los manguitos
met´alicos una capa de otro material elastom´erico,
REIVINDICACIONES
1. Acoplamiento mec´anico para limitaci´on el´
as-tica axial y radial con libertad torsional,
espe-cialmente para pivotes el´asticos y similares, que
comprende medios tubulares de material mixto o
“composite”, fabricados de metal y elast´omero,
que presentan una alta rigidez axial y radial y la capacidad de absorber vibraciones inducidas
por el sistema mec´anico en el cual est´a montado
y de compensar las tolerancias de fabricaci´on en
este sistema, y un inserto tubular (15; 25)
fabri-cada de material pl´astico resistente al desgaste
con un bajo coeficiente de fricci´on que es coaxial
y forma una sola pieza, en forma de un mangui-to interior fijado, con dichos medios tubulares de
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
composite y coopera con un componente met´alico
rotativo (16; 26) montado coaxialmente con res-pecto a dicho inserto tubular para proporcionar
la libertad torsional, caracterizado porque
di-chos medios tubulares (11; 21) de composite
es-t´an formados por dos manguitos met´alicos
coa-xiales, por ejemplo, mediante un casquillo inte-rior (12; 22) y un casquillo exteinte-rior (13; 23),
en-tre los cuales est´a adherida una capa de material
elastom´erico (14; 24), por ejemplo caucho
natu-ral, que constituye de hecho un casquillo ´unico de
caucho que coopera con topes axiales mec´anicos
opuestos (15.1, 18; 25.1, 28) y garantiza un con-trol de desplazamiento estructural, de manera que las fuerzas axiales puedan aplicarse en ambas di-recciones axiales.
NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Euro-peas (CPE) y a la Disposici´on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´on del Convenio de Patente Europea, las patentes euro-peas que designen a Espa˜na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´an ning´un efecto en Espa˜na en la medida en que confieran protecci´on a produc-tos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.
Esta informaci´on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.
