11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B62D 7/18

Transcripción

1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B62D 7/18 BB 3/16 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Brazo axial de aluminio o soporte de rueda con un pivote de acero incorporado y procedimiento para su fabricación. kprioridad: DE k Titular/es: CARL DAN. PEDDINGHAUS GMBH & CO. KG Mittelstrasse Ennepetal, DE Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Oberloher, Martin k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Ungría López, Javier ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Brazo axial de aluminio o soporte de rueda con un pivote de acero incorporado y procedimiento para su fabricación. La invención se refiere a un brazo axial o soporte de rueda según el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente así comoaunprocedimiento para la fabricación de un brazo axial o soporte de rueda. Los vehículos de tracción trasera poseen en el eje delantero brazos axiales que soportan en cada caso la rueda de la dirección y son giratorios alrededor de un perno de brazo axial. En el estado de la técnica, los vehículos de tracción trasera poseen la mayoría de las veces brazos axiales con pivotes que están 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 vehículos de tracción delantera presentan en el eje trasero un soporte de rueda, en el que está integrado un pivote de acero para el alojamiento del rodamiento de la rueda o, en cambio, en el que está atornillado directamente el rodamiento 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 límites de estiramiento muy altos. El inconveniente de los brazos axiales o soportes de rueda forjados de acero con pivotes reside, sin embargo, en que estos componentes son relativamente pesados y, por lo tanto, se oponen a los esfuerzos para reducir el peso del vehículo, especialmente de automóviles. La publicación alemana DE-A describe una parte de articulación, que está formada como parte fundida en una sola pieza y presenta una articulación superior, soportes de frenos, un brazo de control y una montura de tope de control así como monturas para el montaje de chapas de protección contra el polvo. El orificio axial está configurado en la parte fundida por medio de arranque de virutas y el eje, que está constituido de una pieza de forja, encaja por medio de contracción. El modelo de utilidad alemán DE-U describe un rodamiento de rueda para vehículos con partes de rodamiento interna y externa así como con un brazo axial. Un dispositivo de retención retiene un pasador roscado de la primera parte de rodamiento interna, que se extiende a través de un taladro en el brazo axial, y refuerza en este caso una segunda parte de rodamiento interna entre el brazo axial y la primera parte de rodamiento interna. La unidad de rodamiento de la rueda está configurada como rodamiento de bolas oblicuo de dos series. En este modelo de utilidad alemán DE-U no se describe la utilización de un cuerpo de aluminio. Para reducir el peso del brazo axial o soporte de rueda, han sido desarrollados también brazos axiales de aluminio, que se fabrican por medio de fundición 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 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 aluminio no puede transmitir las fuerzas y momentos transmitidos por la rueda sobre el rodamiento de la rueda. Una comparación de los módulos 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 aluminio en un lugar, en el que el cuerpo fundido de aluminio está dimensionado en una medida suficiente para transmitir con seguridad las fuerzas o momentos que aparecen. No obstante, esto conduce a una unidad de rodamiento de la rueda con un diámetro interior grande, con lo que la unidad de rodamiento de la rueda provoca costes altos. 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 muestra un brazo axial con un pivote, que está insertado en un cuerpo de base. El pivote lleva la unidad de rodamiento de la rueda y está tensado contra el anillo interior del rodamiento. En la zona del cuerpo de base, está introducido a presión el pivote. El documento EP-A representa el estado más próximodelatécnica y es la base para el preámbulo de la reivindicación 1. La invención tiene el cometido de desarrollar un brazo axial o soporte de rueda con peso reducido, 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 invención se soluciona por mediodeunbrazoaxialosoportederuedacon las características de la reivindicación 1. El procedimiento para la fabricación del eje axial o soporte de la rueda se caracteriza por las etapas del procedimiento de la reivindicación 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 través del rodamiento de la rueda sobre el brazo axial o soporte de la rueda son absorbidas por un componente, cuyos valores de resistencia mecánica son claramente superiores a los de un componente de aluminio comparable. Si el pivote de acero está tensado contra el cuerpo de aluminio, entonces no surgen dificultades en el apareamiento del material entre el cuerpo de aluminio y el pivote de acero. La utilización de un tornillo de dilatación como elemento de fijación 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 aluminio. En virtud del recorrido de dilatación largo, que es característico de los tornillos de dilatación, con una fuerza predeterminada de los tornillos, éstos son especialmente adecuados para garantizar, en el presente caso y especialmente bajo solicitaciones alternas, una sujeción con tensión duradera y segura del pivote de acero con el cuerpo de aluminio.

3 3 ES T3 4 Con preferencia, el pivote de acero está introducido a presión en el cuerpo de aluminio. Por medio de la introducción a presión del pivote de acero en el cuerpo de aluminio se consigue una conexión muy potente, es decir, estable entre los dos componentes, que es mejorada todavía por medio de la tensión descrita anteriormente del pivote de acero con el cuerpo de aluminio. El pivote de acero está provisto con una rosca interior, que se extiende en la dirección longitudinal del pivote de acero y en la que engrana un elemento de fijación. Esta forma de realización del pivote de acero permite, por una parte, que se enrosque un elemento de fijación adecuado con el pivote de acero y, por otra parte, la sección transversal anular del pivote de acero, que es importante para la resistencia del pivote de acero, no está debilitada por modificaciones abruptas de la sección transversal o entalladuras. Con preferencia, la unidad de rodamiento de la rueda está constituida por un rodamiento de bolas oblicuo de dos series. En virtud de su necesidad reducida de espacio axial, de la base de soporte grande y con ello de la capacidad de soporte 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 invención. A continuación se describe la invención, simplemente a modo de ejemplo, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que: La figura 1 muestra una sección a través del brazo axialo soporte de la rueda según la presente invención; y La figura 2 muestra una vista lateral del brazo axial o del soporte de la rueda en la dirección de la visión desde el centro del vehículo. La figura 1 muestra un brazo axial de aluminio o soporte de rueda con pivote de acero insertado según la presente invención. Un cuerpo de aluminio, cuya pieza bruta se forma por medio de un proceso de fundición o de forja, está designado con el signo de referencia 12. El cuerpo 12 puede estar formado, además de aluminio, también de otros materiales, que implican un ahorro de tiempo considerable con relación a los componentes del estado de la técnica y que poseen propiedades mecánicas comparables. No obstante, puesto que el aluminio representa la variante preferida del material, a continuación se utiliza siempre el concepto de cuerpo de aluminio. Después de la fundición o forjado de la pieza bruta, éste es mecanizada en todos los puntos de contacto con otros componentes. Así, por ejemplo, el taladro 14 para el alojamiento del amortiguador elástico se lleva a la medida deseada en una etapa de repaso posterior. De la misma manera, se configura el taladro 1 en el cuerpo de aluminio 12, que recibe al pivote de acero 16. También las superficies 18 del cuerpo de aluminio 12 se consiguen por medio de una etapa de fabricación por arranque de virutas. El pivote de acero 16 se forja preferentemente de acero, con lo que se consigue una rigidez mecánica muy alta. Pero es evidente que el pivote de acero se puede fabricar también de otra manera conocida en el técnica. El pivote de acero está conectado en una sola pieza con una cabeza, cuyo lado apoyado en el cuerpo de aluminio 12 en el estado montado está configurado plano o bien está conformado de una manera correspondiente hacia la superficie mecanizada 18 del cuerpo de aluminio 12, que está dirigida hacia la cabeza del pivote de acero. La superficie lateral exterior del pivote de acero 12 está igualmente mecanizada por arranque 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 conexión entre el cuerpo de aluminio 12 y el pivote de acero 16 en colaboración con el taladro 1 del cuerpo de aluminio 12. El pivote de acero 16 lleva una unidad de rodamiento de la rueda 24, que está configurada, en la presente forma de realización, como rodamiento de bolas oblicuo de dos series. Los rodamientos de bolas oblicuos de dos series se utilizan preferentemente cuando la relación 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 alojamiento de soporte y de la base de apoyo grande y, con ello, de la capacidad de soporte de los momentos del alojamiento de soporte, se utilizan en la técnica con frecuencia unidades de rodamientos de bolas oblicuos y de rodamientos de ruedas para ruedas no accionadas. En la unidad de rodamiento de la rueda 24 están fijados el cubo de la rueda, el disco de freno y, por último, la rueda propiamente dicha. La unidad de rodamiento de la rueda 24, que está acoplada sobre el pivote de acero 16, está fijada 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 está acoplado un anillo distanciador 26 sobre el pivote de acero 16, que tanto sirveparalaalineación axial de la unidad de rodamiento de la rueda como también colabora con ella durante la fijación axial. El anillo distanciador 26 es un cuerpo simétrico rotatorio, que está fabricado preferentemente de acero. Sobre el diámetro exterior reducido del anillo distanciador 26 está colocado un labio de obturación para la protección del rodamiento de la rueda. La fijación axial de la unidad de rodamiento de la rueda se consigue por medio de un elemento de fijación adecuado, que se conecta con el pivote de acero 16. El elemento de fijación es un tornillo de dilatación 28, que está enroscado en una rosca interior en el pivote de acero 16. A tal fin, el pivote de acero 16 está provisto, a lo largo de su eje central, con un taladro y una rosca interior. El tornillo de dilatación 28 posee una cabeza que, en el estado montado, se apoya en el anillo interior 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 del pivote de acero 16. De esta manera, la unidad de rodamiento de la rueda 24 está conectada fijamente con el cuerpo de aluminio 12 y está alineada axialmente por medio de un anillo distanciador 26 adecuado, El tornillo de dilatación 28 está realizado preferentemente como tornillo de 3

4 ES T3 6 dilatación de cuello reducido de hexágono interior. Evidentemente, también son posibles otros medios de fijación. La figura 2 muestra una vista lateral del perno de mangueta representado en la figura 1. La fabricación 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, después de la mecanización siguiente por arranque de virutas. Las aleaciones de forja que se utilizan en este caso así como su tratamiento térmico durante la mecanización conducen a valores de resistencia mecánica elevados. La fundición en coquilla clásicaesotraalter- nativa del procedimiento, que se puede realizar a muy bajo coste especialmente cuando deben fabricarse números de piezas altos. Puesto que las propiedades mecánicas del cuerpo fundido de aluminio son peores en comparación con el procedimiento 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 utilización de un cuerpo de aluminio. El cuerpo de aluminio se puede fabricar igualmente con un procedimiento de fundición a presión, tal como el procedimiento Squeeze- 1 2 Casting, o un procedimiento de fundición a vacío, como el procedimiento Vakural. Estos procedimientos representan un compromiso entre el forjado y la fundición por medio de fundición en coquilla y conducen a un cuerpo de aluminio con valores de resistencia mecánica que están entre los de la pieza forjada y los de la pieza de fundición fabricada por medio de fundición en coquilla. Otro procedimiento para la fabricación del cuerpo de aluminio es el procedimiento Thixoforming, en el que el aluminio es procesado en la fase pastosa. Las propiedades mecánicas de la pieza bruta de aluminio están sólo en una medida no esencial por debajo de las de la pieza forjada de aluminio, pero los costes de fabricación son claramente reducidos. El brazo axial de aluminio o soporte de rueda según la presente invención se caracteriza por un peso muy reducido, pero, a pesar de todo, por valores 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 consigue un brazo axial o soporte de ruda que se puede fabricar fácilmente, se puede montar de una manera sencilla y cómoda y posee ventajas de peso frente a los brazos axiales y soportes de ruedas conocidos en el estado de la técnica

5 7 ES T3 8 REIVINDICACIONES 1. Brazo axial o soporte de rueda, que comprende: -uncuerpometálico (12), en el que está fijada una unidad de cojinete de la rueda (24), y - un pivote (16), que está insertado en el cuerpo metálico (12), y que soporta la unidad de rodamiento de la rueda (24); donde el pivote (16) está tensado contra el cuerpo metálico (12); caracterizado porque -el cuerpo metálico (12) está configurado como cuerpo de aluminio y el pivote está configurado como pivote de acero; y - el pivote de acero (12) posee un taladro que se extiende en la dirección longitudinal del pivote de acero y que está provistoconuna rosca interior, en la que engrana un tornillo de dilatación (28). 2. Brazo axial o soporte de rueda de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el pivote de acero (16) está introducido a presión en el cuerpo de aluminio (12). 3. Brazo axial o soporte de rueda de acuerdo 1 2 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 fabricación 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 dimensión estable para el alojamiento de un pivote de acero (16) en un cuerpo de aluminio fundido o forjado (12); - introducir a presión 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 rodamiento 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 dilatación (28) en una rosca interior, que está formada en un taladro que se extiende en el pivote de acero (16) en la dirección longitudinal NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva.

6 6 ES T3

7 ES T3 7