PATENTES Y MARCAS
ESPA ˜NA
N´umero de publicaci´on:
2 149 519
k51Int. Cl.7:
B62D 7/18
B60B 3/16
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
T3
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86 N´umero de solicitud europea: 97102251.2 k
86 Fecha de presentaci´on : 12.02.1997 k
87 N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 790 170 k
87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 20.08.1997
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54 T´ıtulo: Brazo axial de aluminio o soporte de rueda con un pivote de acero incorporado y procedi-miento para su fabricaci´on.
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30 Prioridad: 19.02.1996 DE 196 06 079 k
73 Titular/es: CARL DAN. PEDDINGHAUS GMBH & CO. KG
Mittelstrasse 64 58256 Ennepetal, DE
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI: 01.11.2000
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72 Inventor/es: Oberloher, Martin
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45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente: 01.11.2000
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74 Agente: Ungr´ıa L´opez, Javier
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
Brazo axial de aluminio o soporte de rueda con un pivote de acero incorporado y procedimiento
para su fabricaci´on.
La invenci´on se refiere a un brazo axial o
so-porte de rueda seg´un el pre´ambulo de la
reivin-dicaci´on 1 de la patente as´ı como a un
procedi-miento para la fabricaci´on de un brazo axial o
soporte de rueda.
Los veh´ıculos de tracci´on trasera poseen en
el eje delantero brazos axiales que soportan en
cada caso la rueda de la direcci´on y son giratorios
alrededor de un perno de brazo axial.
En el estado de la t´ecnica, los veh´ıculos de
tracci´on trasera poseen la mayor´ıa de las veces
brazos axiales con pivotes que est´an forjados de
acero en el eje delantero. Los pivotes sirven en cada caso para el alojamiento de un rodamiento de rueda, del cubo, del disco de freno, finalmente, de la rueda propiamente dicha.
Los veh´ıculos de tracci´on delantera presentan
en el eje trasero un soporte de rueda, en el que
est´a integrado un pivote de acero para el
aloja-miento del rodaaloja-miento de la rueda o, en cambio,
en el que est´a atornillado directamente el
roda-miento de la rueda como una unidad.
La ventaja de los brazos axiales forjados de acero o soportes de ruedas con pivotes reside en los valores de resistencia muy altos, como por ejemplo l´ımites de estiramiento muy altos. El in-conveniente de los brazos axiales o soportes de rueda forjados de acero con pivotes reside, sin embargo, en que estos componentes son relativa-mente pesados y, por lo tanto, se oponen a los esfuerzos para reducir el peso del veh´ıculo,
espe-cialmente de autom´oviles.
La publicaci´on alemana DE-A-2 349 731
des-cribe una parte de articulaci´on, que est´a formada
como parte fundida en una sola pieza y presenta
una articulaci´on superior, soportes de frenos, un
brazo de control y una montura de tope de con-trol as´ı como monturas para el montaje de chapas
de protecci´on contra el polvo. El orificio axial
est´a configurado en la parte fundida por medio
de arranque de virutas y el eje, que est´a
consti-tuido de una pieza de forja, encaja por medio de
contracci´on.
El modelo de utilidad alem´an DE-U-7 201 832
describe un rodamiento de rueda para veh´ıculos con partes de rodamiento interna y externa as´ı como con un brazo axial. Un dispositivo de
re-tenci´on retiene un pasador roscado de la primera
parte de rodamiento interna, que se extiende a
trav´es de un taladro en el brazo axial, y refuerza
en este caso una segunda parte de rodamiento in-terna entre el brazo axial y la primera parte de rodamiento interna. La unidad de rodamiento de
la rueda est´a configurada como rodamiento de
bo-las oblicuo de dos series. En este modelo de
uti-lidad alem´an DE-U- 7 201 832 no se describe la
utilizaci´on de un cuerpo de aluminio.
Para reducir el peso del brazo axial o soporte
de rueda, han sido desarrollados tambi´en brazos
axiales de aluminio, que se fabrican por medio de
fundici´on en coquilla. En el cuerpo fundido de
aluminio se atornilla un rodamiento de rueda. El brazo axial o soporte de rueda de aluminio se
dife-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
rencia claramente de los brazos axiales forjados de acero por la forma exterior. Los brazos axiales o soportes de rueda de aluminio no poseen un pivote de aluminio integrado, porque un pivote de alu-minio no puede transmitir las fuerzas y momentos transmitidos por la rueda sobre el rodamiento de
la rueda. Una comparaci´on de los m´odulos de
elasticidad del acero y el aluminio muestra una elasticidad alta del aluminio. No obstante, para conseguir una rigidez deseada, el rodamiento de la rueda debe fijarse en el cuerpo fundido de alu-minio en un lugar, en el que el cuerpo fundido de
aluminio est´a dimensionado en una medida
sufi-ciente para transmitir con seguridad las fuerzas o momentos que aparecen. No obstante, esto con-duce a una unidad de rodamiento de la rueda con
un di´ametro interior grande, con lo que la
uni-dad de rodamiento de la rueda provoca costes al-tos. Por otro lado, el ahorro de peso conseguido cuando se utiliza un cuerpo fundido de aluminio es compensado de nuevo en una gran medida por la unidad pesada de rodamiento de la rueda.
La solicitud de patente europea EP-A-0 020 204 muestra un brazo axial con un pivote, que
est´a insertado en un cuerpo de base. El pivote
lleva la unidad de rodamiento de la rueda y est´a
tensado contra el anillo interior del rodamiento.
En la zona del cuerpo de base, est´a introducido a
presi´on el pivote. El documento EP-A-0 020 204
representa el estado m´as pr´oximo de la t´ecnica y
es la base para el pre´ambulo de la reivindicaci´on
1.
La invenci´on tiene el cometido de desarrollar
un brazo axial o soporte de rueda con peso redu-cido, que se pueda fabricar a bajo coste y pueda absorber y transmitir con seguridad las fuerzas y momentos de giro producidos.
El cometido de la invenci´on se soluciona por
medio de un brazo axial o soporte de rueda con
las caracter´ısticas de la reivindicaci´on 1. El
pro-cedimiento para la fabricaci´on del eje axial o
so-porte de la rueda se caracteriza por las etapas del
procedimiento de la reivindicaci´on 4.
Si se inserta un pivote de acero en el cuerpo de aluminio y soporta la unidad de rodamiento
de la rueda, las fuerzas transmitidas a trav´es del
rodamiento de la rueda sobre el brazo axial o so-porte de la rueda son absorbidas por un
compo-nente, cuyos valores de resistencia mec´anica son
claramente superiores a los de un componente de aluminio comparable.
Si el pivote de acero est´a tensado contra el
cuerpo de aluminio, entonces no surgen dificul-tades en el apareamiento del material entre el cuerpo de aluminio y el pivote de acero.
La utilizaci´on de un tornillo de dilataci´on
como elemento de fijaci´on entre el pivote de acero
y el cuerpo de aluminio posee la ventaja de que el pivote de acero se puede tensar de una manera muy segura funcionalmente con el cuerpo de
alu-minio. En virtud del recorrido de dilataci´on largo,
que es caracter´ıstico de los tornillos de dilataci´on,
con una fuerza predeterminada de los tornillos,
´estos son especialmente adecuados para
garanti-zar, en el presente caso y especialmente bajo
soli-citaciones alternas, una sujeci´on con tensi´on
du-radera y segura del pivote de acero con el cuerpo de aluminio.
Con preferencia, el pivote de acero est´a
intro-ducido a presi´on en el cuerpo de aluminio. Por
medio de la introducci´on a presi´on del pivote de
acero en el cuerpo de aluminio se consigue una
co-nexi´on muy potente, es decir, estable entre los dos
componentes, que es mejorada todav´ıa por medio
de la tensi´on descrita anteriormente del pivote de
acero con el cuerpo de aluminio.
El pivote de acero est´a provisto con una rosca
interior, que se extiende en la direcci´on
longitu-dinal del pivote de acero y en la que engrana un
elemento de fijaci´on. Esta forma de realizaci´on
del pivote de acero permite, por una parte, que
se enrosque un elemento de fijaci´on adecuado con
el pivote de acero y, por otra parte, la secci´on
transversal anular del pivote de acero, que es im-portante para la resistencia del pivote de acero,
no est´a debilitada por modificaciones abruptas de
la secci´on transversal o entalladuras.
Con preferencia, la unidad de rodamiento de
la rueda est´a constituida por un rodamiento de
bolas oblicuo de dos series. En virtud de su ne-cesidad reducida de espacio axial, de la base de soporte grande y con ello de la capacidad de so-porte de los momentos y del peso reducido, los rodamientos de bolas oblicuos de dos series son especialmente adecuados para el brazo axial de aluminio o para el soporte de la rueda de la
in-venci´on.
A continuaci´on se describe la invenci´on,
sim-plemente a modo de ejemplo, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 muestra una secci´on a trav´es del
brazo axial o soporte de la rueda seg´un la presente
invenci´on; y
La figura 2 muestra una vista lateral del brazo
axial o del soporte de la rueda en la direcci´on de
la visi´on desde el centro del veh´ıculo.
La figura 1 muestra un brazo axial de aluminio o soporte de rueda con pivote de acero insertado
seg´un la presente invenci´on.
Un cuerpo de aluminio, cuya pieza bruta se
forma por medio de un proceso de fundici´on o de
forja, est´a designado con el signo de referencia 12.
El cuerpo 12 puede estar formado, adem´as de
alu-minio, tambi´en de otros materiales, que implican
un ahorro de tiempo considerable con relaci´on a
los componentes del estado de la t´ecnica y que
poseen propiedades mec´anicas comparables. No
obstante, puesto que el aluminio representa la
va-riante preferida del material, a continuaci´on se
utiliza siempre el concepto de cuerpo de
alumi-nio. Despu´es de la fundici´on o forjado de la pieza
bruta, ´este es mecanizada en todos los puntos de
contacto con otros componentes. As´ı, por ejem-plo, el taladro 14 para el alojamiento del
amor-tiguador el´astico se lleva a la medida deseada en
una etapa de repaso posterior. De la misma ma-nera, se configura el taladro 15 en el cuerpo de aluminio 12, que recibe al pivote de acero 16.
Tambi´en las superficies 18 del cuerpo de
alumi-nio 12 se consiguen por medio de una etapa de
fabricaci´on por arranque de virutas.
El pivote de acero 16 se forja preferentemente de acero, con lo que se consigue una rigidez
mec´anica muy alta. Pero es evidente que el
pi-vote de acero se puede fabricar tambi´en de otra
manera conocida en el t´ecnica. El pivote de acero
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16 est´a conectado en una sola pieza con una
ca-beza 20, cuyo lado apoyado en el cuerpo de
alu-minio 12 en el estado montado est´a configurado
plano o bien est´a conformado de una manera
co-rrespondiente hacia la superficie mecanizada 18
del cuerpo de aluminio 12, que est´a dirigida hacia
la cabeza 20 del pivote de acero.
La superficie lateral exterior del pivote de
acero 12 est´a igualmente mecanizada por
arran-que de virutas para recibir, por una parte, a la unidad de rodamiento de la rueda y, por otra parte, para prestar una rigidez definida a la
co-nexi´on entre el cuerpo de aluminio 12 y el pivote
de acero 16 en colaboraci´on con el taladro 15 del
cuerpo de aluminio 12.
El pivote de acero 16 lleva una unidad de
ro-damiento de la rueda 24, que est´a configurada,
en la presente forma de realizaci´on, como
miento de bolas oblicuo de dos series. Los roda-mientos de bolas oblicuos de dos series se
utili-zan preferentemente cuando la relaci´on entre la
longitud estructural y la altura estructural radial es reducida. En virtud de la necesidad reducida de espacio axial del rodamiento de bolas oblicuo de dos series, del peso reducido de todo el aloja-miento de soporte y de la base de apoyo grande y, con ello, de la capacidad de soporte de los mo-mentos del alojamiento de soporte, se utilizan en
la t´ecnica con frecuencia unidades de
rodamien-tos de bolas oblicuos y de rodamienrodamien-tos de ruedas para ruedas no accionadas. En la unidad de
ro-damiento de la rueda 24 est´an fijados el cubo de
la rueda, el disco de freno y, por ´ultimo, la rueda
propiamente dicha.
La unidad de rodamiento de la rueda 24, que
est´a acoplada sobre el pivote de acero 16, est´a
fi-jada axialmente, siendo tensada contra el cuerpo de aluminio 12. A tal fin, entre el anillo interior de la unidad de rodamiento de la rueda 24 y el
cuerpo de aluminio 12 est´a acoplado un anillo
dis-tanciador 26 sobre el pivote de acero 16, que tanto
sirve para la alineaci´on axial de la unidad de
ro-damiento de la rueda como tambi´en colabora con
ella durante la fijaci´on axial. El anillo
distan-ciador 26 es un cuerpo sim´etrico rotatorio, que
est´a fabricado preferentemente de acero. Sobre el
di´ametro exterior reducido del anillo distanciador
26 est´a colocado un labio de obturaci´on para la
protecci´on del rodamiento de la rueda.
La fijaci´on axial de la unidad de rodamiento
de la rueda se consigue por medio de un elemento
de fijaci´on adecuado, que se conecta con el pivote
de acero 16. El elemento de fijaci´on es un tornillo
de dilataci´on 28, que est´a enroscado en una rosca
interior en el pivote de acero 16. A tal fin, el
pi-vote de acero 16 est´a provisto, a lo largo de su
eje central, con un taladro y una rosca interior.
El tornillo de dilataci´on 28 posee una cabeza que,
en el estado montado, se apoya en el anillo inte-rior de la unidad de rodamiento de la rueda 24, y que la tensa contra el anillo distanciador 26, el cuerpo de aluminio 12 y de nuevo la cabeza 20 del pivote de acero 16. De esta manera, la
uni-dad de rodamiento de la rueda 24 est´a conectada
fijamente con el cuerpo de aluminio 12 y est´a
ali-neada axialmente por medio de un anillo
distan-ciador 26 adecuado, El tornillo de dilataci´on 28
dilataci´on de cuello reducido de hex´agono
inte-rior. Evidentemente, tambi´en son posibles otros
medios de fijaci´on.
La figura 2 muestra una vista lateral del perno de mangueta representado en la figura 1.
La fabricaci´on del cuerpo de aluminio 12 se
puede realizar de diferente manera. En primer lugar, se puede forjar la pieza bruta, a partir de
la cual se forma el cuerpo de aluminio 12, despu´es
de la mecanizaci´on siguiente por arranque de
vi-rutas. Las aleaciones de forja que se utilizan en
este caso as´ı como su tratamiento t´ermico durante
la mecanizaci´on conducen a valores de resistencia
mec´anica elevados.
La fundici´on en coquilla cl´asica es otra
alter-nativa del procedimiento, que se puede realizar a muy bajo coste especialmente cuando deben
fa-bricarse n´umeros de piezas altos. Puesto que las
propiedades mec´anicas del cuerpo fundido de
alu-minio son peores en comparaci´on con el
procedi-miento de forja, esto debe compensarse por medio de un dimensionado correspondiente, es decir, con espesores mayores de la pared. Sin embargo, de esta manera se pierde de nuevo en parte la gran
ventaja del ahorro de peso durante la utilizaci´on
de un cuerpo de aluminio.
El cuerpo de aluminio se puede fabricar
igualmente con un procedimiento de fundici´on
a presi´on, tal como el procedimiento
Squeeze-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Casting, o un procedimiento de fundici´on a vac´ıo,
como el procedimiento Vakural. Estos procedi-mientos representan un compromiso entre el
for-jado y la fundici´on por medio de fundici´on en
co-quilla y conducen a un cuerpo de aluminio con
valores de resistencia mec´anica que est´an entre
los de la pieza forjada y los de la pieza de
fun-dici´on fabricada por medio de fundici´on en
co-quilla. Otro procedimiento para la fabricaci´on del
cuerpo de aluminio es el procedimiento Thixofor-ming, en el que el aluminio es procesado en la fase
pastosa. Las propiedades mec´anicas de la pieza
bruta de aluminio est´an s´olo en una medida no
esencial por debajo de las de la pieza forjada de
aluminio, pero los costes de fabricaci´on son
clara-mente reducidos.
El brazo axial de aluminio o soporte de rueda
seg´un la presente invenci´on se caracteriza por un
peso muy reducido, pero, a pesar de todo, por va-lores de resistencia buenos. Si el pivote de acero es recibido en el cuerpo de aluminio y la unidad de rodamiento soportada sobre el pivote de acero es tensada contra el cuerpo de aluminio, se consi-gue un brazo axial o soporte de ruda que se puede
fabricar f´acilmente, se puede montar de una
ma-nera sencilla y c´omoda y posee ventajas de peso
frente a los brazos axiales y soportes de ruedas
REIVINDICACIONES
1. Brazo axial o soporte de rueda, que com-prende:
- un cuerpo met´alico (12), en el que est´a
fi-jada una unidad de cojinete de la rueda (24), y
- un pivote (16), que est´a insertado en el
cuerpo met´alico (12), y que soporta la
uni-dad de rodamiento de la rueda (24); donde
el pivote (16) est´a tensado contra el cuerpo
met´alico (12);
caracterizadoporque
- el cuerpo met´alico (12) est´a configurado
como cuerpo de aluminio y el pivote est´a
configurado como pivote de acero; y - el pivote de acero (12) posee un taladro que
se extiende en la direcci´on longitudinal del
pivote de acero y que est´a provisto con una
rosca interior, en la que engrana un tornillo
de dilataci´on (28).
2. Brazo axial o soporte de rueda de acuerdo
con la reivindicaci´on 1,caracterizadoporque el
pivote de acero (16) est´a introducido a presi´on en
el cuerpo de aluminio (12).
3. Brazo axial o soporte de rueda de acuerdo
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
con una o varias de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la unidad de rodamiento de rueda (24) es un rodamiento de bolas oblicuo de dos series.
4. Procedimiento para la fabricaci´on de un
brazo axial o soporte de rueda con pivote de acero (16) insertado, que comprende las etapas:
- fundir o forjar un cuerpo de aluminio (12),
- configurar un orificio de dimensi´on estable
para el alojamiento de un pivote de acero (16) en un cuerpo de aluminio fundido o forjado (12);
- introducir a presi´on el pivote de acero (16)
en el orificio del cuerpo de aluminio (12); - acoplar la unidad de rodamiento de la rueda
(24) sobre el pivote de acero (16);
- asegurar axialmente la unidad de roda-miento de la rueda (24) sobre el pivote de acero (16); y
- tensar el pivote de acero (16) con el cuerpo de aluminio (12), encajando un tornillo de
dilataci´on (28) en una rosca interior, que
est´a formada en un taladro que se extiende
en el pivote de acero (16) en la direcci´on
longitudinal.
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.
