ES2203866T3 - Procedimiento para la fabricacion de un cubo o de un eje. - Google Patents

Abstract

El procedimiento para la fabricación de bujes de recepción de ejes o de ejes tiene una placa para bujes o para ejes provista con secciones salientes para la conexión por fricción ejes-bujes mediante un proceso de deformación. El procedimiento de fabricación contiene un proceso de deformación usado para deformar una placa de buje (3) y proveer un buje rebordeado (4) con varias secciones que sobresalen hacia dentro (41-44) alrededor de su periferia interior para enganchar la periferia exterior de un eje introducido, o un eje con varias secciones que sobresalen hacia fuera alrededor de su periferia exterior para enganchar la periferia interior de un buje de recepción. Las secciones sobresalientes del buje del eje o del eje tienen un incremento radial constante en la dirección periférica. También se incluye una reivindicación independiente relativa a un procedimiento para el acoplamiento 2 de componentes.

Description

Procedimiento para la fabricación de un cubo o de un eje.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un cubo y a un procedimiento para la fabricación de un eje.

Se conoce por el documento DE 42 09 153 C2 una unión de árbol y cubo, en la que sobre la superficie circunferencial del árbol están dispuestas una pluralidad de elevaciones en forma de cuña y sobre la superficie interior del cubo está dispuesto el mismo número de escotaduras en forma de cuña correspondientes y el gradiente de las superficies de cuña sigue esencialmente el desarrollo de una espiral logarítmica y es tan plano que se consigue una auto-retención segura en función del material y de la naturaleza de la superficie de las caras de la cuña. En efecto, por medio de un movimiento giratorio del cubo con respecto al árbol se produce entre las superficies de cuña correspondientes del árbol y del cubo en primer lugar un contacto superficial, luego una unión por fricción y en el caso de una dilatación todavía adicional finalmente una presión superficial en general de la misma altura, que aumenta rápidamente (unión por aplicación de fuerza) entre las superficies de cuña. El movimiento giratorio continúa hasta que se alcanza o bien el momento predeterminado a transmitir o la posición angular prevista entre el árbol y el cubo. Para la fabricación de las superficies parciales del árbol y del cubo se indica en el documento DE 42 09 153 C2 un procedimiento para la erosión de material, tal como fresado o cepillado así como un procedimiento de prensado por extrusión o de estirado por extrusión. Como aplicaciones se indican la conexión de levas sobre un árbol de levas o de ruedas dentadas sobre un árbol de transmisión de un automóvil, la conexión de secciones de cilindros de trenes de estiramiento, por ejemplo en máquinas de hilandería, una transmisión articulada de máquinas tricotosas y la conexión de tubos en construcciones de tubos como barandillas en escaleras o máquinas, filetas de bobinas para máquinas textiles o escaleras portátiles.

Ser conoce por el documento DE 196 33 541 A1 un desarrollo unión de árbol y cubo conocida a partir del documento DE 42 09 153 C2, en la que sobre la superficie circunferencial exterior del árbol y/o sobre la superficie circunferencial interior del cubo están dispuestas, en la dirección axial del árbol y del cubo, respectivamente, adicionalmente a las superficies de cuña, al menos una elevación y/o una cavidad para el aseguramiento axial de la unión. En particular, estas elevaciones y cavidades pueden estar dispuestas de tal forma que se obtiene una especie de rosca, de manera que, en una forma de realización como bulón para el árbol y de una tuerca para el cubo, se indica una substitución para una unión roscada, en la que adicionalmente al aseguramiento axial, se genera una fuerza de tensión previa axial similar a un tornillo roscado habitual.

La invención tiene ahora el cometido de indicar un procedimiento sencillo y de coste favorable para la fabricación de un cubo y de un eje, que se pueden utilizar en una unión de eje y cubo.

Este cometido se soluciona según la invención con las características de una de las reivindicaciones 1 a 3.

En los procedimientos según una de las reivindicaciones 1 a 3 para la fabricación de un cubo para el alojamiento de un eje o para la fabricación de un eje para la inserción en un cubo, respectivamente:

a)

en una primera etapa del procedimiento se prepara una chapa (chapa de cubo o bien chapa de árbol) con al menos un taladro, y

b)

en una segunda etapa del procedimiento, la chapa es conformada en la región alrededor del taladro para formar un collar.

En el procedimiento según la reivindicación 1:

c)

en una tercera etapa del procedimiento se conduce ahora a través del collar de chapa una herramienta de corte con un número predeterminado de cantos de cortes crecientes o decrecientes en cada caso radialmente, es decir, a distancia de un eje medio de la herramienta de corte, en la dirección circunferencial, con una distancia interior mutua mayor para la fabricación del cubo y con una distancia interior mutua menor para la fabricación del eje que el diámetro interior (en el cubo) y el diámetro exterior (en el eje), respectivamente, del collar, esencialmente paralelamente a su eje medio, y de esta manera, especialmente con arranque de virutas, es erosionado material desde la pared interior del collar (en el cubo) y desde la pared exterior del collar (en el eje), respectivamente.

A diferencia de ello, en los procedimientos según las reivindicaciones 2 y 3, la forma deseada de la superficie del cubo y del eje, respectivamente, no se consigue a través de erosión del material, sino a través de conformación adicional (estampación, prensado) de la chapa en el collar. En efecto, de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3,

c)

en una tercera etapa del procedimiento, a partir del collar de chapa se genera el cubo y el árbol, respectivamente, introduciendo una herramienta de estampación (herramienta de conformación, herramienta de estiramiento, herramienta de embutición profunda) con una pared exterior (reivindicación 2) y una pared interior (reivindicación 3), respectivamente, con un número predeterminado de regiones parciales de la pared exterior (reivindicación 2) y regiones parciales de la pared interior (reivindicación 3), respectivamente, crecientes o decrecientes en cada caso en la dirección circunferencial, a distancia de un eje medio de la herramienta de estampación, y con una sección transversal mayor (reivindicación 2) y menor (reivindicación 3), respectivamente, en la zona de las regiones parciales de la pared exterior y de las regiones parciales de la pared interior, respectivamente, que el collar esencialmente paralelamente al eje medio en el collar de la chapa del cubo.

La presión ejercida de esta manera por la herramienta de estampación sobre el collar de chapa tiene como consecuencia que las regiones parciales de la pared exterior y las regiones parciales de la pared interior, respectivamente, de la herramienta de estampación se reproduzcan en el collar en regiones parciales de la pared interior (reivindicación 2) y en regiones parciales de la pared exterior (reivindicación 3), respectivamente, conformadas (estampadas) de manera correspondiente.

En todos los tres procedimientos según las reivindicaciones 1 a 3

d)

el collar de la chapa mecanizado en la tercera etapa del procedimiento es utilizado como cubo y eje, respectivamente.

Las dos alternativas de los procedimientos según las reivindicaciones 1 a 3, a saber, la fabricación del cubo y la fabricación del eje, se pueden combinar, respectivamente, en un procedimiento correspondiente para la fabricación de una pieza de unión con las regiones de pared radialmente crecientes, siendo generadas las regiones de la pared de tal forma que, en el caso de un movimiento giratorio predeterminado de las dos piezas de unión acopladas entre sí, se pueden llevar a unión por fricción y/o a unión por aplicación de fuerza con regiones de pared complementarias de una segunda pieza de unión que corresponde con la pieza de unión a fabricar. En la presente solicitud, no se ha elegido esta formulación más abstracta de las reivindicaciones, sino la consideración separada del cubo y el eje que se puede comprender más fácilmente en la representación.

En todas las soluciones indicadas, la invención se basa en la consideración de que la unión de eje y cubo del tipo de la forma de realización conocida a partir de la publicación DE 42 09 153 C2 mencionada al principio es adecuada también para uniones que están expuestas solamente a una solicitación de fuerza comparativamente reducida, y de que en tales uniones el cubo y/o el eje se pueden formar también a partir de una chapa (integrados en una chapa), con ahorro de material y de costes. La invención se basa también en la otra consideración de que se pueden generar un cubo adecuado y un eje adecuado, respectivamente, a través de un proceso de embutición profunda, (proceso de flexión, proceso de perforación) con configuración correspondiente simultánea o siguiente de la pared del cubo y de la pared del árbol, respectivamente, a partir de la chapa, dependiendo la profundidad alcanzable del cubo y la longitud del eje, respectivamente, de la herramienta de embutición profunda, del número de los procesos de flexión y de capacidad de flexión de la chapa. De esta manera, el procedimiento de la embutición profunda especialmente adecuado para la mecanización de chapa y de coste favorable y sus ventajas técnicas de fabricación se pueden aprovechar para la fabricación del cubo mencionado y del eje mencionado, respectivamente. Debido a la capacidad de configuración del cubo o del eje o de ambos exclusivamente de chapa (como monomaterial), se puede reciclar también fácilmente la unión de eje y cubo.

Un procedimiento de erosión de material para la generación de la estructura de la pared interior del cubo y de la pared exterior del eje, respectivamente, que se caracteriza por las regiones parciales de la pared interior y las regiones parciales de la región exterior características es tan más preferible, frente a un procedimiento de estampación, cuando menor es el diámetro (anchura interior) del collar o bien del cubo en forma de collar o bien del eje en forma de collar, puesto que las fuerzas que deben aplicarse para la estampación se incrementan a medida que se reduce el diámetro.

Con la misma curva ascendente de las regiones parciales de la pared, la diferencia (absoluta) entre su distancia máxima y su distancia mínima con respecto al eje del cubo y al eje del árbol es tanto menor cuanto menor es el diámetro del cubo y del eje. De esta manera, en el caso de un diámetro menor del cubo y del eje, respectivamente, en general, el material sólo debe erosionarse en una profundidad más reducida, de manera que el procedimiento de erosión del material y el procedimiento de estampación se pueden emplear como complemento óptimo para diferentes tamaños de cubos y espesores de ejes, respectivamente, con el mismo espesor de chapa (espesor de la pared del cubo y de la pared del eje, respectivamente).

Las configuraciones y los desarrollos ventajosos del procedimiento según la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, respectivamente.

De acuerdo con ello, en una primera forma de realización se utiliza una chapa, que presenta al menos en una zona de unión, en la que debe generarse el cubo o el eje, un espesor como máximo de 5 mm, con preferencia como máximo de 1 mm. Las chapas de tales espesores se pueden doblar sin problemas con los materiales y las herramientas habituales y presentan un espesor suficiente, para poder ser mecanizadas, especialmente estampadas o parcialmente erosionadas, también con herramientas fabricadas sin gasto especial.

Un cubo fabricado con un procedimiento según la invención y/o un eje fabricado de esta manera se emplean, en general, para la unión de un primer cuerpo con un segundo cuerpo con una unión correspondiente del eje y el cubo.

Es especialmente ventajoso un procedimiento según la invención cuando se utiliza una chapa metálica, especialmente una chapa de acero o una chapa de aluminio, como chapa de cubo, especialmente en combinación con un eje de un plástico.

En una configuración del procedimiento, las regiones parciales de la pared interior del cubo o las regiones parciales de la pared exterior del eje o los cantos de corte de la herramienta de corte o las regiones parciales de la pared exterior o las regiones parciales de la pared interior de la herramienta de estampación son generadas con un gradiente esencialmente constante en la dirección circunferencial. Con unas regiones parciales de la pared exterior configuradas de forma correspondiente del eje correspondiente o bien con las regiones parciales de la pared interior del cubo correspondiente se consigue de esta manera una distribución homogénea de la fuerza sobre toda la superficie de unión.

El cubo o el eje son generados, en una configuración ventajosa, con relación al eje del cubo y al eje del árbol, respectivamente, con una simetría de rotación de una valencia predeterminada, especialmente cuando los cantos de corte de la herramienta de corte o las regiones parciales de la pared exterior o las regiones parciales de la pared interior de la herramienta de estampación presentan una simetría correspondiente. El eje simétrico está centrado, en esta forma de realización, durante la rotación de una manera automática en el cubo simétrico (unión autocentrada) con una alta precisión.

Para conseguir un par de torsión definido y un ángulo de giro definido, respectivamente, en la unión del eje y el cubo y especialmente para proteger el cuerpo de chapa, en general, comparativamente fino frente a una torsión excesiva del eje y frente a las fuerzas de cizallamiento y de torsión que actúan de esta manera, se prevén, en una forma de realización especialmente ventajosa, medios de tope para la limitación del par de torsión y del ángulo de giro, respectivamente, que están formados con al menos un cuerpo de tope y una superficie opuesta correspondiente.

Para la explicación adicional de la invención se hace referencia a los dibujos, en los que están representados en cada caso de forma esquemática ejemplos de realización según la invención. En este caso:

La figura 1 muestra una chapa de cubo y una herramienta de transformación en una vista lateral.

La figura 2 muestra una herramienta de transformación según la figura 1 en una sección transversal.

La figura 3 muestra un cubo fabricado por embutición profunda en un cuerpo de cubo en una sección lateral.

La figura 4 muestra el cubo según la figura 3 en una vista en planta superior desde abajo.

La figura 5 muestra un cubo con un eje insertado en una vista.

La figura 6 muestra el cubo y el eje según la figura 5 después de la torsión del eje con respecto al cubo en un ángulo de giro predeterminado en una sección transversal.

La figura 7 muestra un primer cuerpo con un eje y un cuerpo de tope en una vista delantera.

La figura 8 muestra el primer cuerpo según la figura 7 después de la introducción y torsión del eje en el cubo de un segundo cuerpo en una vista delantera, y

La figura 9 muestra los dos cuerpos unidos entre sí según la figura 7 en una vista lateral parcialmente en sección, y

La figura 10 muestra una unión de cubo y eje, en la que están fabricados el eje y el cubo según la invención.

La herramienta según las figuras 1 y 2 presenta un troquel de conformación 18 y como pieza opuesta un soporte de fijación 10 con una escotadura 11. Sobre el soporte de fijación (cuerpo de soporte, apoyo, matriz) 10 se encuentra una chapa de cubo (cuerpo de cubo) 3 en forma de placa a mecanizar. La chapa del cubo 3 presenta un taladro (receso, abertura) 4', generado especialmente a través de corte o estampación, que es con preferencia redondo circular. El diámetro (anchura interior) del taladro 4' está designado con W. La chapa del cubo 3 está en voladizo alrededor del taladro 4' por encima de la escotadura 11 en el soporte de fijación 10. El espesor de la chapa del cubo 3 está designado con d y puede ser esencialmente constante al menos en la región alrededor del taladro 4'.

El troquel de conformación 18 presenta una parte delantera (inferior), que está configurada como troquel de flexión 12, y una parte trasera, que está configurada como troquel de estampación 2. El troquel de flexión 12 se estrecha cónicamente hacia un extremo delantero 17, con preferencia en configuración al menos aproximadamente cónica, que está redondeada en el extremo delantero 17. En el extremo delantero 17, el diámetro de la sección transversal determinada del troquel de flexión 12, que está perpendicularmente a un eje medio, designado con A', del troquel de conformación 18, es menor que el diámetro W' del taladro 4' en la chapa del cubo 3.

El troquel de estampación 2 presenta en su pared exterior (superficie exterior, superficie envolvente) varias regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 (secciones de la pared exterior), por ejemplo cuatro como se representa, y regiones parciales de la pared exterior 25 que conectan, respectivamente, dos de estas regiones parciales de la pared exterior 21 a 24. Las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 se incrementan radialmente, es decir, en su distancia con respecto al eje medio A' del troquel de estampación 2, en una dirección circunferencial predeterminada (en la dirección azimutal, la dirección del ángulo polar), aquí en el sentido de las agujas del reloj, de manera monótona o incluso estrictamente monótona (continua). De acuerdo con la representación incrementada mostrada en la figura 2, vista en el sentido de las agujas del reloj, el gradiente radial (modificación de la distancia con respecto al eje medio A' con el ángulo azimutal o ángulo polar) de las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 es, por lo tanto, mayor o igual o bien siempre mayor que cero. En particular, las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 pueden presentar la forma de secciones en espiral, con preferencia de secciones espirales logarítmicas. En las secciones espirales logarítmicas, el gradiente radial en la dirección circunferencial es constante. Entre las regiones parciales individuales de la pared exterior 21 a 24 se encuentra en cada caso una región parcial de la pared exterior 25, que conecta las dos regiones parciales de la pared exterior 21 y 22 ó 22 y 23 ó 23 y 24 ó 24 y 21, respectivamente, entre sí. En el ejemplo de realización representado según la figura 2, las regiones parciales de la pared exterior 25 están alineadas esencialmente lineales y radialmente. No obstante, no se da interés a la forma exacta de las regiones parciales de la pared exterior 25. En particular, las regiones parciales de la pared exterior 25 pueden tener también un desarrollo más plano. No obstante, las regiones parciales de la pared exterior 25 deberían estar menos extendidas en la dirección circunferencial que las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24.

Las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 pueden comenzar axialmente, es decir, vistas en la dirección del eje medio A', inmediatamente en la región de transición 16 entre el troquel de flexión 12 y el troquel de estampación 2 o también a una distancia de ella. En el ejemplo de realización representado según la figura 2, las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 están dispuestas simétricas rotatorias entre sí de tal forma que, en el caso de una rotación del troquel de estampación 2 alrededor de su eje medio A' en la medida de 90º, respectivamente, se consigue una igualdad de cobertura (congruencia). Por lo tanto, -expresado de forma geométrica- existe una simetría de rotación cuádruple del troquel de estampación 2 con relación al eje medio A' como eje de simetría.

A diferencia de la figura 2, pueden estar previstas, naturalmente, también más o menos regiones parciales de la pared exterior, cuyo gradiente radial puede ser, respectivamente, constante o también puede ser creciente o decreciente en la dirección circunferencial. El troquel de estampación 2 presenta entonces, en general, con relación al eje medio A', una valencia que corresponde al número de las regiones parciales de la pared exterior. Pero el troquel de estampación 2 no debe ser simétrico rotatorio, sino que las regiones parciales de la pared exterior pueden estar dispuestas también asimétricas con respecto al eje medio A', pudiendo seleccionarse entonces especialmente una forma cilíndrica en las restantes regiones parciales de la pared exterior del troquel de estampación 2.

Para la fabricación de un cubo se conduce ahora el troquel de conformación 18 según la figura 1 en una dirección de introducción, que se encuentra paralelamente al eje medio A', a lo largo de la flecha representada hacia la chapa del cubo 3 y se introduce a presión con el extremo delantero 17 del troquel de flexión 12 en el taladro 4' de la chapa del cubo 3. Durante el movimiento del troquel de flexión 12 se dobla (perfora) la chapa del cubo 3 alrededor del taladro 4' a través del troquel de flexión 12, que aumenta de forma continua en la sección transversal, en la medida de un valor absoluto, predeterminado a través de las dimensiones del troquel de flexión 8, en la dirección de introducción. En la región de transición 16, que está configurada con un contorno blando, el proceso de flexión pasa como primera etapa del proceso de conformación a través del troquel de conformación 2 a un proceso de estampación como segunda etapa del proceso de conformación. En este proceso de estampación, se conforma la parte de la chapa del cubo 3 en forma de collar, no representada en las figuras 1 y 2, doblada por el troquel de flexión 2, a través de las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24 del troquel de estampación 2 conducido ahora a través de esta parte en forma de collar, radialmente desde el eje medio A' hacia fuera. Para que esto sea posible, la sección transversal del troquel de estampación 2 está elegida, en la zona de las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24, mayor especialmente en la medida de la altura de las regiones parciales de la pared exterior 25 que la sección transversal máxima del troquel de flexión 12 y, por lo tanto, mayor que el diámetro interior del collar de chapa generado. Durante este proceso de estampación se reproduce la forma de la pared exterior 20 del troquel de estampación 2 sobre el collar de la chapa del cubo 3.

La escotadura 11 del soporte de fijación 10 está adaptada con preferencia a la forma, especialmente al contorno de la sección transversal, del troquel de conformación 18, de manera que la chapa del cubo 3 de una manera óptima por el soporte de fijación 10 a lo largo del borde de la escotadura 11 y se consigue un collar más limpio esencialmente sin una deformación (adicional) de la chapa del cubo 3.

La dirección de introducción para el troquel de flexión 12 está elegida con preferencia de tal forma que las rebabas de corte en un taladro 4' estampado o cortado se apoyan en el lado exterior del collar, por lo tanto especialmente es igual a la dirección de estampación durante la estampación del taladro 4'. Se consigue entonces también una protección de los cantos.

En lugar de un único troquel de conformación 18 se pueden emplear también, a diferencia de la figura 1, dos herramientas separadas, es decir, un troquel de flexión 12 y un troquel de estampación 2, en etapas sucesivas del procedimiento para la conformación de la chapa del cubo 3, es decir, para la formación del collar y para el ensanchamiento del collar, respectivamente.

El resultado de un proceso de conformación de dos etapas según las figuras 1 y 2 se reproduce, no a escala, en las figuras 3 y 4. La figura 3 corresponde a una etapa a través de la figura 4 a lo largo de la línea identificada a través de III-III.

En la figura 3 se designa con 14 el collar perforado de la chapa del cubo 3, con 4 el cubo formado con el collar 14 y su espacio interior así como con T su profundidad y con W el diámetro (diámetro interior del collar 14). El cubo 4 mostrado en la figura 3 está fabricado con un troquel de flexión 12 introducido bajo un ángulo \gamma de aproximadamente 90º entre el eje medio A' del troquel de flexión 12 según la figura 1 y la perpendicular de la chapa del cubo 3. El eje A del cubo 4 se encuentra, por lo tanto, igualmente aproximadamente perpendicular a la chapa del cubo 3 fuera del cubo 4. La profundidad T del cubo 4 depende de la dimensión axial, medida a lo largo del eje medio A' del troquel de flexión 12 según la figura 1, del troquel de flexión 12 con sección transversal creciente. El diámetro W del cubo 4 es mayor que el taladro 4' original según la figura 1 y depende de la sección transversal máxima del troquel de flexión 123. La zona intermedia doblada entre el collar 14 y la chapa restante del cubo 3 está designada con 15.

En una forma de realización no representada, el collar 14 puede estar inclinado también bajo un ángulo \gamma que se desvía de 90º, especialmente porque el eje medio A' del troquel de flexión 12 según la figura 1 se dirige durante el proceso de flexión inclinado en el ángulo \gamma correspondiente. De esta manera se puede realizar una unión inclinada del eje y el cubo, por ejemplo por razones de espacio.

En la figura 4 se puede reconocer la forma estructurada estampada del collar 14. La forma del troquel de estampación 2 según la figura 2 ha sido transferida durante la estampación sobre el cubo 4 según la figura 4. Como estructura complementaria al troquel de estampación 2, el cubo 4 presenta ahora en su pared interior 40 cuatro regiones parciales de la pared interior 31 a 44, que se incrementan radialmente en la dirección circunferencial, que están unidas entre sí, respectivamente, a través de regiones parciales de la pared interior 45 que se extienden radialmente. La forma convexa del troquel de estampación 2 se proyecta en una forma cóncava correspondiente del cubo 4, con respecto a la chapa del cubo 3. La región intermedia 15 curvada que rodea el collar 14 está indicada por medio de un rayado parcial.

En principio, el proceso de estampación se podría realizar también a través de una herramienta que actúa desde el exterior sobre el collar 14, donde el troquel de estampación debería ser entonces hueco en el interior, debería presentar una pared interior provista de una manera correspondiente con regiones parciales de la pared interior que se incrementan radialmente y debería presentar una sección transversal (diámetro) menor que el collar, para que se generen fuerzas que actúan radialmente hacia dentro durante la superposición del troquel de estampación sobre el collar 14. En el caso de una estampación del collar 14 tanto desde el exterior como también desde el interior serían concebibles también herramientas de estampación, en las que uno o varios moldes formados de manera correspondientes son conducidos conjuntamente bajo presión desde el exterior y desde el interior, respectivamente, sobre el collar.

Una nueva mirada a la figura 4 muestra también que el collar 14 estampado no sólo se puede utilizar como cubo 4, sino de forma complementaria también como eje para la inserción en un cubo correspondiente. En efecto, debido al proceso de estampación, no sólo la pared interior 40 del collar 14 previsto como cubo 4 en la figura 4 presenta el perfil típico de la pared de la unión deseada del cubo y el eje, sino también la pared exterior del collar 14 -no representada en detalle-, que está desplazada hacia fuera esencialmente paralela a la pared interior 40 en la medida del espesor d de la chapa 3 (que se puede designar aquí entonces como chapa de eje en lugar de chapa de cubo). La estructura estampada del collar según la figura 4 (y de una manera correspondiente la herramienta según las figuras 1 y 2 para la fabricación de la estructura del collar) se puede utilizar, por consiguiente, tanto como cubo como también como eje, donde un cubo -no representado- debería presentar para la inserción de este eje una pared interior estirada hacia fuera esencialmente en una medida insignificantemente mayor que el espesor d, con el mismo perfil de la pared que la pared interior 40 del cubo 4 representado.

El cubo 4 se puede fabricar, en una forma de realización no representada, en lugar de con la ayuda de un proceso de estampación, también con la ayuda de un proceso de corte o de otros procesos de erosión de material (por ejemplo, cepillado, fresado, limado). A tal fin, en lugar de un troquel de estampación 2 según las figuras 1 y 2 se utiliza un troquel de corte, que presenta en lugar de las regiones parciales de la pared exterior 21 a 24, en la proyección de la sección transversal, cantos de corte formados iguales, pero provistos con un contorno rectificado, más afilado. Con el troquel de corte no se imprime (estampa) entonces la pared de chapa del collar hacia fuera, sino que se erosiona material por arranque de virutas en su lado interior de acuerdo con el perfil (estructura) deseado.

Las figuras 5 y 6 muestran ahora la utilización de un cubo 4, que ha sido formado con un proceso de erosión de material de este tipo, a diferencia de las figuras 3 y 4, en una unión de eje y cubo. El collar 14 provisto en su pared interior con las regiones parciales de la pared interior 41 a 45 del cubo 4 formadas como escotaduras está rayado para la ilustración. Para la fabricación de la unión del eje y el cubo está insertado un eje (bulón, árbol) 5 en el cubo 4. El eje 5 está configurado en la sección transversal de una manera similar al troquel de estampación 2 según la figura 2 y presenta, por lo tanto, cuatro regiones parciales de la pared exterior 51 a 54 de su pared exterior 50, que están unidas entre en cada caso de nuevo a través de regiones parciales de la pared exterior 55 intermedias, que se extienden, por ejemplo, radialmente y se incrementan radialmente en sentido circunferencial en el sentido de las agujas del reloj.

La figura 5 muestra un estado, en el que el árbol 5está insertado suelto esencialmente axial, es decir, paralelamente al eje del cubo A, en el cubo 4. Las regiones parciales de la pared exterior 55 del árbol se apoyan en este estado suelto según la figura 5 en las regiones parciales de la pared interior 45 del cubo 4, pero también pueden estar distanciadas de éstas. Entre las regiones parciales de la pared exterior 51 a 54 del eje 5 y las regiones parciales de la pared interior 41 a 44 inmediatamente opuestas del cubo 4 están formados intersticios, respectivamente.

Durante la torsión del eje 5 en la dirección de la flecha representada, es decir, en contra del sentido de las agujas del reloj, alrededor del eje medio común A como eje de giro se pone ahora cada una de las regiones parciales de la pared exterior 51 a 54 del eje 5 en primer lugar en contacto superficial con la región parcial de la pared interior 41 a 44 correspondiente del cubo 4. En el caso de un giro reducido en la medida de un ángulo de giro \alpha pequeño, solamente se genera una unión por fricción entre las regiones parciales de la pared interior 41 y las regiones parciales de la pared exterior 51 a 54, en el caso de un giro adicional, es decir, en el caso de un ángulo de giro \alpha mayor o de un par de torsión mayor, se produce, sin embargo, una unión por aplicación de fuerza o una presión superficial (unión por presión). La figura 6 muestra este estado con una unión a presión entre el eje 5 y el cubo 4. La fuerza que actúa en dirección perpendicular a las dos superficies 54 y 44 que se unen por aplicación de fuerza está designada con F. Esta unión generada a través de la rotación del eje 5 con respecto al cubo 4 se basa en una presión superficial que actúa sobre toda la superficie, de manera que se consigue una distribución muy homogénea de las fuerzas. El árbol 5 está configurado macizo en el ejemplo de realización según las figuras 5 y 6, pero también puede estar hueco en el interior, por ejemplo en forma de un cilindro hueco, collar, anillo o pieza de tubo.

También el procedimiento descrito con la ayuda de las figuras 5 y 6 con un proceso de erosión de material se puede aplicar también con modificaciones correspondientes para la fabricación de un eje para la unión de eje y cubo. A tal fin, el material en el collar 14 no es erosionado en el interior, sino en el exterior para la configuración de las regiones de la pared exterior variables radialmente en la dirección circunferencial del eje, por ejemplo a través de una herramienta de corte formada de una manera correspondiente con un diámetro interior de los cantos de corte menor que el diámetro exterior del collar 14.

Las figuras 7 a 9 ilustran ahora un procedimiento para la unión de dos cuerpos a través de una unión de eje y cubo con cubo estampado. Según la figura 7, se prepara un primer cuerpo 9, junto al que o en el que se fija un árbol giratorio 6. El árbol giratorio 6 está rodeado por un eje 5, por ejemplo de forma anular, que está unido fijamente con el primer cuerpo 9, especialmente está fijado o formado integralmente en éste o está conformado con éste. El eje de giro del árbol giratorio 6, el eje medio del eje 5 y el eje A del cubo coinciden en el ejemplo de realización representado. El primer cuerpo 9 presenta, además, fijado en el eje 5 un cuerpo de tope 7, que puede estar configurado, por ejemplo, en forma de pasador. El eje 5 presenta, según la figura 7, tres regiones parciales de la pared exterior 56, 57 y 58, que están dispuestas con respecto a su eje medio, que coincide con el eje A del cubo, con una triple simetría, es decir, que en el caso de un giro de 120 grados alrededor del eje medio A, el eje 5 coincide (es congruente) en cada caso en su sección transversal.

Según la figura 8, el primer cuerpo 9 está unido desde atrás con un cuerpo de cubo 3 como segundo cuerpo. Para la unión, se introduce el eje 5 con un cubo 4 configurado de manera correspondiente en el cuerpo de cubo 3 con regiones parciales de la pared interior 46, 47 y 48 y se gira en el sentido de giro predeterminado en la medida del ángulo de giro \alpha, de manera que las regiones parciales de la pared exterior 56 a 58 correspondientes son presionadas en las regiones parciales de la pared interior 46 a 48 correspondiente del cubo 4 y se consigue una unión de auto-retención por aplicación de fuerza entre el eje 5 y el cubo 4. El ángulo de giro \alpha máximo predeterminado o un par de torsión máximo predeterminado correspondiente son definidos en la forma de realización representada a través de los medios de tope formados con el cuerpo de tope 7 y con una superficie de tope 8 correspondiente en el cuerpo de cubo 3. En efecto, simultáneamente con el eje 5 es introduce también el cuerpo de tope 7 en una abertura correspondiente como ranura de guía 80 en el cuerpo del cubo 3 y gira al mismo tiempo durante la rotación del eje 5 en la medida del ángulo de giro \alpha hasta la superficie de tope 8. Se impide un giro excesivo más allá de esta posición final con la ayuda de los medios de tope.

La figura 9 muestra una vista lateral parcialmente en sección en una sección a través del eje A del cubo y a través del cuerpo de tope 7 que se encuentra en la posición final en la superficie de tope 8.

La limitación de los topes según las figuras 7 a 9 posibilita una definición exacta del ángulo de giro \alpha máximo o bien de momento de torsión máximo para el giro para la unión del cubo 4 y el eje 5. Esta limitación de los topes es ventajosa en el caso de una unión del eje y el cubo con una chapa comparativamente fina como chapa de cubo 3 (o chapa de eje), porque de esta manera se impide un giro excesivo y una flexión y deformación correspondientes de la chapa de cubo 3. Se entiende que la limitación de los topes se puede conseguir también a través de la configuración de una superficie de tope en el primer cuerpo y de un cuerpo de tope en el segundo cuerpo.

La figura 10 muestra una forma de realización, en la que tanto el cubo 4 como también el eje 5 están fabricados a través de un proceso de conformación a partir de una chapa respectiva. Para la fabricación del eje 5, a diferencia de las figuras 1 y 2, se pueden prever también herramientas correspondientes, en las que el troquel de estampación 2 presenta una pared exterior 20 complementaria para la generación solamente de un contorno exterior de la chapa de la sección transversal del eje, como por ejemplo en las figuras 5 y 6, o también una herramienta de estampación solapada desde el exterior a través del collar del eje. En esta forma de realización según la figura 10, la unión del eje y el cubo se realizan completamente de chapa.

La chapa 3 puede estar formada en todas las formas de realización con un metal, especialmente un acero, aluminio o una aleación de aluminio. El espesor d de la chapa del cubo 3 es, en general, como máximo 5 mm y con preferencia como máximo 1 mm, especialmente para ahorrar material. Se ha mostrado que incluso con estos espesores d comparativamente reducidos es posible, sin embargo, una unión segura y duradera entre el cubo 4 y el eje 5.

Los gradientes (desviación de la distancia radial según el ángulo azimutal) de las regiones de pared (41 a 48) radialmente ascendentes o descendentes del cubo (4) o del eje se seleccionan, en general, entre 0,005 y 0,02, tanto en las formas de realización con gradiente constante en la dirección circunferencial como también con gradiente creciente o decreciente en la dirección circunferencial. Con diámetros típicos del cubo y del eje entre 5 mm y 60 mm, la diferencia máxima entre las regiones internas radialmente más alejadas y las regiones externas más alejadas de la pared puede ser relativamente reducida, típicamente entre 0,2 mm y 2 mm, que deben tenerse en cuenta durante el procedimiento de erosión del material en el espesor de la chapa 3.

Es especialmente ventajosa la combinación de material de una chapa, especialmente de una chapa metálica y con preferencia de una chapa de acero para el cuerpo del cubo 3 al menos en la región de unión, en la que se estampa el cubo 4, y un plástico, especialmente un plástico deformable plásticamente, como por ejemplo un material de polímero termoplástico o duroplástico para el eje 5, que se puede fabricar entonces especialmente a través de un procedimiento de fundición o de fundición por inyección. En el caso de utilización de un material deformable plásticamente, durante un par de torsión determinado, se produce una deformación plástica del eje y una auto-retención adicional provocada de esta manera de la unión. No obstante, también se puede utilizar un plástico elástico para el eje, especialmente cuando se desea un aislamiento acústico de la unión o un desacoplamiento adicional de la oscilación o también puede estar constituido por un material deformable elásticamente.

El cubo estampado descrito y la unión de eje y cubo correspondiente se pueden emplear en una pluralidad de campos de aplicación. Sin limitación de la generalidad, se menciona aquí el campo de los aparatos electrodomésticos, en el que en la mayoría de las uniones de componentes (unidades funcionales) entre sí o con soportes solamente deben soportarse fuerzas relativamente reducidas de la unión de eje y cubo. Aquí se puede pensar, por ejemplo, en la fijación tanto de piezas estáticas como giratorias en soportes correspondientes, especialmente motores eléctricos, máquinas de circulación (bombas, soplantes) o compresores en una carcasa, palancas giratorias delante de una pantalla de mando, en módulos de control y/o de regulación correspondientes detrás de la pantalla de mando, filtros, bisagras en puertas y carcasas, brazos de pulverización, contenedores, etc. Como aparatos electrodomésticos se contemplan en principio todos los aparatos electrodomésticos conocidos, especialmente aparatos de cocción, lavadoras, secadoras, lavavajillas, frigoríficos y congeladores, aspiradores de polvo, máquinas de café, cocinas y mezcladoras.

Lista de signos de referencia

2	Troquel de estampación
3	Chapa de cubo
4	Cubo
4'	Taladro estampado
5	Eje
6	Árbol de giro
7	Cuerpo de tope
8	Superficie de tope
9	Cuerpo
10	Soporte de fijación
11	Escotadura
12	Troquel de flexión
14	Collar
15	Región de curvatura
16	Región de transición
27	Extremo
28	Troquel de conformación
20	Pared exterior
21 a 25	Región parcial de la pared exterior
40	Pared interior
41 a 48	Región parcial de la pared interior
50	Pared exterior
51 a 58	Región parcial de la pared exterior
80	Ranura de guía
d	Espesor
W, W'	Diámetro
T	Profundidad
A	Eje del cubo
A'	Eje medio

Claims (7)

1. Procedimiento para la fabricación de un cubo (4) para el alojamiento de un eje (5) o para la fabricación de un eje (5) para la inserción en un cubo (4), en el que

a)

se prepara una chapa (3) con al menos un taladro (4'),

b)

se transforma la chapa (3) a través de flexión en la región alrededor del taladro (4') para formar un collar (14),

c)

a partir del collar (14) de la chapa (3) se genera el cubo (4) y el eje (5), respectivamente, conduciendo una herramienta de corte con un número predeterminado de cantos de corte crecientes o decrecientes en la dirección circunferencial, respectivamente, a distancia de un eje medio de la herramienta de corte, y con una sección transversal mayor en la región de los cantos de corte para la generación del cubo (4) y menor para la generación del eje (5) que el collar (14), esencialmente paralelamente a su eje medio a través del collar (14) y a través del collar (14) de la chapa (3), respectivamente.

2. Procedimiento para la fabricación de un cubo (4) para el alojamiento de un eje (5) o para la fabricación de un eje (5) para la inserción en un cubo (4), en el que

a)

se prepara una chapa (3) con al menos un taladro (4'),

b)

se transforma la chapa (3) a través de flexión en la región alrededor del taladro (4') para formar un collar (14),

c)

a partir del collar (14) de la chapa (3) se genera el cubo (4) y el eje (5), respectivamente, conduciendo una herramienta de estampación (2) con una pared exterior (20) con un número predeterminado de regiones parciales de la pared exterior (21 a 24) crecientes o decrecientes en la dirección circunferencial, respectivamente, a distancia de un eje medio (A) de la herramienta de estampación (2), y con una sección transversal mayor en la zona de las regiones parciales de la pared exterior mencionada que el collar, esencialmente paralelamente a su eje medio (A) en el collar (14) de la chapa (3).

3. Procedimiento para la fabricación de un cubo (4) para el alojamiento de un eje (5) o para la fabricación de un eje (5) para la inserción en un cubo (4), en el que

a)

se prepara una chapa (3) con al menos un taladro (4'),

b)

se transforma la chapa (3) a través de flexión en la región alrededor del taladro (4') para formar un collar (14),

c)

a partir del collar (14) de la chapa (3) se genera el cubo (4) y el eje (5), respectivamente, conduciendo una herramienta de estampación con una pared interior con un número predeterminado de regiones parciales de la pared interior crecientes o decrecientes en la dirección circunferencial, respectivamente, a distancia de un eje medio de la herramienta de estampación, y con una sección transversal menor en la zona de las regiones parciales de la pared interior mencionadas que el collar, esencialmente paralelamente a su eje medio a través del collar de la chapa.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que durante la flexión de la chapa (3) para la generación del collar (14) se conduce un troquel de flexión (12), que se estrecha cónicamente a lo largo de un eje medio (A') hacia un extremo delantero (17) y que presenta en el extremo delantero (17) una sección transversal menor que el taladro (4'), esencialmente paralelamente a su eje medio (A`) un trayecto predeterminado a través del taladro (4') en la chapa (3).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza una chapa (3) con un espesor, con preferencia al menos aproximadamente uniforme, al menos en la región del cubo (4) y del eje, respectivamente, de máximo 5 mm, con preferencia máximo 1 mm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza una chapa (3) de metal, especialmente de un acero, aluminio o de una aleación de aluminio.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se provee la chapa (3) con al menos una superficie de tope (8) fijada en el cubo y con al menos un cuerpo de tope para un cuerpo de tope (7) o bien una superficie de tope que están unidos fijamente con el eje (5) que debe ser recibido por el cubo.