19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: 2 261 682 51 Int. Cl.: B60B 27/00 (2006.01) F16C 35/067 (2006.01) F16C 33/58 (2006.01) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: 02738434.6 86 Fecha de presentación : 17.06.2002 87 Número de publicación de la solicitud: 1401665 87 Fecha de publicación de la solicitud: 31.03.2004 54 Título: Montaje de la unidad de cojinete para un cubo de rueda en un sistema de suspensión de un vehículo automóvil. 30 Prioridad: 22.06.2001 IT TO01A0604 73 Titular/es: Sistemi Sospensioni S.p.A. Viale Aldo Borletti 61/63 20011 Corbetta, Milán, IT 45 Fecha de publicación de la mención BOPI: 16.11.2006 72 Inventor/es: Barbiero, Davide; Clemente, Michele y Montagnana, Gianni 45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: 16.11.2006 74 Agente: Justo Vázquez, Jorge Miguel de ES 2 261 682 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. Pº de la Castellana, 75 28071 Madrid
1 ES 2 261 682 T3 2 DESCRIPCIÓN 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 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 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
3 ES 2 261 682 T3 4 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 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. 3
5 ES 2 261 682 T3 6 REIVINDICACIONES 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 5 10 15 20 25 30 35 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. 40 45 50 55 60 65 4
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