ES2592288T3

ES2592288T3 - Unión estabilizante y su método de producción

Info

Publication number: ES2592288T3
Application number: ES12803090.5T
Authority: ES
Inventors: Shigeru Kuroda
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2016-11-29
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: US20140131970A1; WO2012176541A1; KR101886474B1; JP5709665B2; KR20140037933A; EP2722540B1; US8905417B2; JP2013002597A; CN103608595B; CN103608595A; EP2722540A4; EP2722540A1

Abstract

Procedimiento de producción deuniones estabilizadoras (100), que comprende: un paso de preparación, donde se preparan un perno esférico (101), un asiento de rótula (120) que tiene una parte de brida (121) que se extiende en dirección radial hacia el exterior y una cubierta guardapolvos (401) que tiene una parte de fijación (412), un paso de formación de subconjunto (100A), donde se forma un subconjunto que tiene el perno esférico, el asiento de rótula y la cubierta guardapolvos, un paso de fijación, donde se inserta el asiento de rótula del subconjunto en un agujero (150A) de un elemento anular (150) y se fija el elemento anular a una parte periférica exterior (122) del asiento de rótula, y un paso de moldeo por inyección, donde se inserta el subconjunto a modo de núcleo en un molde de conformación (61), se forma una cavidad (70) y se realiza un moldeo por inyección inyectando una resina en la cavidad, de manera que se conforman en una sola pieza una carcasa (130) que cubre una parte periférica exterior del asiento de rótula y una barra de soporte (140) que soporta la carcasa, donde, en el paso de formación de un subconjunto, una superficie periférica interior lateral radial (412A) de la parte de fijación (412) de la cubierta guardapolvos (401) se pone en contacto con una superficie periférica exterior lateral radial (121B) de la parte de brida (121) del asiento de rótula, donde, en el paso de fijación del elemento anular,se ponen en contacto una parte periférica exterior del asiento de rótula y una parte periférica interior del elemento anular, presionando una superficie (150B) del elemento anular una superficie periférica exterior lateral radial (412B) de la parte de fijación (412) de la cubierta guardapolvos hacia la parte de brida del asiento de rótula, sujetando la superficie (150B) del elemento anular y la parte de brida (121) del asiento de rótula la parte de fijación de la cubierta guardapolvos, y en la inserción del subconjunto (100A) en el molde de conformación (61), se proporciona un espacio intermedio predeterminado entre una superficie interior del molde de conformación y la parte periférica exterior del asiento de rótula, poniéndose una parte terminal (61A) del molde de conformación en contacto con otra superficie (150C) del elemento anular y estando la cavidad (70) formada por una superficie interior del molde de conformación (61), la superficie periférica exterior (122) del asiento de rótula y la otra superficie (150C) del elemento anular (150).

Description

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A continuación, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 4B, se introduce la parte de rótula 110 del perno esférico 101 a presión en una parte de abertura 120A del asiento de rótula 120 y la superficie periférica interior lateral radial 412A de la parte de fijación 412 de la otra parte terminal de la cubierta guardapolvos 401 se pone en contacto con la superficie periférica exterior lateral radial (superficie superior en la Fig. 4) de la parte de brida 121 del asiento de rótula 120. La parte terminal 413 de la parte de fijación 412 se pone en contacto con la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120. En este caso, la parte saliente 413A de la parte de fijación 412 sobresale hacia la parte de ranura 121A de la parte de brida 121 de modo que se acople a la misma. Así se obtiene un subconjunto 100A que tiene el perno esférico 101, el asiento de rótula 120 y la cubierta guardapolvos 401.

A continuación, se prepara un elemento anular 150. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 5, el elemento anular 150 tiene un cuerpo 151 con forma de anillo plano y, por ejemplo, en el centro del cuerpo 151 está conformado un agujero 150A circular. Como material para el elemento anular 150 se utilizan preferentemente termoplásticos industriales con fibra de vidrio, con el fin de intentar mejorar la resistencia y reducir el peso. Como material para el elemento anular 150 pueden utilizarse por ejemplo las mismas resinas que las de una carcasa 130 y una barra de soporte 140 y, en un caso de aseguraruna resistencia predeterminada, se utiliza preferentemente como material, por ejemplo, Nylon 66 con un 30% en peso de fibra de vidrio, Nylon 46 con un 30% en peso de fibra de vidrio, PPS (sulfuro de polifenileno) con un 30% en peso de fibra de vidrio, o POM (poliacetal) con un 30% en peso de fibra de vidrio. La cantidad de fibra de vidrio incluida puede fijarse por ejemplo en un 50% y puede ajustarse adecuadamente en función de las características requeridas del elemento anular 150. Como material para el elemento anular 150 pueden utilizarse metales tales como hierro, etc.

Después se fija el elemento anular 150 a la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120 introduciendo el asiento de rótula 120 del subconjunto 100A a presión en el agujero 150A del elemento anular

150. En este caso, como se muestra en la Fig. 6, la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120 entra en contacto con una superficie periférica interior del agujero 150A del elemento anular 150. Además, la superficie periférica exterior lateral radial 412B de la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 es presionada hacia la parte de brida 121 del asiento de rótula 120 por una superficie 150B del elemento anular 150, y la parte de fijación 412 queda sujeta entre la superficie 150B y la parte de brida

121. En este caso, una fuerza de fricción actúa entre la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120 y la superficie periférica interior del elemento anular 150 y, por tanto, se mantiene la posición del elemento anular 150 aunque se genere una fuerza de repulsión por la compresión de la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401.

Después, por ejemplo como se muestra en la Fig. 4C, se inserta el subconjunto 100A, con el elemento anular 150 fijado al mismo, a modo de núcleo, en un cuerpo de molde 61 de un molde de conformación 60, se forma una cavidad 70 y se inyecta una resina en la cavidad 70, realizándose así un moldeo por inyección. En este moldeo con inserto se conforman en una sola pieza una carcasa y una barra de soporte. La Fig. 4C es un esquema en sección transversal que muestra una estructura en sección transversal perpendicular a una dirección axial de la barra de soporte y muestra una estructura que incluye una sección de molde de conformación de carcasa. El molde de conformación 60 tiene una configuración que se extiende en una dirección perpendicular a la superficie de la hoja de la Fig. 4C.

En el moldeo con inserto de la realización,como molde de conformación 60 se utiliza un molde que tiene un cuerpo de molde 61 y un elemento de compresión 62. En la inserción del subconjunto 100A en el cuerpo de molde 61, como se muestra en la Fig. 6, se prevé un espacio intermedio predeterminado entre una superficie interior del cuerpo de molde 61 y la parte periférica exterior del asiento de rótula 120, y una parte terminal 61A del cuerpo de molde 61 se pone en contacto con un lado periférico exterior de otra superficie 150C del elemento anular 150.

Es preferible que una parte terminal 62A del elemento de compresión 62 entre en contacto con un lado periférico exterior de una superficie 150B del elemento anular 150. El elemento de compresión 62 tiene un agujero 62B a través del cual pasa una parte de perno 210 del perno esférico 101. El agujero 62B está conformado en una superficie opuesta 62C que mira hacia la parte de collar 214 de la parte de perno 210. En este caso, un diámetro exterior del elemento anular 150 está ajustado de manera que no sea menor que el total formado por un diámetro exterior de la parte de brida 121 del asiento de rótula 120 y un espesor dos veces mayor que el de la cubierta guardapolvos 401, con el fin de que entre en contacto con el elemento de compresión 62. Adicionalmente, el diámetro exterior del elemento anular 150 está ajustado de manera que sea mayor que un diámetro exterior de la parte terminal 131 de la carcasa 130 (Fig. 4D) a conformar. Además, por ejemplo, es preferible que un margen de compresión del cuerpo de molde 61 para el elemento anular 150 esté ajustado de manera que sea de 1 mm o más en radio (es decir, que esté ajustado de manera que no sea menor que un valor que sume 2 mm a un diámetro exterior de la parte terminal 131 de la carcasa 130).

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Así, la cavidad 70 está formada por la superficie interior del cuerpo de molde 61, la parte periférica exterior del asiento de rótula 120, y la otra superficie 150C del elemento anular 150. En este caso, la superficie de la cavidad del cuerpo de molde 61 tiene una forma correspondiente a las formas periféricas exteriores de la carcasa 130 y la barra de soporte 140.

Las Fig. 16A y 16B son esquemas que muestran una estructura de un ejemplo específico de una carcasa 130 y una barra de soporte 140, obtenidas mediante un moldeo con inserto, de una unión estabilizadora según una realización de la presente invención. La Fig. 16A muestra un ejemplo específico donde el ángulo de desfase entre carcasas es de 0 grados, y la Fig. 16B muestra un ejemplo específico donde el ángulo de desfase entre carcasas es mayor que 0 grados y menor que 180 grados. Por ejemplo, como se muestra en las Fig. 16A y 16B, si se han conformado carcasas 130 en ambas partes terminales de la barra de soporte 140, preferentemente está prevista una parte de brida 141 para un molde dividido en una parte límite entre la carcasa 130, próxima a una parte terminal de la barra de soporte 140, y la barra de soporte 140. Por ejemplo, la parte de brida 141 para un molde dividido tiene una forma en sección transversal que es aproximadamente la forma de un círculo.

Cuando se conforman la carcasa 130 y la barra de soporte 140 mostradas en la Fig. 16B, el molde de conformación 60 tiene una sección de molde de conformación de barra de soporte y secciones de molde de conformación de carcasa, que están previstas en ambas partes terminales de la sección de molde de conformación de barra de soporte. En este caso, es deseable que el molde de conformación 60 tenga un primer molde dividido y un segundo molde dividido. El primer molde dividido se utiliza para conformar la carcasa 130 próxima a una parte terminal de la barra de soporte 140 (es decir, la carcasa 130 que tiene la parte de brida 141 para el molde dividido), y el segundo molde dividido se utiliza para conformar la barra de soporte 140 y la carcasa 130 próxima a otra parte terminal de la barra de soporte 140. En este caso, el molde de conformación 60 puede ser un molde dividido estructurado de manera que un ángulo de rotación del primer molde dividido en relación con el segundo molde dividido pueda ajustarse a un ángulo predeterminado. El ángulo de rotación se ajusta en una parte del molde de conformación 60 que corresponde a la parte de brida 141 para un molde dividido. Como dispositivo motor para mover un molde superior en relación con un molde inferior del molde dividido, que tiene el primer molde dividido y el segundo molde dividido, puede utilizarse un elemento de leva típico o similar.

De este modo, dado que el molde de conformación 60 es un molde dividido estructurado de manera que es posible ajustar el ángulo de rotación del primer molde dividido en relación con el segundo molde dividido, que se ajusta en la parte del molde 60 correspondiente a la parte de brida 141 para el molde dividido, el ángulo de desfase entre las carcasas 130 puede ajustarse libremente entre 0 grados y 180 grados.

La resina utilizada en el moldeo por inyección es una resina que es un material para la carcasa 130 y la barra de soporte 140. En caso en que se asegure una resistencia predeterminada de la carcasa y la barra de soporte, se utiliza preferentemente como material, por ejemplo, Nylon 66 con un 30% en peso de fibra de vidrio, Nylon 46 con un 30% en peso de fibra de vidrio o PPS (sulfuro de polifenileno) con un 30% en peso de fibra de vidrio. En este caso, la cantidad de fibra de vidrio incluida puede ajustarse adecuadamente en función de las características requeridas de la carcasa 130 y la barra de soporte 140.

En este moldeo con inserto se rellena la cavidad 70 con la resina, de manera que, como se muestra en las Fig. 4D y 7, la carcasa 130 y la barra de soporte 140 se conforman en una sola pieza, con lo que se obtiene una unión estabilizadora 100. La carcasa 130 cubre una parte periférica exterior del asiento de rótula 120, y la barra de soporte 140 soporta la carcasa 130. La unión estabilizadora 100 tiene una estructura en la que la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 está sujeta por la parte terminal 131 de la carcasa 130 y la parte de brida 121 del asiento de rótula 120.

2. Ventajas del moldeo con inserto de resina

En la unión estabilizadora, en general, los valores especificados de par de giro, par de rotación y levantamiento elástico están ajustados y, en general, frecuentemente es necesario ajustar estos valores especificados a valores menores. El par y el levantamiento elástico son opuestos entre sí y estos valores especificados dependen de la interferencia de la carcasa y el asiento de rótula o de la interferencia del asiento de rótula o el perno esférico. Por tanto, con el fin de satisfacer las características requeridas en un vehículo, es importante ajustar la interferencia a un valor óptimo en base a los requisitos de carga de entrada y durabilidad.

En cambio, en la realización, si el punto de fusión de la resina que constituye el material del asiento de rótula 120 es menor que los de la carcasa 130 y la barra de soporte 140, es posible que en el moldeo por inyección mediante el moldeo con inserto se produzca una deformación por contracción del asiento de rótula 120 debido al calor y la presión. En este caso se calculan de antemano las relaciones entre las condiciones del

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moldeo por inyección (temperatura y presión de la resina inyectada en el moldeo por inyección, periodo de tiempo de inyección y similares) y la magnitud de la deformación por contracción del asiento de rótula 120. En la inserción de la parte de rótula 110 del perno esférico 101 en el asiento de rótula 120, por ejemplo, se utiliza(n) el asiento de rótula 120, que tiene un diámetro interior ajustado a un valor predeterminado, y/o la parte de rótula 110, que tiene un diámetro exterior ajustado a un valor predeterminado, de manera que sea posible ajustar la holgura entre la parte de rótula 110 y el asiento de rótula 120 a un valor predeterminado. Se controlan adecuadamente las condiciones de inyección del moldeo con inserto y se realiza el moldeo por inyección, de manera que la interferencia del asiento de rótula 120 puede ajustarse a un valor óptimo después del moldeo por inyección.

La resina inyectada en el moldeo por inyección mediante el moldeo con inserto tiene un punto de fusión inferior al del aluminio, y la temperatura del moldeo por inyección puede ajustarse de manera que sea igual o inferior a 300 grados C. Así, es posible evitar el deterioro por calor del asiento de rótula 120 ajustando adecuadamente el tiempo de moldeo. Por tanto, en este caso puede utilizarse como material del asiento de rótula 120 poliacetal, que es económico, a diferencia del caso en que se utiliza aluminio como material para el moldeo por inyección. En caso de que se monte una cubierta guardapolvos 401 compuesta de caucho y el subconjunto 100A, con el elemento anular 150 fijado al mismo, utilizando como núcleo en la conformación el subconjunto 100A, la temperatura de moldeo por inyección puede ajustarse de manera que sea inferior a lo arriba indicado y, a diferencia del caso en que se utiliza aluminio como material para el moldeo por inyección, puede evitarse el deterioro por calor de la cubierta guardapolvos 401 aunque la resina entre directamente en contacto con la cubierta guardapolvos 401 compuesta de caucho.

Como se ha descrito más arriba, se inserta el subconjunto 100A, con el elemento anular 150 fijado al mismo, a modo de núcleo, en el molde de conformación 60, se forma la cavidad 70 y se realiza el moldeo con inserto, en el que se inyecta la resina en la cavidad 70. Así, el proceso convencional (mostrado en la Fig. 3D), en el que el asiento de rótula 120 se somete a un calafateo térmico, es innecesario. De este modo puede reducirse el número de procesos de producción, con lo que es posible reducir el coste de producción.

La interferencia del asiento de rótula 120 puede ajustarse a un valor óptimo después del moldeo por inyección mediante el moldeo con inserto. Como resultado, el par de giro, el par de rotación y el levantamiento elástico, que son valores especificados de una unión estabilizadora, pueden ajustarse a los valores deseados y es posible satisfacer las características requeridas en un vehículo. Puede utilizarse la estructura en la que la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 está sujeta por la parte terminal 131 de la carcasa 130 y la parte de brida 121 del asiento de rótula 120, de manera que es innecesario otro proceso, en el que se proporciona la cubierta guardapolvos 401 por separado después del moldeo por inyección, y son innecesarias otras piezas (resorte circular o similares), que se utilizaban en el procedimiento convencional en el que se emplea aluminio. Como resultado, es posible reducir aun más el coste de producción.

Dado que el moldeo con inserto se realiza utilizando el subconjunto 100A a modo de núcleo, la cavidad 70 se rellena con la resina y la carcasa 130 compuesta de resina se adhiere firmemente a la parte periférica exterior del asiento de rótula 120 y la otra superficie 150C del elemento anular 150. Así es posible ajustar a un valor deseado la interferencia de la carcasa 130 en relación con el asiento de rótula 120, de manera que las características de par y el levantamiento elástico pueden ajustarse a los valores deseados. Por tanto, no existe influencia de la uniformidad de tamaño de un elemento antagonista, de manera que es innecesario un control dimensional.

3. Características de estanqueidad de cada parte en el moldeo con inserto

En el moldeo con inserto arriba descrito, como se muestra en la Fig. 6, en el que se utiliza a modo de núcleo el subconjunto 100A con el elemento anular 150 fijado al mismo, la cavidad 70 está formada por la superficie interior del cuerpo de molde 61, la parte periférica exterior del asiento de rótula 120 y la otra superficie 150C del elemento anular.

En la parte entre el asiento de rótula 120 y el elemento anular 150, la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120 está en contacto con la superficie interior del agujero 150A del elemento anular 150, como se muestra en la Fig. 6. Así puede lograrse una estanqueidad entre el asiento de rótula 120 y el elemento anular 150. En este caso, la superficie 150B del elemento anular 150 presiona la superficie periférica exterior lateral radial 412B de la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 hacia la parte de brida 121 del asiento de rótula 120, y la superficie 150B y la parte de brida 121 sujetan la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401. Así puede lograrse una estanqueidad entre el elemento anular 150 y la cubierta guardapolvos 401.

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En este caso, la parte saliente 413A de la parte terminal 413 sobresale hacia la parte de ranura 121A de la parte de brida 121 de modo que se acopla con la misma. Así puede lograrse eficazmente una estanqueidad entre el elemento anular 150 y la cubierta guardapolvos 401.

Además, en una parte entre el cuerpo de molde 61 y el elemento anular 150, la parte terminal 61A del cuerpo de molde 61 está en contacto con el lado periférico exterior de la otra superficie 150C del elemento anular

150. Así puede lograrse una estanqueidad entre el cuerpo de molde 61 y el elemento anular 150.

Aquí, por ejemplo, la superficie periférica exterior lateral radial 412B de la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 puede disponerse horizontalmente mediante una correspondencia con una forma de la superficie 150B del elemento anular 150 y, como resultado, es posible mantener el estado horizontal de la superficie 150B del elemento anular 150 y la superficie periférica exterior lateral radial 412B de la parte de fijación 412. Como se ha descrito más arriba, puede evitarse que el elemento anular 150 se incline, pueden adherirse las superficies opuestas de la superficie 150B del elemento anular 150 y la superficie periférica exterior lateral radial 412B de la parte de fijación 412, y pueden adherirse las superficies opuestas de la superficie periférica exterior lateral 122 del asiento de rótula 120 y la superficie interior del agujero 150A del elemento anular. Además, es posible mantener el estado horizontal de la superficie 150B del elemento anular 150 y, como resultado, pueden adherirse las superficies opuestas de la parte terminal 61A del cuerpo de molde 61 y la superficie periférica exterior de la otra superficie 150C del elemento anular 150.

Como se ha descrito más arriba, en la realización, la estanqueidad entre el asiento de rótula 120 y el elemento anular 150, la estanqueidad entre el elemento anular 150 y la cubierta guardapolvos 401 y la estanqueidad entre el cuerpo de molde 61 y el elemento anular 150 pueden mejorarse de forma fiable con el uso del elemento anular 150. Así, es posible impedir eficazmente una fuga de resina al exterior en el moldeo con inserto. Además, es posible estabilizar la posición del subconjunto 100A en el moldeo por inyección mediante un sencillo método, en el que se utiliza un elemento estructural sencillo, tal como el elemento anular 150, se inserta el asiento de rótula 120 del subconjunto 100A en el agujero 150A del elemento anular 150 y se pone la parte terminal 61A del cuerpo de molde 61 en contacto con la otra superficie 150C del elemento anular 150. Además, el elemento anular 150 puede utilizarse como componente de la unión estabilizadora

100. De este modo, un posicionador para unir un molde de conformación 60 al subconjunto 100A tiene una estructura sencilla, dado que no es necesario utilizar un elemento de molde que tenga un molde de compresión de superficie radial. En este caso, dado que no es necesario idear una forma de la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 para mejorar la estanqueidad en comparación con el caso en el que se utiliza un elemento de molde que tiene un molde de compresión de superficie radial, la unión estabilizadora 100 puede aplicarse a productos actuales fabricados en serie.

En la unión estabilizadora 100, una parte en la que la cubierta guardapolvos 401 no está sujeta puede estar soportada por la superficie 150B del elemento anular 150, incluso si la parte se deforma en una acción de giro del perno esférico 101. Por consiguiente, es posible evitar que dicha parte deformada de la cubierta guardapolvos 401 provoque fricción debido al contacto con un borde de la parte terminal 131 de la carcasa

130. Adicionalmente, es posible mejorar una carga de retirada de perno, dado que el elemento anular 150 tiene una función que suprime la expansión de la parte saliente del asiento de rótula 120. Además, la parte de fijación 412 de la cubierta guardapolvos 401 está sujeta por el elemento anular 150 y la parte de brida 121 del asiento de rótula 120 y, como resultado, puede mejorarse una carga de retirada contra la cubierta guardapolvos 401.

En particular, en caso de que el elemento de compresión 62 entre en contacto con el lado periférico exterior de la superficie 150B del elemento anular 150 para formar la cavidad 70, el elemento de compresión 62 puede presionar el elemento anular 150 contra una presión de inyección en el cuerpo de molde 61 durante el moldeo con inserto y puede estabilizarse aun más la fijación del elemento anular 150 al asiento de rótula 120. El efecto arriba mencionado puede conseguirse eficazmente ajustando un margen de compresión del cuerpo de molde 61 para el elemento anular 150 a 1 mm o más de radio.

En este caso, poniendo en contacto una superficie 62C del elemento de compresión 62, que mira hacia la parte de collar 214 de la parte de perno 210, con la parte de collar 214, es posible evitar que el subconjunto 100A se mueva debido a la presión de inyección y asegurar una posición neutra de la parte de perno 210 en la unión estabilizadora 100. El efecto arriba mencionado puede conseguirse eficazmente ajustando una holgura entre la parte de collar 214 de la parte de perno 210 que mira hacia el elemento de compresión 62 y la superficie 62C a 0,2 mm o menos.

Además, en la realización arriba indicada pueden mejorarse diversas características si se utilizan los siguientes ejemplos alternativos.

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Claims

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