ES2201683T3 - Procedimiento para la produccion de una polea de material plastico con un inserto metalico. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de una polea de material plastico con un inserto metalico.Info
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Abstract
Procedimiento para la producción de un conjunto de polea de material plástico (25, 35) con un inserto metálico (10, 30) que comprende las etapas de: a) colocar un inserto metálico circular (10, 30), el cual tiene un eje y una superficie exterior circunferencial sustancialmente plana (11, 21) que se extiende radialmente desde el eje, sobre un medio posicionador (13A, 13B, 13C), situado dentro de la cavidad de un molde y colocado alrededor de la circunferencia exterior del inserto metálico (10, 30) para posicionar este último dentro de la cavidad del molde con anterioridad al moldeo y para mantener la redondez del inserto metálico (10, 30) durante el moldeo; y b) moldear un cuerpo anular de material plástico (12) alrededor de dicho inserto metálico.
Description
Procedimiento para la producción de una polea de
material plástico con un inserto metálico.
La presente invención se relaciona en general con
el campo de las poleas tales como aquellas que pueden ser
utilizadas con la correa de transmisión sinfín de un sistema de
transmisión para accesorios de vehículos, y con un procedimiento
para la producción de dicha polea. Más particularmente, la
invención se relaciona con un método para la producción de un
conjunto de polea, en donde un cuerpo exterior de material plástico
de la polea se moldea alrededor de un inserto metálico utilizando un
medio posicionador para situar el inserto metálico dentro de la
cavidad del molde, para mantener la redondez del inserto metálico
dentro del cuerpo exterior de material plástico de la polea durante
el moldeo y para asegurar la concentricidad de la porción de
acoplamiento con la correa del cuerpo exterior de material plástico
de la polea con respecto al inserto metálico redondo.
Concretamente, la invención se relaciona con un procedimiento para
la producción de un conjunto de polea, en donde un cuerpo exterior
de material plástico de la polea se moldea alrededor de un inserto
metálico utilizando un medio posicionador para situar el inserto
metálico dentro de la cavidad del molde, y que incluye un medio de
inmovilización sobre la superficie circunferencial plana exterior
del inserto metálico para oponerse a la rotación relativa entre el
cuerpo exterior de material plástico de la polea y el inserto
metálico.
Las poleas se utilizan normalmente en sistemas de
transmisión de accesorios de vehículos. Varios accesorios
existentes en los vehículos, tales como la bomba de dirección, el
alternador, la bomba de aire acondicionado y la bomba de agua,
entran en funcionamiento mediante una sola correa de transmisión
sinfín accionada por una polea conectada al cigüeñal del motor y
conectada a poleas conducidas asociadas operativamente con los
accesorios. Este sistema es referido como un sistema de correa de
transmisión en "serpentina". El accionamiento de varios
accesorios, en particular con una correa de transmisión en
serpentina, requiere una manipulación cuidadosa de la correa para
asegurar la colocación adecuada de la correa sobre las poleas
conducidas asociadas operativamente con los accesorios. La
colocación precisa de la correa requiere frecuentemente el uso de
poleas locas. Además, para impedir que la correa patine, debe
mantenerse una carga constante sobre el sistema de correa de
transmisión sinfín. El uso de un conjunto tensor, constituido por
un brazo tensor unido a una polea tensora, ayuda a mantener la
carga o par torsor sobre el sistema de correa de transmisión sinfín.
Las poleas locas y las poleas tensoras son habitualmente de acero,
pero el acero es costoso y pesado y su conformación como una
construcción de polea satisfactoria puede resultar difícil. Estas
poleas se fabrican también en nylon, pero el nylon no tiene una
buena estabilidad dimensional y, además, la polea de nylon
experimenta un excesivo desgaste durante el funcionamiento.
Las poleas formadas de material plástico y metal
no son nuevas, per se; en el estado de la técnica existen
poleas de material plástico accionadas por correa con insertos
metálicos y que son del tipo en donde un cuerpo exterior de
material plástico de la polea es moldeado y soportado sobre un disco
metálico. Las Patentes US Nos. 4.473.363 y 4.468.210 ilustran
ejemplos del cuerpo exterior de material plástico de la polea
moldeado sobre un disco metálico según un procedimiento en una sola
etapa. Las Patentes US Nos. 4.913.688 y 5.476.423 ilustran ejemplos
de un procedimiento de montaje en dos etapas en donde, en primer
lugar, se moldea el cuerpo exterior de material plástico de la
polea y luego se coloca el inserto metálico en el cuerpo ya
moldeado de la polea.
Mediante el procedimiento de moldeo en una sola
etapa se fabrican diversas poleas de material plástico con insertos
metálicos. En el caso de un conjunto de polea fabricado mediante un
procedimiento de moldeo por compresión, se calienta una preforma de
configuración anular de material plástico hasta lograr que sea
flexible, tras lo cual se moldea en la cavidad alrededor del
inserto metálico. Una forma sencilla de situar el inserto metálico
dentro de la cavidad del molde consiste en el uso de un solo pasador
posicionador situado dentro del agujero central del disco metálico.
Si el inserto metálico es un conjunto de cojinete, resulta de gran
importancia mantener la concentricidad o redondez del cojinete
metálico. Debido a la elevada presión implicada en el procedimiento
de moldeo por compresión, se ha comprobado que el uso de un solo
pasador posicionador a través del centro del cojinete se traduce en
una pérdida de concentricidad del cojinete dentro del cuerpo de
material plástico de la polea, haciendo que el cojinete sea
inaceptable. Consecuencias derivadas de un cojinete que carece de
redondez incluyen una vida más corta del cojinete a elevadas RPM y
la posible generación de ruidos.
Tradicionalmente, cuando se produce una polea
mediante el procedimiento en una sola etapa de moldeo por
compresión del cuerpo de material plástico alrededor del inserto
metálico, la periferia exterior del inserto metálico se altera (o se
desajusta) físicamente. Ejemplos incluyen el uso de un inserto
metálico con proyecciones en su periferia exterior, tal como
festones que se extienden radialmente, como se describe en la
Patente US No. 4.473.363, o con un moleteado aplicado al mismo,
como se describe en la Patente US No. 4.468.210. La periferia
exterior del inserto metálico se altera (o se desajusta) con la
finalidad de oponerse a la rotación relativa entre el inserto
metálico y el cuerpo exterior de material plástico.
Mediante el proceso de fabricación en dos etapas
se producen también muchas poleas. La Patente US No. 4.912.688
ilustra un ejemplo de unión del inserto metálico al cuerpo exterior
del material plástico de la polea una vez que el cuerpo ha sido
moldeado; para facilitar la unión del material plástico al metal, se
aplica un adhesivo, tal como epoxi, entre el metal y el material
plástico, una vez que el cuerpo exterior de material plástico de la
polea ha sido moldeado como una pieza separada. La Patente US No.
5.476.423 ilustra el moldeo del cuerpo exterior de material
plástico de la polea y, mientras el material plástico se encuentra
todavía por encima de 38ºC (100ºF), se sitúa un cojinete dentro del
cuerpo de material plástico y se enfría el conjunto, para que el
cuerpo de material plástico se pueda contraer alrededor del cojinete
para que este último quede fijo en su posición. El método de unión
mediante adhesivo así como el método de contracción para unir el
inserto metálico al cuerpo de material plástico de la polea
contrarresta de hecho el riesgo de pérdida de concentricidad del
inserto metálico (o cojinete) redondo, pero introduce otros
problemas. El procedimiento de unión con un adhesivo presenta
problemas de limpieza y medioambientales. El procedimiento de
utilización de la contracción del material plástico para mantener
el inserto metálico en su sitio no inmoviliza, en la práctica, el
inserto metálico en el cuerpo de material plástico de manera
suficiente.
En EP 712 703 A1 se describe el
sobre-moldeo de un inserto de cojinete metálico con
una resina de material plástico. El cojinete se soporta axialmente a
lo largo de su abertura interior y se moldea entonces, alrededor
del cojinete metálico, un refuerzo exterior de material plástico
para utilizarse como estructura de la polea. En la Patente Francesa
No. 2 339 111 se describe una polea de guía de material compuesto
que está formada de una resina exterior de material plástico a base
de polietileno de alto peso molecular y de un anillo metálico
interior empotrado en el componente elastomérico. No existe el
moldeo directo de un inserto de un elemento metálico circular en un
componente exterior de resina rígida.
Sigue existiendo la necesidad, particularmente en
el campo de las correas de transmisión sinfín para un sistema de
transmisión de accesorios de un vehículo, de disponer de una polea
de material plástico con un inserto metálico que pueda ser
fabricada fácilmente y con éxito mediante un procedimiento que
mantenga la redondez del inserto metálico.
En consecuencia, la presente invención tiene por
objeto la provisión de un procedimiento de fabricación de una polea
de material plástico con un inserto metálico, cuyo procedimiento
mantiene la redondez del inserto metálico.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para la producción de un
conjunto de polea de material plástico con un inserto metálico, que
comprende las etapas de colocar un inserto metálico circular, que
tiene un eje y una superficie exterior circunferencial
sustancialmente plana que se extiende radialmente desde el eje, con
o sin un medio de inmovilización fijado al mismo, sobre un medio
posicionador, situado dentro de la cavidad de un molde y situado
alrededor de la circunferencia exterior del inserto metálico, para
situar el inserto metálico dentro de la cavidad del molde antes del
moldeo y para mantener la redondez del inserto metálico,
asegurándose así la concentricidad de la porción de acoplamiento con
la correa del cuerpo exterior de material plástico de la polea con
respecto al inserto metálico redondo, y moldear un cuerpo anular de
material plástico alrededor del inserto metálico.
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en la
descripción y que forman parte de esta última y en donde números
similares representan partes también similares, ilustran
modalidades preferidas de la presente invención y, junto con la
descripción, sirven para explicar los principios de la invención.
En los dibujos:
La figura 1 es una vista de frente de un inserto
metálico festoneado del estado de la técnica.
La figura 2 es una vista de frente de una
construcción de polea del estado de la técnica.
La figura 3 es una vista de frente de una
modalidad preferida del inserto metálico circular de la presente
invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva de una
modalidad preferida del inserto metálico circular con un moleteado
aplicado a la circunferencia exterior del inserto metálico antes
del moldeo del cuerpo de material plástico alrededor del inserto
metálico.
La figura 5 es una vista en perspectiva de otra
modalidad del inserto metálico circular con un talón de adhesivo
curado fijado a la circunferencia exterior del inserto metálico
antes del moldeo del cuerpo de material plástico alrededor del
inserto metálico.
La figura 5A es una representación de una
modalidad preferida del medio posicionador de la presente
invención.
La figura 5B es una vista de una modalidad
preferida de una preforma de material plástico y de un inserto
metálico dentro de la cavidad del molde antes de moldear el cuerpo
de material plástico alrededor del inserto metálico.
La figura 6 es una vista de frente de una
modalidad preferida del conjunto de polea después del moldeo del
cuerpo de material plástico alrededor del inserto metálico de la
figura 4.
La figura 7 es una vista en perspectiva de otra
modalidad preferida de un inserto de cojinete metálico con un
moleteado aplicado a la circunferencia exterior del cojinete
metálico antes del moldeo del cuerpo de material plástico alrededor
del cojinete metálico.
La figura 8 es una vista de frente de otra
modalidad preferida del conjunto de polea después del moldeo del
cuerpo de material plástico alrededor del cojinete metálico de la
figura 7.
La figura 9 es una vista en perspectiva de otra
modalidad preferida del conjunto de polea después del moldeo del
cuerpo de material plástico alrededor del cojinete metálico, tomada
por la línea 9-9 de la
\hbox{figura
8.}
La figura 10 es una representación esquemática de
un sistema de transmisión de accesorios de un motor, según una
vista frontal, en donde se utiliza al menos una polea loca y una
polea tensora, de acuerdo con la presente invención.
Con referencia a los dibujos y particularmente a
las figuras 1 y 2, en las mismas se muestran un inserto metálico
festoneado del estado de la técnica y una polea de material
plástico del estado de la técnica con un inserto metálico,
respectivamente. Con referencia a la figura 1, en la misma se
muestra un inserto metálico festoneado 2 del estado de la técnica.
El borde periférico exterior 6 está formado con una pluralidad de
proyecciones que se extienden radialmente, tales como festones 7. El
inserto metálico festoneado 2 se produce mediante estampado a
partir de chapa de acero. La polea de material plástico y el
inserto metálico 1 del estado de la técnica, que se muestran en la
figura 2, consisten en dos piezas, el inserto metálico festoneado 2
mostrado en la figura 1 y el cuerpo de material plástico 3. El
cuerpo de material plástico 3 se soporta sobre el borde periférico
exterior 6 del inserto metálico 2 y se moldea por compresión
alrededor de dicho borde según un procedimiento de moldeo en una
sola etapa. Las proyecciones festoneadas 7 se extienden radialmente
al interior del cuerpo de material plástico 3 y se oponen a la
rotación relativa del inserto metálico 2 con respecto al cuerpo de
material plástico 3. Como ya se ha descrito anteriormente, la polea
de material plástico y el inserto metálico del estado de la técnica
según la figura 2, en donde se utiliza el inserto metálico
festoneado del estado de la técnica según la figura 1, ilustran un
ejemplo de un conjunto de polea del estado de la técnica producido
por medio de un procedimiento de moldeo en una sola etapa, cuyos
inconvenientes son solucionados a través de la presente
invención.
Con referencia a la figura 3, se muestra en la
misma, de acuerdo con la presente invención, un inserto metálico no
modificado 10, antes de ser moldeado por compresión dentro de un
cuerpo exterior de material plástico. El inserto metálico 10 tiene
una superficie exterior circunferencial generalmente plana 11. El
inserto metálico 10 es de acero y puede presentar la forma de un
disco, de un cubo o de un conjunto de cojinete. Una descripción
detallada de un conjunto de cojinete preferido se ofrecerá con
referencia a la figura 7, infra. El inserto metálico sin
modificar, mostrado en la figura 3, se puede emplear para producir
una polea mediante el procedimiento de la invención aquí
descrito.
El inserto metálico 10 puede ser modificado, si
se desea, con un medio de inmovilización, aplicado a la superficie
circunferencial exterior del inserto metálico, para sujetar y unir
estructuralmente el cuerpo de material plástico alrededor del
inserto metálico y para oponerse a la rotación relativa entre el
cuerpo de material plástico y el inserto metálico. En una modalidad
preferida, mostrada en la figura 4, un moleteado 22, aplicado a la
superficie exterior circunferencial plana 11 del inserto metálico
10, funciona como medio de inmovilización. La figura 4 muestra un
inserto metálico con dos acanaladuras 23 y 24 mecanizadas en la
superficie exterior 11. El moleteado 22 está situado dentro de la
acanaladura 23 y funciona como medio de inmovilización en la
modalidad mostrada en la figura 4. Se contempla que el medio de
inmovilización en forma de un moleteado no queda limitado a la
modalidad mostrada en la figura 4; la acanaladura 24 no es
necesaria en la figura 4 para que el moleteado 22 funcione
eficazmente como un medio de inmovilización. Además, el moleteado
22 puede estar situado en cualquier otro punto a lo largo de la
superficie circunferencial exterior del inserto metálico.
El inserto metálico 10 puede ser también
modificado, si se desea, con un medio de inmovilización en forma de
un talón de adhesivo curado 20 fijado a la superficie exterior
circunferencial generalmente plana 11, como se muestra en la figura
5. Como se muestra en la figura 5, el talón de adhesivo curado 20
del inserto metálico 10 está configurado de forma aleatoria
alrededor de la superficie circunferencial exterior del inserto
metálico. El talón curado se extiende radialmente hacia el exterior
desde el centro. Además, el talón curado se extiende axialmente
alrededor de la circunferencia exterior del inserto metálico. La
extensión axial del talón curado ayuda a oponerse al movimiento
rotacional relativo entre el inserto metálico y el cuerpo exterior
de la polea.
El adhesivo particular del cual está constituido
el talón curado 20 puede variar dependiendo de la característica
física deseada en el conjunto de polea final. Un tipo de adhesivo
que ha resultado ser adecuado consiste en un adhesivo estructural
epoxi en dos partes, FUSOR 320/322, comercializado por Lord
Corporation. También se pueden emplear otros materiales que tienen
características similares y que satisfacen los criterios indicados
anteriormente, tales como materiales acrílicos, uretanos y
cianoacrilatos.
En la modalidad mostrada en la figura 5, se añade
un talón de adhesivo a la superficie exterior del inserto metálico
una vez que se ha eliminado el aceite de la superficie con un
disolvente y una vez que la superficie ha sido ligeramente alterada
mediante mordentado. Se cura entonces el talón de adhesivo. El talón
puede ser curado a temperatura ambiente; en el caso de FUSOR
320/322, el tiempo de curado a temperatura ambiente es de alrededor
de 24 horas. Se puede emplear calor para acelerar el tiempo de
curado. El calor se puede aplicar con una pistola de calor, en un
horno o por cualquier otro medio que satisfaga los requisitos de la
aplicación específica contemplada. En una modalidad preferida, el
talón de adhesivo constituido por FUSOR 320/322 se cura con una
pistola de calor regulada a 260ºC; la pistola de calor a 260ºC
deberá utilizarse durante al menos 100 segundos para lograr un
curado eficaz. Por tanto, el talón de adhesivo se puede curar bien
a temperatura ambiente o bien con la adición de calor. Los tiempos
de curado variarán dependiendo del tipo de adhesivo usado y del tipo
de calor aplicado. El talón curado 20 descrito anteriormente no
queda limitado a un solo talón continuo de adhesivo curado. El
talón curado 20 puede consistir también en múltiples talones
continuos de adhesivo curado o en gotas de talón discontinuo de
adhesivo curado. Igualmente, se puede añadir un anillo metálico
continuo, por ejemplo, un anillo de suelda. También se pueden
emplear otros talones que tienen características similares y que
satisfacen los criterios indicados anteriormente. Esta tecnología de
los talones se describe detalladamente en la Solicitud de Patente
US copendiente No. de Serie 09/265.096 (Docket No.
P97-007A) presentada en la oficina US de Patentes y
Marcas en la misma fecha de presentación que la presente
solicitud.
Los dos medios de inmovilización descritos
anteriormente, el moleteado 22 y el talón de adhesivo curado 20, no
son los únicos tipos de medios de inmovilización que pueden ser
usados con el procedimiento de la presente invención. Medios de
inmovilización adecuados para utilizarse en la presente invención
incluyen el recalcado de la superficie circunferencial plana del
inserto metálico, la adición de un adhesivo sin curar a la
circunferencia exterior del inserto metálico o la fijación de un
saliente o similar, tal como mediante estañado o soldadura, a la
superficie circunferencial plana del inserto metálico. De este
modo, se puede emplear cualquier modificación o adición a la
superficie circunferencial exterior plana del inserto metálico. Por
otro lado, queda contemplado que en ciertas aplicaciones puede
resultar aceptable no aplicar ni fijar medios de inmovilización en
la superficie circunferencial exterior plana del inserto
metálico.
En este punto, en una modalidad preferida, el
inserto metálico 10 con el medio de aplicación aplicado al mismo,
en forma de un moleteado 22, se encuentra listo para el moldeo por
compresión para unir e inmovilizar en el mismo el cuerpo exterior de
material plástico de la polea. El material plástico particular del
cual está formado el cuerpo exterior de la polea puede variar
dependiendo de las diversas características físicas deseadas en el
conjunto de la polea final. Un tipo de material plástico que ha
resultado ser adecuado a la hora de moldear el cuerpo exterior de
la polea es un material plástico fenólico cargado con celulosa,
comercializado por Occidental Chemical Corp., con la marca
registrada DUREZ, Grade No. 31735. Este material fenólico está
formulado de forma específica para conseguir resistencia al
desgaste, estabilidad dimensional, resistencia a la deformación y
bajo peso, características todas ellas necesarias para poderse
aplicar en una polea. También se pueden usar otros materiales que
tienen características similares y que satisfacen los criterios
indicados anteriormente. Se deberá seleccionar un material que
cumpla los requisitos de la aplicación específica contemplada.
El inserto metálico 10 con el moleteado 22
aplicado al mismo se coloca entonces en la cavidad de un molde
adecuado. Una modalidad preferida de cavidad del molde y de un
aparato de moldeo para utilizarse en la presente invención se
muestra en las figuras 5A y 5B. La figura 5A es una vista parcial
de la cavidad del molde; en la misma se muestra como el inserto
metálico 10 se mantiene dentro de la cavidad del molde antes de
moldear por compresión el cuerpo exterior de la polea alrededor del
inserto metálico. En la figura 5A, el inserto metálico 10 con el
moleteado 22 aplicado al mismo se mantiene dentro de la cavidad del
molde mediante un medio posicionador situado alrededor de la
circunferencia exterior del inserto metálico. El medio posicionador
permite situar el inserto metálico dentro de la cavidad del moldeo
antes del moldeo y asegurar el mantenimiento de la redondez del
inserto metálico durante el proceso de moldeo. El medio
posicionador puede tener cualquier forma, tal como un anillo o una
pluralidad de pasadores posicionadores, situados dentro de la
cavidad del molde y alrededor de la circunferencia exterior del
inserto metálico. En una modalidad preferida, mostrada en la figura
5A, el medio posicionador consiste en tres pasadores posicionadores
13A, 13B y 13C separados equidistantemente alrededor de la
circunferencia exterior del inserto metálico. Los pasadores
posicionadores 13A, 13B y 13C están situados en el cilindro 15, el
cual forma parte de la mitad inferior de la cavidad del molde. En
esta modalidad particular, el cilindro 15 tiene un borde 17 sobre
el cual se apoya la circunferencia exterior del inserto metálico
10. Aunque en la figura 5A se muestra el borde 17, este no es
necesario a la hora de poner en práctica la presente invención.
En la figura 5B se muestra una modalidad
preferida de la disposición completa para el moldeo por compresión
antes y durante el moldeo. Una preforma 19 de material plástico en
forma de anillo, preferentemente de DUREZ Grade NO. 31735, se moldea
por compresión alrededor del inserto metálico 10 con un moleteado 22
aplicado al mismo. La figura 5B muestra también un corte en sección
parcial del inserto metálico 10. La figura 5B muestra los pasadores
posicionadores 13A y 13B formados en el cilindro 15 y situados
alrededor del inserto metálico10. Se apreciará que el pasador
posicionador 13B se muestra en líneas ocultas. La figura 5B muestra
también un pasador de tapa 72 que hace contacto con la
circunferencia exterior del inserto metálico 10 cuando comienza el
moldeo y que ayuda a detener la fuga del material plástico al
interior del inserto metálico. El pasador de tapa 72 forma parte de
la cavidad superior 78, la cual se muestra en posición abierta en
líneas sólidas en la figura 5B, tal como se aprecia con anterioridad
al moldeo. La cavidad superior 78 se muestra también en la figura
5B en posición cerrada en líneas ocultas, tal como se aprecia
durante el moldeo.
En una modalidad preferida, se pueden formar
múltiples acanaladuras en V sobre la circunferencia exterior del
cuerpo de material plástico de la polea; estas acanaladuras son
creadas formando acanaladuras 76 situadas en guías 74 en la figura
5B. Las guías 74 se muestran en la figura 5B en su posición
adecuada durante la operación de moldeo por compresión. Las guías
74 se separan de la polea moldeada por oscilación una vez que ha
tenido lugar el moldeo. Debe observarse que las secciones curvadas
79 de la cavidad superior 78, en la posición cerrada, se muestran
en líneas ocultas y ayudan a empujar descendentemente el material
al interior de las acanaladuras 76.
La temperatura de la preforma de material
plástico en forma de anillo, antes del moldeo por compresión, es
preferentemente del orden de 71 a 110ºC aproximadamente o más
preferentemente del orden de 88 a 104ºC, o más preferentemente de 93
a 99ºC, para hacer que la preforma sea flexible. La preforma de
material plástico en forma de anillo se moldea por compresión
alrededor del inserto metálico moleteado a una temperatura todavía
más alta, preferentemente del orden de 149 a 191ºC, más
preferentemente de 166 a 182ºC o muy preferentemente de 171 a 177ºC.
En el caso del moldeo por compresión del material DUREZ Grade No.
31735, el molde deberá cerrarse durante un mínimo de 50 segundos
para conseguir un tiempo de moldeo adecuado. La combinación de
temperatura y presión con el molde cerrado (y con las guías 74
cerradas) da lugar al artículo moldeado constituido por la polea de
material plástico y por el inserto metálico. Finalizado el moldeo,
se abre el molde. La pieza moldeada puede ser expulsada mediante
pasadores de expulsión (no mostrados).
En la figura 6 se muestra una modalidad preferida
del conjunto de polea resultante 25, formado con el inserto
metálico de la figura 4. En la figura 6 se muestran tres ranuras
equidistantes de configuración rectangular 14, formadas en el cuerpo
exterior de material plástico de la polea en la interfase con el
inserto metálico 10, las cuales son un resultado del moldeo
alrededor de los tres pasadores posicionadores situados en la
cavidad del molde. El moldeo por compresión del cuerpo exterior de
material plástico de la polea 12 alrededor del inserto metálico 10
con el moleteado 22 aplicado al mismo, da lugar a una fuerte unión
estructural entre el material plástico y el metal, lo cual ayuda a
oponerse a la rotación relativa entre el inserto metálico y el
cuerpo exterior de material plástico bajo las condiciones normales
de uso. Aunque la modalidad preferida utiliza un proceso de moldeo
por compresión para moldear el cuerpo exterior de material plástico
de la polea 12 alrededor del inserto metálico 10, el proceso de
moldeo no queda limitado al moldeo por compresión. Se puede emplear
cualquier proceso de moldeo, incluyendo los procesos de moldeo por
compresión, inyección o transferencia.
En las figuras 7 y 8 se muestra otra modalidad
preferida. Con referencia a la figura 7, puede verse que el inserto
metálico de la invención consiste en un conjunto de cojinete 30. El
cojinete particular a utilizar para el conjunto de cojinete 30 puede
variar dependiendo de las propiedades mecánicas deseadas en la
polea acabada. Un tipo de cojinete que ha resultado ser adecuado
para utilizarse como conjunto de cojinete 30 es un cojinete de
bolas de acero de tipo 6203 comercializado por NSK. Este cojinete
está constituido por un anillo exterior de acero 31, bolas 32, una
jaula de bolas 33, una junta de caucho 34 usada para proteger las
bolas y su jaula, y un anillo interior de acero 36. Esta modalidad
preferida no queda limitada a un cojinete de bolas, ya que también
se pueden emplear otros conjuntos de cojinetes que tengan
características similares.
Se incorpora un medio de inmovilización, o en
esta modalidad un moleteado 22, en la superficie circunferencial
exterior plana del conjunto de cojinete 21 de un modo similar al
descrito anteriormente en la figura 4, mostrándose ello en la figura
7. En esta modalidad, el conjunto de cojinete 30 con un moleteado
22 aplicado al mismo se coloca en la cavidad del molde. El conjunto
de cojinete 30 se mantiene dentro de la cavidad del molde mediante
al menos tres pasadores posicionadores separados de forma
equidistante alrededor de la circunferencia exterior del cojinete,
descritos anteriormente como los medios posicionadores. Igualmente,
y como se ha indicado con anterioridad, el medio posicionador no
queda limitado a pasadores posicionadores alrededor de la
circunferencia del cojinete; también se puede emplear un conjunto
de cojinete colocado dentro de un anillo situado en el interior de
la cavidad del molde. Se moldea por compresión una preforma de
material plástico de configuración anular alrededor del conjunto de
cojinete metálico moleteado, como se ha descrito anteriormente. La
polea de material plástico resultante 35 se muestra en la figura 8.
En la figura 8 se pueden apreciar tres ranuras equidistantes de
configuración rectangular 14, formadas en el cuerpo exterior de
material plástico de la polea en la interfase con el cojinete
metálico, las cuales son el resultado de realizar el moldeo
alrededor de los tres pasadores posicionadores situados en la
cavidad del molde, como se aprecia en la figura 6. El proceso de
moldeo usado para la producción de la polea en la figura 8 no queda
limitado al moldeo por compresión; se puede emplear cualquier tipo
de proceso de moldeo, incluyendo los procesos de moldeo por
compresión, inyección o transferencia.
En la figura 9 se muestra una vista en
perspectiva del conjunto de polea de material plástico 35 de la
figura 8, mostrándose en líneas ocultas una correa de transmisión
40 con múltiples nervios en V para accesorios de un vehículo, cuya
correa entra en contacto con la polea y es arrastrada alrededor de
la misma en una relación de transmisión.
Con referencia a la figura 10, se muestra en la
misma un motor 50 con una correa de transmisión flexible en
serpentina 40 arrastrada alrededor de diversas poleas conducidas 18
asociadas operativamente con accesorios. Los accesorios pueden
comprender, por ejemplo, una bomba de dirección, un alternador, una
bomba de aire acondicionado, una bomba de agua o cualquier otro
dispositivo conocido para los expertos en la materia y sugerido por
esta descripción. Cada uno de los accesorios es accionado por la
correa de transmisión 40 desde la polea 16 del cigüeñal del motor.
El tensor 60 que tiene una polea tensora 45 aplica tensión a la
polea de transmisión 40 para evitar que esta patine. Varias poleas
locas 55a y 55b ayudan a mantener la colocación de la correa de
transmisión 40 para que esta pueda dar servicio a diversas poleas
conducidas 18. La presente invención se puede utilizar como una
polea tensora 45, como una polea loca con lateral acanalado 55a y
como una polea loca de apoyo 55b.
La polea puede estar moldeada con o sin varias
acanaladuras en V en la porción anular exterior del cuerpo de
material plástico. La polea moldeada con varias acanaladuras en V
sobre la porción anular exterior del cuerpo de material plástico se
emplea para recibir una correa de múltiples nervios en V, por
ejemplo la correa 40, por ejemplo, en la aplicación de la correa de
transmisión sinfín de un sistema de accionamiento de accesorios de
un vehículo. Como un ejemplo de una polea moldeada con varias
acanaladuras en V se puede citar la polea loca con lateral
acanalado 55a. Ejemplos de poleas moldeadas sin acanaladuras en V
son la polea tensora 45 y la polea loca de apoyo 55b. Las poleas
contempladas para utilizarse en esta invención no quedan limitadas a
las usadas con correas de múltiples nervios en V. Las poleas que
utilizan el medio posicionador de esta invención se pueden usar
también con correas trapezoidales o correas síncronas, y pueden
incluir poleas de una sola acanaladura en V y ruedas dentadas para
correas de distribución.
La descripción anterior y las modalidades
ilustrativas de la presente invención han sido mostradas en los
dibujos y descritas con detalle con diversas modificaciones y en
modalidades alternativas. Sin embargo, ha de entenderse que la
descripción anterior de la invención es solo ejemplificativa y que
el alcance de la invención quedará únicamente limitado por las
reivindicaciones adjuntas, interpretadas a la vista del estado de
la técnica. Además, la invención aquí descrita de forma ilustrativa
se puede poner en práctica adecuadamente en ausencia de cualquier
elemento que no haya sido descrito aquí de forma específica. La
invención aquí descrita de forma ilustrativa no queda limitada a
poleas locas y poleas tensoras ni en general a aplicaciones en
automóviles.
Claims (16)
1. Procedimiento para la producción de un
conjunto de polea de material plástico (25, 35) con un inserto
metálico (10, 30) que comprende las etapas de:
a) colocar un inserto metálico circular (10,
30), el cual tiene un eje y una superficie exterior circunferencial
sustancialmente plana (11, 21) que se extiende radialmente desde el
eje, sobre un medio posicionador (13A, 13B, 13C), situado dentro de
la cavidad de un molde y colocado alrededor de la circunferencia
exterior del inserto metálico (10, 30) para posicionar este último
dentro de la cavidad del molde con anterioridad al moldeo y para
mantener la redondez del inserto metálico (10, 30) durante el
moldeo; y
b) moldear un cuerpo anular de material plástico
(12) alrededor de dicho inserto metálico.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho medio posicionador (13A, 13B,
13C) consiste en al menos tres pasadores posicionadores (13A, 13B,
13C) situados dentro de la cavidad del molde y separados alrededor
de esta última, estableciendo cada pasador un contacto sustancial
con dicha superficie circunferencial (11) del inserto metálico
(10).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque dichos pasadores posicionadores (13A,
13B, 13C) están separados de forma equidistante.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho medio posicionador es un anillo
situado dentro de la cavidad del molde.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho cuerpo anular de material
plástico se forma mediante moldeo por compresión.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho inserto metálico es un conjunto
de cojinete (30).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se emplea un molde que tiene la cavidad
de moldeo y el medio posicionador (13A, 13B, 13C) adaptados para
recibir y situar el inserto del conjunto de cojinete (30) con
anterioridad al moldeo, siendo situado el medio posicionador
radialmente hacia el exterior y alrededor de la circunferencia del
inserto del conjunto de cojinete dentro de la cavidad del molde; y
porque el inserto del conjunto de cojinete circular (30), que tiene
una superficie circunferencial radialmente exterior (31, 21), se
coloca en la cavidad del molde de manera que el medio posicionador
queda situado sobre el borde lateral exterior adyacente a la
superficie circunferencial exterior del inserto del conjunto de
cojinete en una relación de retención, quedando situado y soportado
el inserto, durante el moldeo, en al menos tres puntos (14)
separados alrededor de dicha superficie circunferencial exterior del
inserto del conjunto de cojinete.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque el conjunto de la polea es un conjunto
de material plástico de una polea (35) para utilizarse con una
correa y que tiene un cuerpo exterior de material plástico (12) de
la polea formado con acanaladuras (figura 9) para recibir una
correa de transmisión de potencia (40) y porque la cavidad del
molde está provista de acanaladuras (76) de una forma complementaria
a la forma de las acanaladuras del cuerpo exterior de material
plástico de la polea.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho cuerpo
anular de material plástico se forma mediante moldeo por
compresión, en donde una preforma de material plástico en forma de
anillo (19) que se ha hecho flexible, se dispone alrededor de la
superficie exterior del inserto metálico y se moldea entonces por
compresión alrededor del inserto metálico, dejando en el cuerpo de
material plástico del conjunto de polea final la impresión negativa
(14) del medio posicionador.
10. Procedimiento según la reivindicación 9
cuando esta dependa de la reivindicación 8, caracterizado
porque el molde está provisto de una porción de cavidad superior
(78) definida por una sección curvada (79) que sirve, durante el
moldeo, para presionar el material plástico de la preforma
totalmente dentro de las acanaladuras conformadoras (76) de la
cavidad del molde.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dicho inserto
metálico tiene un medio de inmovilización (22, 20) aplicado a dicha
superficie circunferencial exterior plana antes del moldeo de dicho
cuerpo anular de material plástico alrededor de dicho inserto
metálico (10, 30), para sujetar y unir estructuralmente dicho
cuerpo de material plástico (12) alrededor de dicho inserto
metálico (10, 30).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho medio de inmovilización es un
moleteado (22) aplicado a dicha superficie circunferencial exterior
plana (11) de dicho inserto metálico (10, 30).
13. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho medio de inmovilización es un
talón curado (20) unido a dicha superficie circunferencial exterior
plana (11) de dicho inserto metálico (10, 30), extendiéndose dicho
talón (20) axial y radialmente hacia el exterior.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque dicho talón curado (20) es un material
seleccionado del grupo consistente en epoxi, acrílico, uretano y
cianoacrilato.
15. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho medio de inmovilización es un
anillo metálico continuo fijado a dicha superficie circunferencial
exterior plana de dicho inserto
\hbox{metálico.} 16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque dicha porción
anular exterior de dicho cuerpo de material plástico tiene
múltiples acanaladuras en forma de V (figura 9) formadas en el mismo
y adaptadas para coincidir con una correa de múltiples nervios en V
(40).
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