ES2202339T3 - Procedimiento de fabricacion de un eje de control. - Google Patents
Procedimiento de fabricacion de un eje de control.Info
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Abstract
UN EJE PORTAHELICES PROPULSOR QUE INCLUYE UNOS EJES MACHO Y HEMBRA, CADA UNO DE LOS CUALES TIENE EN UN EXTREMO UNA HORQUILLA Y EN EL OTRO EXTREMO UNA PORCION DESLIZANTE CON ESTRIAS. AL MENOS UNO DE ESTOS EJES ESTA TOTALMENTE FORMADO POR UN TUBO HUECO Y SU EXTREMO ESTA TRABAJADO DE MODO QUE FORME UNA HORQUILLA INTEGRAL Y EL OTRO EXTREMO ESTA PLASTICAMENTE TRABAJADO CON UNA MATRIZ PARA FORMAR UNA PORCION CON ESTRIAS INTEGRAL. SE PUEDE SOLDAR UNA HORQUILLA INDEPENDIENTE AL TUBO HUECO. LA PORCION DESLIZANTE CON ESTRIAS ASI FORMADA TIENE UNOS DIENTES DE LA ESTRIA PRESENTES EN UN NUMERO ENTERO DENTRO DE LA GAMA DE NUMERALES OBTENIDA DE MULTIPLICAR EL NUMERAL INDICATIVO DE UN DIAMETRO MAYOR DE LA ACANALADURA EN MM POR DE 0,12 A 0,25. LOS DIENTES DE LA ESTRIA TIENEN UN ANGULO DE RAIZ DEL DIENTE DE LA ESTRIA DENTRO DEL ALCANCE DE 90 A 120 GRADOS ENCERADO ENTRE LAS CARAS LATERALES DE LOS DIENTES DE LA ESTRIA ADYACENTES. EL EJE PORTAHELICES PROPULSOR REDUCE LAS HORAS DE TRABAJO POR HOMBRE PARA SU PRODUCCION MEJORANDO ASI EL RENDIMIENTO DE LA PRODUCCION Y POR TANTO REDUCIENDO SU COSTE. LA PORCION DESLIZANTE CON ESTRIAS INTEGRAL TRABAJADA PLASTICAMENTE ELIMINA LA MALA ALINEACION DE LAS PIEZAS DEL EJE PORTAHELICES PROPULSOR Y NO TIENE NINGUN ESFUERZO RESIDUAL RESULTANTE DE LA OPERACION DE SOLDADURA.
Description
Procedimiento de fabricación de un eje de
control.
Esta invención se refiere a un eje de transmisión
que tiene ejes macho y hembra, teniendo cada uno en un extremo un
yugo y en el otro extremo una porción deslizante acanalada a
encajar entre sí, y a un método para producir tal eje de
transmisión. Más en concreto, la invención se refiere a un método
para formar una referencia de indización de fase de ejes acanalados
incluyendo los pasos de formar una porción irregular en parte de
los dientes acanalados de una configuración regular de dientes
acanalados hembra de un eje hembra, y formar una porción irregular
en parte de los dientes acanalados de una configuración regular de
dientes acanalados macho de un eje macho, siendo estas porciones
irregulares capaces de encajar entre sí cuando los ejes macho y
hembra coinciden en fase de los dientes acanalados entre sí.
Al producir tal eje de transmisión en el pasado,
en general se cortaba un tubo hueco a una longitud requerida para
el eje como se muestra en la figura 1a, y se ponía un elemento
dentado acanalado 2 y un yugo 3 en enganche con extremos respectivos
asociados del eje hueco cortado 1 y se conectaban, por ejemplo, por
soldadura como se muestra en la figura 1b. Se conformaba en general
un elemento de barra maciza por laminado o corte de dientes o
estampación para formar un elemento dentado acanalado 2 para un eje
macho, o por brochado para formar un elemento dentado acanalado 2
para un eje hembra.
En tal método de producción utilizado hasta ahora
había que encajar a presión el elemento dentado acanalado 2 y el
yugo 3 en los extremos respectivos del tubo hueco de ajuste de
longitud 1 y después unirlos en posiciones unidas 4 por soldadura
eléctrica o soldadura por rozamiento. Por lo tanto, se tardaba mucho
tiempo en producir el eje de transmisión, y después de unirlo así,
la exactitud del eje en conjunto con frecuencia resultaba
insuficiente, incluso con alta exactitud individual de los elementos
respectivos 1, 2 y 3.
Con más detalle, estos elementos 1, 2 y 3 no se
maquinan por el mismo aparato, sino que se producen en aparatos o
zonas exclusivos, respectivamente, produciendo muchas pérdidas
económicas.
Además, como el eje de transmisión producido es
un cuerpo combinado hecho de los elementos separados 1, 2 y 3, se
tiende a unir el eje de transmisión en una condición incorrecta,
con desplazamiento angular en fase, excentricidad, curvatura o
curva, y análogos, con el resultado de que se puede producir
rotación no uniforme y desequilibrio reduciendo la durabilidad del
eje de transmisión y generando ruido extraño y vibración en la
operación. Como resultado, se necesita una operación de corrección
del eje de transmisión producido para mejorar su exactitud a un
nivel requerido.
Además, el eje macho se conforma para formar su
acanaladura por laminado, corte de dientes, o brochado de manera
que se producen virutas originando pérdidas de material, reducción
de la resistencia y contaminación medioambiental. Además, estas
operaciones de conformación pueden obstruir en general la producción
de un eje de transmisión ligero, y el eje macho macizo de un eje de
transmisión aumenta su peso.
En general, al montar ejes acanalados, después de
poner los yugos de los ejes macho y hembra en coincidencia angular
entre sí, se conectan deslizantemente entre sí las porciones
dentadas acanaladas de los ejes macho y hembra. Sin embargo, debido
a la multiplicidad de los dientes acanalados, hay riesgo de que los
ejes acanalados se monten con fase angular desplazada sin una
operación esmerada para poner el eje macho y hembra en coincidencia
angular en fase angular entre sí. Si hay tal desplazamiento en
fase, la diferencia de fase entre los lados de entrada y salida
produce cambios en la rotación y el par y por lo tanto produce
ruido y vibración, lo que da lugar a la reducción de la duración de
servicio.
Ha habido varios métodos para formar referencias
de indización de fase para ejes acanalados para facilitar su
montaje, como se muestra en las figuras 2a, 2b, 3a, 3b, 4a y
4b.
En las figuras 2a y 2b, los dientes acanalados de
un eje hembra 11 se forman de manera que tengan una porción
irregular 12 en una parte inferior entre dos dientes acanalados
adyacentes de una configuración regular del eje hembra 11. La
porción irregular 12 es una parte inferior menos profunda que las
otras partes inferiores 13 entre los otros dientes acanalados. Por
otra parte, los dientes acanalados de un eje macho 14 se forman de
manera que tengan una porción irregular 15 en uno de los dientes
acanalados de una configuración regular del eje macho 14. La
porción irregular 15 es un diente inferior adaptado para encajar en
la porción irregular 12 del eje hembra 11 cuando los ejes macho y
hembra coinciden en fase entre sí. La porción irregular 15 del eje
macho 14 corresponde a la "referencia de indización de fase".
En este caso, la acanaladura del eje hembra se termina por
brochado, aunque la acanaladura del eje macho se termina por
fresado.
En las figuras 3a y 3b, los dientes acanalados de
un eje hembra 11 se forman de manera que tengan una porción
irregular 16 en un diente de una configuración regular de un eje
hembra 11. La porción irregular 16 tiene una forma en la que se
quita un diente para conectar o fusionar dos partes inferiores en
ambos lados del diente quitado a una parte inferior ensanchada como
una porción irregular 16. Se puede disponer dos porciones
irregulares diametralmente opuestas 16 como en otro ejemplo mostrado
en las figuras 4a y 4b. Estos dientes acanalados de configuraciones
particulares se acaban por brochado. Como se muestra en las figuras
3b y 4b, se ha dispuesto un relleno 17 como una porción irregular
en la parte inferior entre dos dientes acanalados de una
configuración irregular de un eje macho 14 correspondiente a la
porción irregular 16 del eje hembra 11. El relleno 17 se forma por
soldadura por puntos de manera que tenga una altura no superior a
la de los otros dientes acanalados del eje macho 14.
Con el método mostrado en las figuras 2a y 2b, es
difícil conformar solamente un diente acanalado del eje macho 14
por corte de dientes para formar la porción irregular. Además, con
el método mostrado en las figuras 3b y 4b, el relleno 17 tiende a
caerse en la práctica.
Se hace referencia a
FR-A-7928205 que describe un método
de hacer un eje en el que un yugo separado se une a ejes huecos
acanalados, o se fabrica una parte unida integralmente con un eje
acanalado macizo.
También se hace referencia a
GB-A-1644800 que describe un método
de formar un yugo incluyendo el paso de aproximar puntos opuestos
de un extremo de un eje uno hacia otro.
También se hace referencia a US 4.622.840 que
describe un eje de transmisión formado por embutición repetida de
un tubo precursor mediante una serie de troqueles sobre un número
análogos de mandriles. El eje de transmisión así formado se une a
un elemento de yugo separado.
Los tres documentos mencionados en último lugar
en particular no describen un paso de pretratamiento de
conformación plástica donde se efectúa un tratamiento térmico
después del corte y antes de extender un agente tensioactivo sobre
un tubo hueco.
Un objeto de la invención es proporcionar un
método para producir un eje de transmisión.
Según la presente invención se facilita un método
para producir un eje de transmisión, que tiene partes macho y
hembra, teniendo cada una en un extremo una porción deslizante
acanalada y en el otro extremo un yugo, encajándose entre sí las
porciones deslizantes acanaladas de dichas partes macho y hembra
según las características definidas en la reivindicación 1.
Tal método se puede usar para producir un eje de
transmisión que es capaz de producirse con menos pasos de
conformación durante un período más corto de tiempo y por lo tanto
que es barato de fabricar, de mayor exactitud, de peso más ligero y
por lo tanto económicamente ventajoso y superior en equilibrio de
resistencia.
Según la invención, al menos uno de dichos ejes
macho y hembra se hace completamente de un tubo hueco, y su yugo es
una parte integral de dicho tubo hueco que se ha conformado para
formarlo y su porción deslizante acanalada es otra parte integral
de dicho tubo hueco que se ha conformado plásticamente para
formarla.
En una realización preferida de la invención, la
porción deslizante acanalada de cada uno de los ejes macho y hembra
tiene dientes acanalados cuyo número es un entero dentro del rango
de números obtenidos multiplicando por 0,12 a 0,25 el número que
indica un mayor diámetro de acanaladura D en mm. Además, los dientes
acanalados tienen un ángulo de raíz de diente acanalado dentro del
rango de 90 a 120 grados encerrado entre caras laterales de dientes
acanalados adyacentes.
En la invención, el método incluye un paso de
pretratamiento de conformación plástica para hacer un tubo hueco
para dicho eje macho o hembra a una longitud predeterminada y
pretratarlo; un paso de conformación plástica de la porción
deslizante acanalada para formar una porción deslizante acanalada en
dicho extremo con un troquel de estampación; y un paso de provisión
de yugo para disponer un yugo en dicho otro extremo de dicho tubo
hueco enfrente de dicha porción deslizante acanalada, realizándose
cualquiera de dichos dos últimos pasos antes del otro.
El extremo del tubo hueco donde se forma el yugo,
se conforma preferiblemente por corte con láser o plasma.
Según la invención, un tubo hueco, que se ha
usado solamente para regular la longitud del eje de la técnica
anterior, se forma en un extremo con una porción deslizante
acanalada, y está provisto en el otro extremo con un yugo
conformando directamente el tubo hueco. Por lo tanto, no se
necesitan conformaciones complicadas, tal como laminado, corte de
dientes, brochado, y análogos, ni operación de soldadura para
producir el eje de transmisión, de manera que no se requiere
ninguna operación de corrección después de montado, mejorando por
ello la eficiencia de producción, reduciendo el costo de producción,
y eliminando la contaminación ambiental, y proporcionando un eje de
transmisión ligero.
Según una realización de la invención, en el paso
de conformación plástica de la porción deslizante acanalada, el
troquel de estampación que tiene un perfil de formación es capaz de
formar dientes acanalados que tienen un número entero dentro del
rango de los números obtenidos multiplicando el número que indica un
mayor diámetro de acanaladura D en mm por aproximadamente 0,12 a
0,25.
Según otra realización preferible de la
invención, en dicho paso de conformación plástica de la porción
deslizante acanalada, el troquel de estampación tiene un perfil de
formación que es capaz de formar dientes acanalados equiespaciados
circunferencialmente que tienen un número entero dentro del rango de
los números obtenidos multiplicando el número que indica un mayor
diámetro de acanaladura D en mm por aproximadamente 0,12 a 0,25 y
teniendo dichos dientes acanalados un ángulo de raíz de diente
acanalado dentro del rango de 90 a 120 grados encerrado entre caras
laterales de dientes acanalados adyacentes.
Según una realización de la invención, las
porciones deslizantes acanaladas del eje de transmisión tienen los
dientes acanalados que tienen un número entero dentro del rango de
los números obtenidos multiplicando el número que indica un mayor
diámetro de acanaladura D en mm por aproximadamente 0,12 a 0,25 y
teniendo los dientes acanalados un ángulo de raíz de diente
acanalado dentro del rango de 90 a 120 grados encerrado entre caras
laterales de dientes acanalados adyacentes. Por lo tanto, el número
de los dientes acanalados es mucho menor que el de los ejes
acanalados de la técnica anterior y por lo tanto las acanaladuras
se forman fácilmente en prensa en unión con el ángulo ventajoso de
raíz de diente acanalado.
Además, el troquel de estampación tiene salientes
que se extienden hacia dentro de su cavidad con ángulos anchos, tal
como 90 a 120 grados, correspondientes a los ángulos de raíz de
diente acanalado. Por lo tanto, la resistencia del troquel se
incrementa para mejorar su durabilidad y para prolongar su duración
de servicio. Además, los dientes acanalados están espaciados
circunferencialmente sustancialmente equidistantes uno con relación
al otro de manera que no se produzca desequilibrio de peso y por lo
tanto se mejora estabilidad en rotación.
En una realización preferida, el troquel de
estampación tiene un perfil de formación que es capaz de formar
dientes acanalados que tienen un diámetro mayor menor que el
diámetro interno de dicho tubo hueco. Como resultado, la porción
deslizante acanalada deformada plásticamente se ha comprimido y su
estructura metalúrgica resulta más densa para aumentar su
resistencia mecánica. Con esta disposición, resulta posible,
además, introducir la porción deslizante acanalada del eje macho en
el tubo hueco hembra más allá de la porción deslizante acanalada
del eje hembra, por lo que es posible que la carrera deslizante del
eje macho sea más larga.
Preferiblemente, el método incluye además un paso
de extender una película plástica sobre al menos una de las
porciones deslizantes acanaladas de los ejes macho y hembra.
La invención se entenderá mejor con referencia a
la siguiente memoria descriptiva detallada y las reivindicaciones
tomadas en conexión con los dibujos anexos.
La figura 1a es una vista explicativa que ilustra
un método para producir un eje de transmisión de la técnica
anterior antes de montar sus tres partes.
La figura 1b es una vista explicativa que ilustra
el método de la figura 1a después de montar las tres partes.
La figura 2a es una vista en sección que ilustra
un eje hembra que tiene una porción irregular como un primer
ejemplo de la referencia de indización de fase de la técnica
anterior.
La figura 2b es una vista en sección que ilustra
un eje macho que acopla con el eje hembra mostrado en la figura 2a,
teniendo una porción irregular como una referencia de indización de
fase.
La figura 3a es una vista en sección que ilustra
un eje hembra que tiene una porción irregular como otro ejemplo de
la referencia de indización de fase de la técnica anterior.
La figura 3b es una vista en sección que ilustra
un eje macho que acopla con el eje hembra mostrado en la figura 3a,
teniendo una porción irregular como una referencia de indización de
fase de la técnica anterior.
La figura 4a es una vista en sección que ilustra
un eje hembra que tiene una porción irregular como otro ejemplo de
la referencia de indización de fase de la técnica anterior.
La figura 4b es una vista en sección que ilustra
un eje macho que acopla con el eje hembra mostrado en la figura 4a,
teniendo una porción irregular como una referencia de indización de
fase de la técnica anterior.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra
pasos para producir un eje de transmisión.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra
pasos para producir un eje de transmisión según la invención.
La figura 7a es una vista que ilustra un eje de
transmisión hecho de un tubo hueco.
La figura 7b es una vista que ilustra otro eje de
transmisión hecho de un tubo hueco.
La figura 8 es un diagrama de flujo que muestra
pasos para producir un eje de transmisión soldado según un
método.
Las figuras 9a a 9e son vistas esquemáticas para
explicar operaciones de conformación según el diagrama de flujo
mostrado en la figura 8.
La figura 10 es un diagrama de flujo que muestra
pasos para producir un eje de transmisión soldado según otro
método.
Las figuras 11a a 11d son vistas esquemáticas
para explicar las operaciones de conformación en la primera etapa
del diagrama de flujo mostrado en la figura 10.
Las figuras 12a a 12c son vistas esquemáticas
para explicar las operaciones de conformación en la etapa media del
diagrama de flujo mostrado en la figura 10.
Las figuras 13a y 13b son vistas esquemáticas
para explicar las operaciones de conformación en la última etapa
del diagrama de flujo mostrado en la figura 10.
La figura 14 es una vista que ilustra un eje de
transmisión según otro método.
La figura 15a es una vista en sección que ilustra
la estampación de una porción deslizante acanalada de un tubo hueco
introducido en un troquel de estampación según la invención.
La figura 15b es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea XVb-XVb en la figura 15a.
Las figuras 16a y 16b son vistas en sección que
ilustran los estados montados de las porciones deslizantes
acanaladas de ejes macho y hembra de un eje de transmisión según la
invención.
La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de los
pasos de un método para producir el eje de transmisión. Los pasos
consisten en un paso de pretratamiento de conformación plástica A,
un paso de conformación plástica de la porción deslizante acanalada
B, y un paso de conformación de yugo C. La "conformación
plástica" en el sentido en que se usa aquí significa una
conformación de un tubo hueco que produce su deformación
plástica.
El paso de pretratamiento de conformación
plástica A se realiza, por ejemplo, de la siguiente manera, como se
muestra en la figura 5.
1) Un paso de cortar un tubo hueco grueso 25 de
la resistencia y durabilidad requeridas a una longitud
predeterminada.
2) Un paso de conformar el extremo cortado del
tubo hueco 25.
3) Un paso de realización de un tratamiento
térmico.
4) Un paso de realización de un tratamiento
superficial, si es preciso.
En el paso de conformación plástica de la porción
deslizante acanalada B, un extremo del tubo hueco de longitud
predeterminada 25 obtenido por el tratamiento en el paso de
pretratamiento de conformación plástica A se introduce en un troquel
de estampación (no representado en la figura 5) y después se
conforma plásticamente para formar la porción deslizante acanalada
26.
En el paso de conformación de yugo C se conforma
el otro extremo del tubo hueco 25 opuesto a la porción deslizante
acanalada, por ejemplo, por maquinado, preferiblemente por corte
con láser o plasma, en forma de un yugo 27. El paso de conformación
de yugo C se puede llevar a cabo antes del paso de conformación
plástica de la porción deslizante acanalada B.
A continuación, la figura 6 ilustra un diagrama
de flujo de los pasos de la segunda realización del método para
producir el eje de transmisión según la invención, por lo que el
paso de conformación de yugo C incluye un paso de conformación
plástica de ampliación C' para conformar el yugo para separar
diametralmente hacia fuera los brazos del yugo, como se muestra en
C' en la figura 6. Los otros pasos se realizan según los métodos
según las figuras 5 y 8, definidos en la reivindicación 1.
En contraposición con la técnica anterior del eje
de transmisión que se hace de tres elementos, el método según la
invención produce el eje de transmisión a partir de un único
elemento solamente, como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto,
el eje de transmisión según la invención evita toda desviación de
fase entre la porción deslizante acanalada 26 y el yugo 27 para
eliminar el malfuncionamiento debido a la diferencia de fase que se
produce en ejes de transmisión de la técnica anterior.
El método de la invención para producir el eje de
transmisión elimina completamente la operación de soldadura para
conectar partes de manera que no se produzca curvado debido a
soldadura en el eje y se mejora el equilibrio del eje sin ningún
proceso de conformación de corrección, proporcionando por ello un
eje de transmisión adecuado para rotación a alta velocidad.
Además, puesto que se utiliza un tubo como un
material en bruto para el eje de transmisión, se puede proporcionar
un eje de transmisión ligero, que sirve en gran medida para mejorar
su valor GD2 (momento de inercia) y por lo tanto el costo de
combustible para un vehículo equipado con el eje de transmisión.
Además, el método de la invención reduce las
horas-hombre para producir el eje mejorando la
eficiencia de producción, reduciendo por ello en gran medida el
costo de fabricación. Al producir el eje de transmisión según el
método de la invención, el rendimiento o la productividad de
materiales es tan alto que contribuye al ahorro de recursos.
Además, una longitud general requerida del eje de
transmisión y una longitud requerida de la porción deslizante
acanalada se obtienen fácilmente regulando la longitud de tubo a
cortar y regulando la carrera de extrusión en la conformación
plástica para cumplir los requisitos respectivos.
A continuación se describen otros métodos, en los
que el yugo se suelda al eje. La descripción se incluye porque los
detalles de la porción deslizante acanalada se pueden aplicar a la
técnica de una sola pieza antes descrita.
La figura 7a ilustra el eje de transmisión 31
hecho mediante un método diferente. En este método, el eje hembra
32 se hace principalmente de un tubo hueco 32a cuyo extremo tiene
un yugo 33 embutido directamente en el extremo y soldado en él, y
cuyo otro extremo se forma con una porción deslizante acanalada 32b.
Por otra parte, el eje macho 34 se hace parcialmente de un tubo
hueco 34a en el que se forma una porción deslizante acanalada 34b,
y un yugo 36 se fija mediante un eje de conexión 35 al eje macho
34.
La figura 7b ilustra otro eje diferente del
mostrado en la figura 7a. En este eje modificado, el eje macho 34
se hace principalmente de un tubo hueco 34a cuyo extremo tiene un
yugo 36 embutido directamente en el extremo y soldado en él y cuyo
otro extremo se forma con una porción deslizante acanalada 34b. Por
otra parte, el eje hembra 32 se hace parcialmente de un tubo hueco
32a en el que se forma una porción deslizante acanalada 32b; y un
yugo 33 está fijado mediante un eje de conexión 35 al eje macho
34.
Según el método para producir un eje de
transmisión, un eje hembra o macho 32 ó 34 se hace principalmente
de un tubo hueco 32a o 34a, cuyo extremo se forma con una porción
deslizante acanalada 32b o 34b por estampación y cuyo otro extremo
está provisto de un yugo embutido directamente en él y soldado en
él.
La figura 8 muestra un diagrama de flujo de los
pasos de un método que consta de un paso de pretratamiento de
conformación plástica A, un paso de conformación plástica de la
porción deslizante acanalada B, y un paso de soldadura C.
El paso de pretratamiento de conformación
plástica A se realiza, por ejemplo, de la siguiente manera.
1) Un paso de conformar el extremo de un tubo
hueco 32a o 34a como se muestra en la figura 9a para asegurar la
exactitud o para quitar rebabas creadas al cortar.
2) Un paso de cortar el tubo hueco 32a o 34a a
una longitud predeterminada, como se muestra en la figura 9b.
3) Un paso de conformar el extremo cortado del
tubo hueco 32a o 34a, como se muestra en la figura 9c.
4) Un paso de limpiar del tubo hueco 32a o 34a
para quitar virutas y materias oleosas.
Si es preciso, se puede añadir preferiblemente
los pasos siguientes:
5) Un paso de tratamiento térmico de
normalización o recocido del tubo hueco para obtener una estructura
metalúrgica refinada del tubo hueco.
6) Un paso de tratamiento de recubrimiento
parcial con lubricante para extender un jabón metálico (lubricante)
o agente tensioactivo requerido para la conformación plástica del
tubo, al menos la porción deslizante acanalada del tubo hueco 32a o
34a.
En el paso de conformación plástica de la porción
deslizante acanalada B, el tubo hueco de longitud predeterminada
32a o 34a obtenido por los tratamientos en los pasos de
pretratamiento de conformación plástica A se introduce en un troquel
de estampación 37 y después se conforma plásticamente. El troquel
de estampación 37 se construye de manera que forme acanaladuras de
un eje que tiene el número de dientes acanalados que es un entero
dentro del rango de los números obtenidos multiplicando el número
que indica el mayor diámetro de acanaladura D en mm por 0,12 a
0,25. Por ejemplo, si el mayor diámetro de acanaladura es 50 mm, el
número de dientes acanalados (el número de espacios entre dientes)
es 6 (seis) a 12 (doce).
El paso de soldadura C se realiza (figura 8) de
la siguiente manera.
8) Un paso de limpiar el tubo hueco 32a o 34a
para quitar el recubrimiento o jabón metálico (o materias oleosas)
o incrustaciones restantes, si es preciso.
9) Un paso de embutir un yugo 33 ó 36 en el
extremo del tubo hueco enfrente de la porción deslizante acanalada
32b o 34b y soldar el yugo en él.
La figura 10 muestra un diagrama de flujo de los
pasos según otro método. Los pasos de este método constan de un
paso de pretratamiento V para un extremo de un tubo hueco para un
eje macho o hembra, un paso de estampación de yugo W, un paso de
soldadura de yugo X, un paso de pretratamiento de conformación
plástica Y para recortar o cortar el extremo opuesto del tubo hueco
a una longitud predeterminada y acondicionarlo, y un paso de
conformación plástica de la porción deslizante acanalada Z.
El paso de pretratamiento V se realiza, por
ejemplo, de la siguiente manera.
1) Un paso de conformar el extremo de un tubo
hueco 32a o 34a, como se muestra en la figura 11a.
2) Un paso de limpiar el tubo hueco 32a o 34a,
como se muestra en la figura 11b.
3) Un paso de estampación de yugo W para embutir
un yugo 33 ó 36 en el extremo del tubo hueco 32a o 34a, como se
muestra en la figura 11c, después del paso de pretratamiento V.
4) Un paso de soldadura de yugo X para soldar la
porción embutida del yugo en el extremo del tubo hueco 32a o 34a,
como se muestra en la figura 11d, después del paso de estampación
de yugo W.
Después, el paso de pretratamiento de
conformación plástica Y se realiza para recortar o cortar el
extremo opuesto del tubo hueco a una longitud predeterminada y
acondicionarlo de la siguiente manera.
5) Un paso de cortar el extremo del tubo hueco
32a o 34a opuesto al yugo a una longitud predeterminada, como se
muestra en la figura 12a.
6) Un paso de conformar el extremo cortado del
tubo hueco, como se muestra en la figura 12b.
7) Un paso de limpiar el extremo cortado del tubo
hueco, como se muestra en la figura 12c.
Si es preciso, se puede añadir los pasos
siguientes de la misma manera que la explicada en conexión con la
figura 8.
8) Un paso de tratamiento térmico parcial.
9) Un paso de tratamiento de recubrimiento
parcial con lubricante.
Después del paso de pretratamiento de
conformación plástica Y, el paso de conformación plástica de la
porción deslizante acanalada Z se realiza en los dos pasos
siguientes, donde el extremo del tubo hueco 32a o 34a opuesto al
yugo 33 o 36 es embutido (deformado plásticamente) por un troquel
de estampación 37 para formar una porción deslizante acanalada 32b
o 34b que tiene el número de dientes acanalados que es un entero
dentro del rango de los números obtenidos multiplicando el número
que indica el mayor diámetro D en mm por 0,12 a 0,25 (figura 13a),
y después se limpia la porción deslizante acanalada 32b o 34b
conformada plásticamente (figura 13b).
Aunque un yugo separado 33 ó 36 se encaje a
presión en el tubo hueco y suelde a él en los dos métodos antes
descritos, será evidente que se puede formar integralmente un yugo
en dicho extremo del tubo hueco como en la realización de la
invención que eliminará ventajosamente toda la operación de
soldadura.
El tubo hueco del eje de transmisión según los
métodos anteriores descritos tiene la porción deslizante acanalada
formada integralmente de manera que la porción deslizante acanalada
no incluya ningún esfuerzo residual resultante de la operación de
soldadura, y por lo tanto la curvatura del eje producida por la
operación de soldadura se reduce a una menor medida para obtener
estabilidad de la calidad del eje de transmisión producido. Además,
según las realizaciones, se reduce el número de
horas-hombre para conformar las partes respectivas
de manera que se puede reducir el costo de producción y el peso del
eje.
La figura 14 ilustra en una vista lateral un eje
de transmisión 41 que tiene un eje macho 42 y un eje hembra 43,
teniendo cada uno una porción deslizante acanalada según otra
realización de la invención, e ilustra además cada una de sus
secciones transversales. En la realización representada en la
figura 14, al menos ambas porciones deslizantes acanaladas de los
ejes macho y hembra 42 y 43 se forman de tubos huecos en bruto por
estampación con troqueles de estampación, respectivamente. Según sea
el caso, solamente el eje hembra se puede formar de un tubo hueco
en bruto por estampación. Sin embargo, en consideración al costo de
fabricación y la protección del medio ambiente, es preferible
formar ambos ejes de tubos huecos en bruto por estampación.
La figura 15a ilustra un tubo hueco en bruto para
un eje macho, del que al menos una parte correspondiente a una
porción deslizante acanalada se ha introducido en un troquel de
estampación 45 en la dirección representada por una flecha E,
deformando por ello plásticamente dicha parte para formar la porción
deslizante acanalada. Se ha dispuesto previamente un mandril 46 en
el centro del troquel de estampación 45.
Como se muestra en la figura 15b, según esta
realización, la porción deslizante acanalada tiene el número de
dientes acanalados que es un entero dentro del rango de los números
obtenidos multiplicando el número que indica el mayor diámetro de
acanaladura D en mm por 0,12 a 0,25. Los dientes acanalados vistos
en la sección de la figura 15b están espaciados
circunferencialmente sustancialmente equidistantes uno con relación
al otro, y los ángulos de raíz de diente acanalado encerrados entre
caras laterales de dientes acanalados adyacentes están dentro del
rango de 90 a 120 grados. Por lo tanto, si el mayor diámetro de
acanaladura es 50 mm, el número de dientes acanalados (el número de
espacios entre dientes) es preferiblemente 6 (seis).
El troquel de estampación 45 para el eje macho
tiene una cavidad incluyendo un extremo abierto ensanchado hacia
fuera 47 que tiene un diámetro ligeramente mayor que el de un tubo
hueco en bruto 44, una porción ahusada 48 que se extiende
ligeramente desde el extremo abierto 47 en la dirección axial de la
cavidad, y una cavidad principal que se extiende axialmente sobre
una longitud predeterminada y que tiene salientes hacia dentro 50
que se extienden hacia dentro y equiespaciados circunferencialmente.
Los salientes hacia dentro 50 se extienden hacia dentro de la
cavidad para formar ángulos de 90 a 120 grados entremedio
correspondientes a los ángulos de raíz de diente acanalado descritos
anteriormente y para tener un perfil de formación para obtener el
número de dientes acanalados que es un entero dentro del rango de
los números obtenidos multiplicando el número que indica el mayor
diámetro de acanaladura D en mm por 0,12 a 0,25. Antes de la
operación de formación, se dispone un mandril 46 en el centro de la
cavidad del troquel de estampación 45, correspondiendo el diámetro
externo del mandril 46 al diámetro interior o menor de la porción
deslizante acanalada 44a a embutir.
Preferiblemente, las caras interiores 49 de la
cavidad del troquel de estampación 45 tienen un diámetro mayor
ligeramente más pequeño que el del tubo hueco en bruto 44.
El troquel (no representado) para el eje hembra
es sustancialmente similar al troquel de estampación 45 para el eje
macho mostrado en las figuras 15a y 15b. Sin embargo, el troquel
para el eje hembra deberá tener el perfil de formación que haga
posible introducir la porción deslizante acanalada 44a en la
porción deslizante acanalada 51a (figuras 16a y 16b) del eje hembra
embutido por el troquel.
Después de embutir así la porción deslizante
acanalada, al menos las superficies internas de la porción
deslizante acanalada del eje hembra o las superficies externas de
la porción deslizante acanalada del eje macho se recubren con una
película plástica 52, como muestran líneas continuas gruesas en las
figuras 16a y 16b. La figura 16a ilustra la película plástica 52 en
las superficies internas de la porción deslizante acanalada 51a del
eje hembra, mientras que la figura 16b ilustra la película plástica
52 en las superficies externas de la porción deslizante acanalada
44a del eje macho.
Al producir los ejes macho y hembra según esta
realización de la invención, es preferible formar espacios 53 entre
las porciones deslizantes acanaladas 44a y 51a de dichos ejes, que
funcionan como depósitos de aceite como se muestra en las figuras
16a y 16b. Estas porciones deslizantes acanaladas 44a y 51a están
conectadas, por ejemplo, por soldadura, a los ejes 54 que tienen en
sus extremos yugos fijados a los mismos, como se muestra en la
figura 14.
Según esta realización de la invención, al menos
la porción deslizante acanalada del eje macho o hembra de un eje de
transmisión se produce a partir de un tubo hueco por estampación,
proporcionando por ello un eje de transmisión ligero y ahorrando
los materiales. Además, resulta posible formar la porción acanalada
en un tiempo más corto para reducir considerablemente su costo de
fabricación. A diferencia de la operación de corte del eje de
transmisión de la técnica anterior, la estampación no produce
virutas de manera que se mejora el entorno operativo sin
contaminación o polución ambiental.
Además, el eje de transmisión según esta
realización de la invención tiene dientes acanalados de un entero
que es 0,12 a 0,25 veces el número que indica el mayor diámetro D
en mm de los dientes acanalados y cuyo ángulo de raíz de diente
acanalado está dentro del rango de 90 a 120 grados. Por lo tanto,
el número de acanaladuras es mucho menor que el de las acanaladuras
de la técnica anterior y por lo tanto las acanaladuras del eje de
transmisión según la invenciones se embuten fácilmente en unión con
el ángulo ventajoso de raíz de diente acanalado.
Además, según esta realización de la invención,
los salientes hacia dentro 50 del troquel de estampación se
extienden hacia dentro de su cavidad con ángulos anchos tal como 90
a 120 grados correspondientes a los ángulos de raíz de diente
acanalado. Por lo tanto, se incrementa la resistencia del troquel
mejorando su durabilidad y prolongando su duración de servicio.
Además, los dientes acanalados están espaciados
circunferencialmente sustancialmente equidistantes uno con relación
al otro de manera que no se produzca desequilibrio de peso y por lo
tanto se mejora la estabilidad en rotación.
Claims (8)
1. Un método para producir un eje de transmisión
(31), que tiene partes macho y hembra (34, 32), teniendo cada una
en un extremo una porción deslizante acanalada (34b, 32b) y en el
otro extremo un yugo (36, 33), encajándose entre sí las porciones
deslizantes acanaladas de dichas partes macho y hembra, incluyendo
el método:
un paso de pretratamiento de conformación
plástica para hacer un tubo hueco (34a, 32a) para dicha parte macho
o hembra a una longitud
\hbox{predeterminada},incluyendo dicho paso de pretratamiento de
conformación plástica los pasos de cortar dicho tubo hueco (32a,
34a) a la longitud predeterminada para producir dicha parte macho o
hembra (34, 32); conformar un extremo de dicho tubo hueco para
acabado; limpiar dicho tubo hueco; termotratar el tubo hueco
limpiado (32a, 34a) para obtener su estructura metálica refinada; y
extender un agente tensioactivo (52) al menos sobre la porción
deslizante acanalada (32b, 34b) del tubo;
un paso de conformación plástica de la porción
deslizante acanalada para formar una porción deslizante acanalada
(34b, 32b) en dicho extremo con un troquel de estampación (45);
y
un paso de conformación de yugo para formar un
yugo (36, 33) en dicho otro extremo de dicho tubo hueco enfrente de
dicha porción deslizante acanalada, incluyendo dicho paso de
conformación de yugo un paso de conformación plástica de ampliación
para conformar el yugo (33, 36) para alejar diametralmente sus
brazos uno de otro.
2. El método para producir un eje de transmisión
expuesto en la reivindicación 1, donde dicho otro extremo de dicho
tubo hueco se conforma además por corte con láser o plasma.
3. El método para producir un eje de transmisión
expuesto en cualquier reivindicación anterior, donde en dicho paso
de conformación plástica de la porción deslizante acanalada, dicho
troquel de estampación (45) tiene un perfil de formación que es
capaz de formar dientes acanalados que tienen un número entero
dentro del rango de los números obtenidos multiplicando el número
que indica un mayor diámetro de acanaladura D en mm por
aproximadamente de 0,12 a 0,25.
4. El método de producir un eje de transmisión
expuesto en la reivindicación 1 ó 2, donde en dicho paso de
conformación plástica de la porción deslizante acanalada, dicho
troquel de estampación (45) tiene un perfil de formación que es
capaz de formar dientes acanalados equiespaciados
circunferencialmente que tienen un número entero dentro del rango
de los números obtenidos multiplicando el número que indica un mayor
diámetro de acanaladura D en mm por aproximadamente de 0,12 a 0,25
y teniendo dichos dientes acanalados un ángulo de raíz de diente
acanalado dentro del rango de 90 a 120 grados encerrado entre caras
laterales de dientes acanalados adyacentes.
5. El método para producir un eje de transmisión
expuesto en cualquier reivindicación anterior, donde dicho troquel
de estampación (45) tiene una cavidad incluyendo un extremo abierto
ensanchado hacia fuera (47) que tiene un diámetro ligeramente mayor
que el de dicho tubo hueco; una porción ahusada (48) que se
extiende ligeramente desde el extremo abierto (47) en la dirección
axial de dicha cavidad; y una cavidad principal que se extiende
axialmente una longitud predeterminada y que tiene salientes hacia
dentro (50) que se extienden hacia dentro y equiespaciados
circunferencialmente.
6. Un método para producir un eje de transmisión
el expuesto en cualquier reivindicación anterior, donde dicho
troquel de estampación (45) tiene un mandril (46) situado en él que
tiene un diámetro exterior correspondiente al diámetro interno de
dichos dientes acanalados.
7. El método para producir un eje de transmisión
expuesto en cualquier reivindicación anterior, donde dicho troquel
de estampación (45) tiene un perfil de formación para formar
dientes acanalados que tienen un diámetro mayor menor que el
diámetro interno de dicho tubo hueco.
8. El método para producir un eje de transmisión
expuesto en cualquier reivindicación anterior, donde dicho método
incluye además un paso de extender una película plástica (52) al
menos sobre una de las porciones deslizantes acanaladas de las
partes macho y hembra.
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