ES2199861T3 - Apoyo de rueda, en particular para ejes de vehiculo no accionados. - Google Patents
Apoyo de rueda, en particular para ejes de vehiculo no accionados.Info
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Abstract
Apoyo de rueda, en particular, para ejes de vehículo no accionados, con un cubo (7) de rueda montado sobre pivote mediante rodamientos (5, 6) sobre un muñón (2) de eje, que se sujeta con una tuerca (10) de eje atornillada con una rosca interior sobre una rosca (15) exterior del muñón (2) del eje, caracterizado porque la tuerca (10) del eje se compone de una pieza (16) interior, que está provista de la rosca interior, y una pieza (17) exterior coaxial con respecto a ésta, en la que están realizadas las superficies (18) de apoyo para llave necesarias para el apriete y el aflojamiento de la tuerca (10) de eje, porque la pieza (17) exterior es desplazable sobre la pieza (16) interior y está unida a la pieza (16) interior mediante uno o más elementos de bloqueo cargados por resorte de tal modo, que se puede transmitir a la pieza (16) interior en el sentido de aflojamiento un par de apriete sustancialmente mayor que en el sentido de apriete.
Description
Apoyo de rueda, en particular para ejes de
vehículo no accionados.
La presente invención se refiere según el
preámbulo de la reivindicación 1 a un apoyo de rueda, en particular
para ejes de vehículo no accionados, con un cubo de rueda montado
sobre pivote mediante rodamientos sobre un muñón de eje, que se
sujeta con una tuerca de eje atornillada con una rosca interior
sobre una rosca exterior del muñón del eje.
Por el documento
EP-0529252-B1 se conoce un apoyo de
rueda de este tipo para ejes de remolque, cuya tuerca de eje central
está provista cerca de su lado exterior con varias ranuras de
trayectoria radial. La división de las ranuras es asimétrica y,
vista en el sentido de las agujas del reloj, es de dos veces 60º
una vez 45º, de nuevo dos veces 60º y de 75º. De este modo, se
obtiene un ángulo de desplazamiento máximo de 15º. Con estos valores
se obtiene ya un ajuste axial de apoyo bueno y, en la mayoría de
casos, suficiente.
Para el ajuste óptimo del apoyo, sin embargo, la
fuerza de apriete con que se aprieta la tuerca de eje después de
colocar la unidad del cubo sobre el muñón del eje tiene la misma
importancia, o incluso más. Para ello, la mayoría de fabricantes de
automóviles especifican los pares de apriete que se deben alcanzar.
La obtención del par de apriete correcto, no obstante, también
presupone el manejo correcto de la herramienta usada en el
apriete.
Por el documento
DE-3713224-A1 se conoce una tuerca
de eje asegurada con una contratuerca adicional, que se provee de
una capa de desgaste en su cara frontal orientada al interior hacia
el apoyo de la rueda, por la que la tuerca del eje, al pretensarla
con un par de apriete predeterminado, se apoya en el anillo interior
del rodamiento. La capa de desgaste usada se compone de un material
que es lo suficientemente sólido para resistir la presión axial que
se genera al pretensar la tuerca del eje que, sin embargo,
desaparece en la puesta en marcha del vehículo a causa del
incremento de temperatura debido al funcionamiento. De este modo, un
determinado juego de apoyo deseado no se genera hasta el momento de
la conducción. A fin de evitar que la tuerca de eje se afloje
posteriormente de forma indeseada, ésta se asegura mediante la
contratuerca situada en el exterior.
La invención tiene por objetivo descartar fuentes
de fallo en un apoyo de rueda, en particular, para ejes de vehículo
no accionados, como las que pueden aparecer por un apriete indebido
de la tuerca de eje central.
Para lograr este objetivo, se propone en un apoyo
de rueda del tipo mencionado al principio, que la tuerca del eje se
componga de una pieza interior, que está provista de la rosca
interior, y una pieza exterior coaxial con respecto a ésta, en la
que están realizadas las superficies de apoyo para llave necesarias
para el apriete y el aflojamiento de la tuerca de eje, que la pieza
exterior sea desplazable sobre la pieza interior y esté unida a la
pieza interior mediante uno o más elementos de bloqueo cargados por
resorte de tal modo, que se pueda transmitir a la pieza interior en
el sentido de aflojamiento un par de apriete sustancialmente mayor
que en el sentido de apriete.
Preferentemente, la pieza exterior se provee aquí
de un dentado axial, que engrana bajo presión de resorte en un
contradentado correspondiente de la pieza interior, presentando el
dentado unos flancos que en la pieza exterior, en el sentido de
apriete, tienen forma de rampa y, en el sentido de aflojamiento, son
escarpados.
En un apoyo de rueda configurado de este modo, se
descartan fuentes de fallo por un apriete indebido de la tuerca de
eje central. Para un apriete controlado de la tuerca de eje no es
necesario, por ejemplo, usar una llave dinamométrica, cuyo ajuste
al par de apriete correcto en la práctica representa con frecuencia
una fuente de fallo. En la tuerca de eje usada según la invención,
el par de apriete máximo alcanzable ya está en cierto modo ajustado
en la tuerca de eje al componerse ésta de una pieza interior, que
está atornillada sobre el muñón del eje, y de una pieza exterior,
en la que están realizadas las superficies de apoyo para llave
necesarias para el apriete de la tuerca de eje. La pieza interior y
la pieza exterior engranan entre sí a modo de dentado, estando el
dentado provisto de flancos que en la pieza exterior, en el sentido
de apriete, tienen forma de rampa y, en el sentido de aflojamiento,
son escarpados. El engrane del dentado en el contradentado está
además cargado de resorte, estando ajustadas de forma fija no sólo
la inclinación de las rampas, sino también la magnitud de la carga
por resorte y, de este modo, limitan el par de apriete máximo
transmisible desde la pieza exterior sobre la pieza interior. De
esta forma, quedan excluidos los manejos incorrectos por la
aplicación de un par de apriete demasiado elevado. Un par de
apriete demasiado elevado origina unas cargas muy elevadas de los
rodamientos y, por tanto, un desgaste prematuro del apoyo.
Con una variante se propone que el dentado esté
configurado en una de las caras frontales de la pieza exterior y que
para lograr la carga por resorte, un muelle de compresión se apoye
en la otra cara frontal, opuesta a la cara frontal de la pieza
exterior. Preferentemente, para la absorción de las fuerzas de
reacción, el muelle de compresión se apoya en este caso en un
collar radialmente saliente, que está formado en la pieza interior
formando una única pieza.
Para poder equipar la tuerca de eje también en
apoyos de rueda posteriormente, su volumen constructivo debe ser lo
más reducido posible. Puesto que el volumen constructivo también
viene determinado por el tamaño del muelle de compresión usado, con
otra configuración se propone usar un muelle Belleville sencillo o
múltiple como muelle de compresión. Con este tipo de muelle
Belleville se puede reducir una elevada fuerza de resorte y obtener
además un volumen constructivo adaptado a la forma básica de la
tuerca de eje. Para ello, es además una ventaja si el muelle
Belleville se apoya en su diámetro grande sobre la pieza exterior,
y en su diámetro pequeño, en la pieza interior.
En otra configuración del apoyo de rueda se
propone que la pieza interior de la tuerca de eje se componga de
una sección en forma de manguito, así como de una sección en forma
de brida, y que la sección en forma de brida se componga de una
sección de brida interior, en la que está realizado el
contradentado, y una sección de brida exterior, con la que la
tuerca de eje engrana en una muesca del cubo de rueda. Esta
división funcional entre la sección de brida interior por una parte
y la sección de brida exterior por otra, permite montar y desmontar
sobre el muñón del eje el cubo con los rodamientos insertados, un
anillo de tope y la tuerca de eje premontados como una unidad. Con
su sección de brida exterior, la tuerca de eje forma una herramienta
de extracción, engranando la sección de brida exterior de su pieza
interior en la muesca del cubo de rueda. Esta muesca del cubo de
rueda está formada preferentemente por un anillo de retención
insertado en el orificio exterior del cubo de rueda.
En cambio, la sección de brida interior de la
pieza interior cumple con otro cometido. En su sección de brida
interior está realizado el contradentado. Además, se apoya contra
un anillo interior de rodamiento del rodamiento exterior del apoyo
de rueda, asentado sobre el muñón del eje y asegura de este modo el
rodamiento exterior o todo el apoyo de rueda.
Una configuración preferente del apoyo de rueda
se caracteriza por un elemento de bloqueo para bloquear el giro de
la pieza interior de la tuerca de eje sobre el muñón del eje.
En otra configuración del apoyo de rueda, los
elementos de bloqueo son pasadores o bolas cargados por resorte, que
están configurados para engranar en un dentado, preferentemente
bajo la presión del muelle Belleville.
Otros detalles y ventajas se exponen en la
siguiente descripción de los dibujos pertinentes, en los que se
representa una forma de realización preferente de un apoyo de rueda
realizado según la invención. En los dibujos se muestra:
Figura 1 un apoyo de rueda en sección
longitudinal;
Figura 2 detalles del apoyo de rueda según la
figura 1 en el área del rodamiento exterior y de la tuerca de eje
central;
Figura 3 una vista en planta de la tuerca de eje
montada sobre el muñón del eje;
Figura 4 una sección a través de la pieza
interior de la tuerca de eje;
Figura 5 una vista en perspectiva de la pieza
exterior de la tuerca de eje;
Figura 6 una vista en planta de la pieza interior
correspondiente a la vista VI dibujada en la figura 4;
Figura 7 una sección parcial de una forma de
realización diferente a las figuras 1 a 6, de la tuerca de eje
central con varios elementos de bloqueo bajo presión por
resorte.
En el extremo de un cuerpo 1 de eje hay fijado o
formado un muñón 2 de eje, que está provisto de dos asientos 3, 4
de apoyo dispuestos a cierta distancia entre sí, para un rodamiento
5 interior y un rodamiento 6 exterior. Sobre ambos rodamientos 5, 6
está montado sobre pivote libre un cubo 7 de rueda realizado de una
sola pieza. En el contorno exterior del cubo 7 de rueda se pueden
fijar en un lado un tambor de freno o disco de freno y en el lado
opuesto una rueda con bulón de rueda.
En el lado exterior del rodamiento 5 interior hay
dispuesto un anillo 8 de tope que en su contorno exterior está
provisto de un collar 8a que alcanza hasta la pared interna del
cubo 7 de rueda. Delante del collar 8a del anillo 8 de tope se
inserta un primer anillo 9 de retención en una ranura perimetral en
el interior del cubo de rueda.
En el otro extremo hay dispuesta delante del
rodamiento 6 exterior una tuerca 10 de eje cubierta por un
caperuzón, configurada con una sección 11 en forma de brida, cuyo
borde exterior alcanza hasta cerca de la pared interna del cubo 7 de
rueda. En el exterior, delante del borde exterior de la sección 11
en forma de brida se inserta un segundo anillo 12 de retención en
una ranura perimetral del cubo 7 de rueda. El diámetro interior del
mismo es inferior al diámetro más grande de la sección 11 en forma
de brida. Con la inserción intermedia de un disco 13 anular, la
sección 11 en forma de brida de la tuerca 10 de eje se apoya en un
anillo 14 interior de rodamiento del rodamiento 6 exterior.
La tuerca 10 de eje está atornillada con una
rosca interior sobre una rosca 15 exterior en el extremo libre del
muñón 2 de eje. La rosca interior de la tuerca 10 de eje se
encuentra en una pieza 16 interior de la tuerca de eje. Además,
forma parte de la tuerca de eje una pieza 17 exterior, en la que se
han realizado las superficies 18 de apoyo para llave necesarias
para el apriete y el aflojamiento de la tuerca de eje.
La pieza 16 interior de la tuerca de eje se
compone de una sección 19 en forma de manguito, así como de una
sección 11 en forma de brida. En el contorno interior de la sección
19 en forma de manguito se encuentra la rosca interior. La sección
11 en forma de brida de la pieza 16 interior se divide en una
sección 21 de brida interior y una sección 22 de brida exterior. La
sección de brida interior presenta en uno de sus lados una
superficie de apoyo para el disco 13 anular, y la otra superficie
orientada a la pieza 17 exterior está provista de un dentado. La
sección 22 de brida exterior engrana de la forma descrita
anteriormente en la muesca del cubo 7 de rueda definida por el
anillo 12 de retención.
La tuerca 10 de eje se compone además de un
muelle 23 de Belleville, así como de un elemento 25 de seguridad
provisto de una abrazadera 24, que impide un desplazamiento
posterior entre la tuerca 10 de eje y el muñón 2 de eje.
Las figuras 2 a 6 muestran que la pieza 17
exterior de la tuerca 10 de eje está provista de un dentado 26, y
la pieza 16 interior de un contradentado 27 correspondiente. El
dentado 26 y el contradentado 27 están orientados axialmente entre
sí, por lo que engranan entre sí en el plano radial. La estructura
del dentado se ve mejor en la figura 5 con el ejemplo del dentado
26 de la pieza 17 exterior. Éste está provisto de flancos 28a, 28b
que, en el sentido de apriete, tienen forma de rampa y, en el
sentido de aflojamiento, son escarpados. El contradentado 27 de la
pieza 16 interior puede presentar la estructura correspondiente.
El muelle 23 de Belleville se apoya con su borde
interno en un collar 30 radialmente saliente de la pieza 16
interior, apoyándose, por el contrario, el borde externo contra
aquella cara 31 frontal de la pieza 17 exterior que está opuesta al
dentado 26 y por tanto, está orientada hacia el exterior. En lugar
del muelle 23 de Belleville sencillo, también se puede prever un
paquete de muelles de Belleville. El muelle 23 de Belleville ejerce
una fuerza de presión sobre la pieza 17 exterior en dirección a la
sección de brida interior de la pieza 16 interior, mediante lo cual
el dentado y el contradentado engranan entre sí accionados por
presión. De este modo, la tuerca 10 de eje trabaja como una especie
de carraca. Si en el sentido de apriete se sobrepasa un par de
apriete especificado, los flancos 28a en forma de rampa del dentado
26 se pueden montar en los flancos correspondientes del
contradentado 27, resbalando la pieza 17 exterior frente la pieza
16 interior que se mantiene rígida durante el apriete. De este modo
queda excluido un apriete de la tuerca 10 de eje con un par de
apriete demasiado elevado. El par de
apriete máximo viene determinado por la línea característica del muelle 23 de Belleville, así como por la geometría y en particular la inclinación de flanco del dentado 26 o contradentado 27. Por el contrario, en el sentido de aflojamiento, debido a los flancos 28b escarpados se transmite siempre el par de apriete completo.
apriete máximo viene determinado por la línea característica del muelle 23 de Belleville, así como por la geometría y en particular la inclinación de flanco del dentado 26 o contradentado 27. Por el contrario, en el sentido de aflojamiento, debido a los flancos 28b escarpados se transmite siempre el par de apriete completo.
Después de apretar la tuerca 10 de eje, ésta se
debe asegurar contra un aflojamiento indeseado. Para ello, el gorrón
32 extremo cilíndrico del muñón 2 de eje está provisto de una
ranura 33 de extensión axial como, por ejemplo, la denominada
ranura de chaveta ajustada. En la ranura 33 se puede introducir el
elemento 25 de seguridad desde el exterior. Éste está provisto en
su lado exterior de una estructura 34 dentada de extensión axial
que engrana en un dentado 35 interior de la pieza 16 interior, que
presenta el mismo paso de los dientes. El dentado 35 interior es un
dentado recto que se extiende en 360º, que se limita a la pieza
exterior de la sección 19 en forma de manguito de la pieza 16
interior, para lo que la pieza 16 interior está provista ahí de un
gollete correspondiente, por cuyo contorno se distribuyen los
dientes del dentado 35 interior.
La figura 3 muestra que el elemento 25 de
seguridad en forma de bloque es en el sentido del contorno más
estrecho que el ancho de la ranura 33. En la figura 3 está dibujado
un juego a de contorno en un lado del elemento 25 de seguridad y un
juego b de contorno en el otro. Los juegos a y b de contorno se
suman al paso t de los dientes común a la estructura 34
dentada del elemento 25 de seguridad y al dentado 35 interior de la tuerca de eje. De este modo, se asegura que, después del apriete de la tuerca de eje, independientemente de la posición de los dientes en cada caso, el elemento 25 de seguridad siempre se pueda insertar axialmente en la ranura 33 y asegurarse mediante la abrazadera 24 que envuelve el gorrón 32 extremo. De esta forma, el juego de contorno de la tuerca de eje está limitado al área angular muy reducida de una solo paso t de dientes. Con este ángulo tan reducido de desplazamiento, en función del paso de la rosca en la tuerca de eje y el muñón de eje, se obtienen recorridos de regulación axiales de la tuerca 10 de eje que sólo presentan fracciones de milímetro y, por eso, se acercan al ajuste óptimo del apoyo de
rueda.
dentada del elemento 25 de seguridad y al dentado 35 interior de la tuerca de eje. De este modo, se asegura que, después del apriete de la tuerca de eje, independientemente de la posición de los dientes en cada caso, el elemento 25 de seguridad siempre se pueda insertar axialmente en la ranura 33 y asegurarse mediante la abrazadera 24 que envuelve el gorrón 32 extremo. De esta forma, el juego de contorno de la tuerca de eje está limitado al área angular muy reducida de una solo paso t de dientes. Con este ángulo tan reducido de desplazamiento, en función del paso de la rosca en la tuerca de eje y el muñón de eje, se obtienen recorridos de regulación axiales de la tuerca 10 de eje que sólo presentan fracciones de milímetro y, por eso, se acercan al ajuste óptimo del apoyo de
rueda.
En la forma de realización de la tuerca 10 de eje
representada en la figura 7 forman parte de la pieza 17 exterior
varios pasadores 36, bolas o elementos de bloqueo similares, que
están bajo carga por resorte. Esta carga por resorte se puede
generar, por ejemplo, por medio del muelle 23 de Belleville que
solicita en este caso a todos los pasadores 36 simultáneamente con
presión. Los pasadores 36 están alojados axialmente en guías 37
propias en el material de la pieza 17 exterior. En el extremo
opuesto al muelle 23, cada pasador 36 está provisto al menos de un
diente como dentado 26. Este dentado asume aquí la función que asume
en el ejemplo de realización según las figuras 1 a 6 el dentado 26
múltiple de la pieza 17 exterior, es decir, el engrane en el
contradentado 27 de la pieza 16 interior. En la forma de realización
según la figura 7 también se transmiten en el sentido 38 de apriete
pares de apriete desde la pieza 17 exterior sobre la pieza 16
interior, bloqueando, en cambio, los pasadores 36 en el sentido de
aflojamiento.
- 1
- Cuerpo de eje
- 2
- Muñón de eje
- 3
- Asiento del apoyo
- 4
- Asiento del apoyo
- 5
- Rodamiento interior
- 6
- Rodamiento exterior
- 7
- Cubo de rueda
- 8
- Anillo de tope
- 8a
- Collar
- 9
- Anillo de retención
- 10
- Tuerca de eje
- 11
- Sección en forma de brida
- 12
- Anillo de retención
- 13
- Disco anular
- 14
- Anillo interior de rodamiento
- 15
- Rosca exterior del muñón de eje
- 16
- Pieza interior
- 17
- Pieza exterior
- 18
- Superficie de apoyo para llave
- 19
- Sección en forma de manguito
- 20
- Superficie de apoyo
- 21
- Sección de brida interior
- 22
- Sección de brida exterior
- 23
- Muelle de Belleville
- 24
- Abrazadera
- 25
- Elemento de seguridad
- 26
- Dentado
- 27
- Contradentado
- 28a
- Flanco en forma de rampa
- 28b
- Flanco escarpado
- 29
- Sentido de apriete
- 30
- Collar
- 31
- Cara frontal
- 32
- Gorrón extremo
- 33
- Ranura
- 34
- Estructura dentada
- 35
- Dentado interior, dentado recto
- 36
- Pasador
- 37
- Guía
- 38
- Sentido de apriete
- a
- Juego
- b
- Juego
- t
- Paso de los dientes
Claims (12)
1. Apoyo de rueda, en particular, para ejes de
vehículo no accionados, con un cubo (7) de rueda montado sobre
pivote mediante rodamientos (5, 6) sobre un muñón (2) de eje, que
se sujeta con una tuerca (10) de eje atornillada con una rosca
interior sobre una rosca (15) exterior del muñón (2) del eje,
caracterizado porque la tuerca (10) del eje se compone de
una pieza (16) interior, que está provista de la rosca interior, y
una pieza (17) exterior coaxial con respecto a ésta, en la que están
realizadas las superficies (18) de apoyo para llave necesarias para
el apriete y el aflojamiento de la tuerca (10) de eje, porque la
pieza (17) exterior es desplazable sobre la pieza (16) interior y
está unida a la pieza (16) interior mediante uno o más elementos de
bloqueo cargados por resorte de tal modo, que se puede transmitir a
la pieza (16) interior en el sentido de aflojamiento un par de
apriete sustancialmente mayor que en el sentido de apriete.
2. Apoyo de rueda según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pieza (17) exterior engrana con un
dentado (26) axial bajo presión de resorte en un contradentado (27)
correspondiente de la pieza (16) interior, y que el dentado presenta
unos flancos (28a, 28b) que en la pieza (17) exterior, en el sentido
de apriete (29, 38), tienen forma de rampa y, en el sentido de
aflojamiento, son escarpados.
3. Apoyo de rueda según la reivindicación 2,
caracterizado porque el dentado (26) está configurado en una
de las caras frontales de la pieza (17) exterior, y que para lograr
la carga por resorte, un muelle (23) de compresión se apoya en la
otra cara frontal, opuesta a la cara (31) frontal de la pieza (17)
exterior.
4. Apoyo de rueda según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para la absorción de las fuerzas de
reacción, un muelle (23) de compresión se apoya en un collar (30)
radialmente saliente de la pieza (16) interior.
5. Apoyo de rueda según la reivindicación 3 o la
reivindicación 4, caracterizado por un muelle de Belleville
sencillo o múltiple como muelle (23) de compresión.
6. Apoyo de rueda según la reivindicación 5,
caracterizado porque el muelle Belleville se apoya en su
diámetro grande sobre la pieza (17) exterior, y en su diámetro
pequeño, en la pieza (16) interior.
7. Apoyo de rueda según una de las
reivindicaciones precedentes 2 a 6, caracterizado porque la
pieza (16) interior se compone de una sección (19) en forma de
manguito, así como de una sección (11) en forma de brida, y porque
la sección en forma de brida se compone de una sección (21) de
brida interior, en la que está realizado el contradentado (27), y
una sección (22) de brida exterior, con la que la tuerca de eje
engrana en una muesca del cubo (7) de rueda.
8. Apoyo de rueda según la reivindicación 7,
caracterizado porque la muesca del cubo (7) de rueda está
formada por un anillo (12) de retención insertado en el orificio
exterior del cubo de rueda.
9. Apoyo de rueda según la reivindicación 7 o la
reivindicación 8, caracterizado porque la pieza (16)
interior con su sección (21) de brida interior se apoya axialmente
contra un anillo (14) interior de rodamiento del rodamiento (6)
exterior del apoyo de rueda, asentado sobre el muñón (2) del
eje.
10. Apoyo de rueda según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una de
las dos piezas, el muñón (2) de eje o la pieza (16) interior, está
provista de una ranura (33) de extensión radial, en la que se aloja
un elemento (25) de seguridad, y porque una sección del elemento de
seguridad que sobresale de la ranura (33) está provisto de un
perfil, preferentemente de una estructura (34) dentada, que engrana
en arrastre de forma en un perfil con una extensión de 360º,
preferentemente un dentado (35) recto con dientes de trayectoria
radial en la otra de las dos piezas, la pieza (16) interior o el
muñón (2) de eje, respectivamente.
11. Apoyo de rueda según la reivindicación 10,
caracterizado porque el juego existente en el sentido del
contorno del elemento (25) de seguridad es en la ranura (33) igual
o superior que el paso (t) de los dientes del dentado (35)
recto.
12. Apoyo de rueda según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, caracterizado porque los elementos de
bloqueo son pasadores (36) o bolas cargados por resorte, que están
configurados para engranar en un dentado (27), preferentemente bajo
la presión de un muelle (23) de Belleville.
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