ES2247230T3 - Pieza de maquina con un cojinete liso radial, especialmente biela para motores de pistones alternativos. - Google Patents
Pieza de maquina con un cojinete liso radial, especialmente biela para motores de pistones alternativos.Info
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Abstract
Pieza de máquina con un cojinete liso radial, especialmente biela para motores de pistones alternativos, en la - un taladro de cojinete (3) en un cojinete liso (2) de dos partes y ensamblable por medio de una unión atornillada (4) sirve para disponer semicasquillos (5'', 5'''') que forman un casquillo de cojinete (5), - cada uno de los cuales está provisto de una capa de rodadura (7) sobre un casquillo de apoyo (6) de acero, e igualmente - los semicasquillos (5'', 5") están dispuestos de manera que quedan sujetos en el taladro del cojinete (3) por medio de la unión atornillada (4) del cojinete liso a través de los casquillos de apoyo (6) de acero con una respectiva parte volada (8) periféricamente dirigida, caracterizada porque - el taladro de cojinete (3) presenta por el lado del casquillo de cojinete al menos una capa de borde con una dureza Brinell al menos 1, 5 veces mayor que la de los casquillos de apoyo (6) de acero, y - en esta capa de borde está formado en la superficie (3'') del taladro de cojinete (3) un dibujo (9) de estrías cruzadas con resaltos de material correspon dientes a una aspereza superficial de Rz = 3-7 ìm, de tal manera que - a través de los casquillos de apoyo (6) de acero libres de revestimiento o desnudos por el lado del taladro se logra, por medio de los resaltos de material que penetran en la unión atornillada del casquillo cojinete, un acoplamiento de forma que fija el casquillo de cojinete (5) en el taladro de cojinete (3).
Description
Pieza de máquina con un cojinete liso radial,
especialmente biela para motores de pistones alternativos.
La invención se refiere, según el preámbulo de la
reivindicación 1, a una pieza de máquina con un cojinete liso
radial, especialmente una biela para motores de pistones
alternativos, en la que un taladro de cojinete en un cojinete liso
de dos partes y ensamblable por medio de una unión atornillada sirve
para disponer semicasquillos que forman un casquillo de cojinete,
cada uno de los cuales está provisto de una capa de rodadura sobre
un casquillo de apoyo de acero, y también los semicasquillos están
dispuestos de manera que quedan afianzados en el taladro del
cojinete por medio de la unión atornillada del cojinete liso a
través de los casquillos de apoyo de acero con una respectiva parte
volada periféricamente dirigida.
Es conocido fijar tales casquillos de cojinete en
el taladro de cojinete por medio de un acoplamiento de rozamiento.
En una configuración de los cojinetes con reducido consumo de
material y/o cargas giratorias desiguales a manera de impulsos de un
árbol pobre el casquillo de cojinete se produce un arrastre
giratorio del casquillo de cojinete en el taladro del cojinete, al
menos en pequeñas zonas periféricas, especialmente microzonas.
Este estado de cosas se ha descrito, por ejemplo,
en el documento US 3,795,753 para un cojinete liso radial de una
pieza de máquina configurada como una biela, en donde el objeto de
la solicitud se dirige a que las superficies cooperantes por
acoplamiento de forma del taladro del cojinete y el casquillo de
cojinete sean provistas cada una de ellas de una red de canales a la
manera de una rejilla de malla fina para la lubricación de las
superficies del casquillo de cojinete y el taladro de cojinete que
rozan una sobre otra. El objetivo aquí es proteger las superficies
mutuamente cooperantes del taladro de cojinete y el casquillo de
cojinete contra daños mediante la alimentación de aceite.
Asimismo, es sabido que los pequeños movimientos
relativos en el dominio de micrómetros entre el casquillo de
cojinete y el taladro de cojinete montados en estado seco conducen a
la formación de la desventajosa oxidación de ajuste. Para eliminar
este inconveniente se propone según el documento DE 198 57 757 C1
revestir el casquillo de cojinete en su perímetro exterior con
polímeros de perfluoroalcoxi.
Por último, se conoce por el documento
DE-OS 2 411 907 el que un casquillo de cojinete
autolubricante sea provisto, en su perímetro exterior, de
prolongaciones radiales que terminan en punta para disponerlo
solidariamente en rotación en el taladro de cojinete.
La invención se basa en el problema de
perfeccionar un cojinete liso radial del género expuesto en una
pieza de máquina de tal manera que se logren en las técnicas de
fabricación de un modo sencillo unas premisas impecables para la
fijación funcionalmente seguras de un casquillo de cojinete en un
taladro de cojinete.
Este problema se resuelve según la reivindicación
1 por el hecho de que el taladro de cojinete presenta por el lado
del casquillo de cojinete al menos una capa de borde con una dureza
Brinell al menos 1,5 veces mayor que la de los casquillos de apoyo
de acero, y porque en esta capa de borde está formado en la
superficie del taladro de cojinete un dibujo de estrías cruzadas con
resaltos de material correspondientes a una aspereza superficial de
R_{z} = 3-7 \mum de tal manera que, a través de
los casquillos de apoyo de acero libres de revestimiento o desnudos
en el lado del taladro, se logre, al penetrar los resaltos de
material en la unión atornillada del cojinete liso, un ajuste de
forma que fije el casquillo de cojinete en el taladro de
cojinete.
Con la invención se logra de manera
ventajosamente sencilla un engrane dentado entre el taladro de
cojinete y el casquillo de cojinete, lográndose los resaltos de
material que sirven para el engrane dentado de otra manera ventajosa
como resultado de un procedimiento de mecanización.
En una ejecución de la invención se consigue
ventajosamente una fijación eficaz haciendo que el dibujo de estrías
cruzadas encierre en los puntos de cruce de las estrías unos ángulos
agudos dirigidos en ambas direcciones periféricas del taladro de
cojinete, encerrando las estrías dirigidas en el mismo sentido con
uno de los lados frontales del taladro de cojinete, visto en una
dirección periférica, un ángulo de 5-30º.
Este dibujo de estrías cruzadas se configura en
otra ejecución de la invención por medio de un bruñido de
precisión.
Según una propuesta preferida, el dibujo de
estrías cruzadas se forma por medio de un bruñido de mandril, en el
que el dibujo de estrías dirigidas en el mismo sentido generado en
la pasada de ida del bruñido presenta una aspereza superficial mayor
que el dibujo de estrías generado en la pasada de vuelta del
bruñido. Con este modo de proceder se conservan en medida suficiente
los resaltos de material generador en la pasada de ida del bruñido
para el ajuste de forma por engrane dentado.
Según una ejecución preferida de la pieza de
máquina, ésta está construida como una biela para un motor de
combustión interna, presentando la biela en el taladro de cojinete
una dureza Brinell HB = 290-310 y cada casquillo de
apoyo de acero una dureza Brinell HB = 120-200.
Un material adecuado para la biela con la dureza
Brinell antes citada ha sido revelado en el documento DE 197 51 640
A1 para un acero C70S6By tratado por medio de refrigeración con aire
a partir del calor de forja con un contenido de manganeso Mn =
0,55-1,0%.
El material antes citado ofrece, según otra
propuesta, la ventaja de que se ha formado una tapa de cojinete por
fracturación de una cabeza de la biela y el taladro de cojinete en
las zonas de separación de la tapa de cojinete y la cabeza de la
biela presenta ranuras orientadas en dirección periférica en las que
se encajan unos apéndices previstos en los semicasquillos para la
inmovilización axial del casquillo de cojinete. Dado que en un
cojinete liso fracturado los planos de separación resultan ser
diferentes, los apéndices previstos en los semicasquillos pueden
servir únicamente para la inmovilización axial, pero no para la
inmovilización en dirección periférica, de modo que también para
estos casquillos de cojinete serían posibles movimientos de giro
dependientes de la carga en el taladro de cojinete sin la
invención.
Se describe la invención haciendo referencia a un
ejemplo de ejecución representado en el dibujo. Muestran:
La Figura 1, una biela con un casquillo de
cojinete mostrado en representación despiezada y
La Figura 2, un dibujo ampliado de estrías
cruzadas en el taladro de cojinete de la biela.
Una biela 1 para un motor de combustión interna
de pistones alternativos, no representado, comprende un cojinete
liso radial 2 en el que un taladro de cojinete 3 en un cojinete liso
2 de dos partes y ensamblable por medio de una unión atornillada 4
sirve para disponer semicasquillos 5', 5'' que forman un casquillo
de cojinete 5. Estos semicasquillos 5', 5'' presentan cada uno de
ellos una capa de rodadura 7 sobre un casquillo de apoyo 6 de acero.
Asimismo, los semicasquillos 5', 5'' están dispuestos de manera que
quedan afianzados en el taladro de cojinete 3 por medio de la unión
atornillada 4 del cojinete liso a través de los casquillos de apoyo
6 de acero con una respectiva parte volada 8 periféricamente
dirigida.
Para lograr en este cojinete liso radial 2 de
manera sencilla por medio de técnicas de fabricación unas premisas
impecables para la fijación funcionalmente segura del casquillo de
cojinete 5 en el taladro de cojinete 3 contra movimientos de giro,
se propone según la invención que el taladro de cojinete 3 presente
por el lado del casquillo de cojinete al menos una capa de borde con
una dureza Brinell al menos 1,5 veces mayor que la de los casquillos
de apoyo 6 de acero, y que en esta capa de borde esté formado en la
superficie 3' del taladro de cojinete 3 un dibujo 9 de estrías
cruzadas con resaltos de material correspondientes a una aspereza
superficial de R_{z} = 3-7 \mum, de tal manera
que, a través de los casquillos de apoyo 6 de acero libres de
revestimiento o desnudos por el lado del taladro, se logre, por
medio de los resaltos de material que penetran en la unión
atornillada 4 del cojinete liso, un acoplamiento de forma que fije
el casquillo de cojinete 5 en el taladro de cojinete 3. Con este
acoplamiento de forma se logra de manera ventajosa un engrane
dentado entre el taladro de cojinete 3 y el casquillo de de cojinete
5 para evitar con seguridad movimientos de giro del casquillo de
cojinete 5 en el taladro de cojinete 3.
Como puede apreciarse en la Figura 2, el dibujo 9
de estrías cruzadas encierra en los puntos de cruce de las estrías
10 y 11 unos ángulos agudos dirigidos en ambas direcciones
periféricas U_{R} del taladro de cojinete 3, encerrando las
estrías 10 y 11 dirigidas en el mismo sentido con uno de los lados
frontales 12 del taladro de cojinete 3, visto en una dirección
periférica, un ángulo de 5º-30º.
Este dibujo 9 de estrías cruzadas se ha formado
por medio de un bruñido de precisión.
Preferiblemente, el dibujo 9 de estrías cruzadas
se forma por medio de un bruñido con mandril, en el que el dibujo de
estrías 10 dirigidas en el mismo sentido generado en la pasada de
ida del bruñido presenta una aspereza superficial mayor que la del
dibujo de estrías 11 dirigidas en el mismo sentido generado en la
pasada de vuelta del bruñido.
La biela 1 está formada por un acero según el
documento DE 197 51 640 A1, tratado por medio de enfriamiento con
aire a partir del calor de forja, presentando este material en el
taladro de cojinete una dureza Brinell HB = 280-310.
Por el contrario, para los casquillos de apoyo 6 de acero se emplea
un acero con una dureza Brinell HB = 120-200, con lo
que se asegura una penetración de los resaltos de material del
taladro de cojinete 3 en los casquillos de apoyo 6 de acero de los
semicasquillos 5', 5''.
El material antes citado es ventajosamente
adecuado para que una tapa de cojinete 13 sea fracturada y separada
de una cabeza 14 de la biela 1. Asimismo, la Figura 1 muestra que el
taladro de cojinete presenta en las zonas de separación de la tapa
de cojinete 13 y la cabeza de biela 14 unas ranuras 15 orientadas en
dirección periférica en las que encajan unos apéndices 16 previstos
en los semicasquillos 5', 5'' para afianzar axialmente el casquillo
de cojinete 5. Los apéndices 16 no provocan una acción de tope de
estos apéndices 16 en la dirección periférica del taladro de
cojinete 3.
Por tanto, falta un tope que favorezca el engrane
dentado según la invención contra movimiento, en contraposición al
cojinete liso radial revelado en el documento DE 195 35 497 A1, con
una silleta de cojinete y una tapa de cojinete con superficies de
división aplicadas una a otra, estando afianzadas la silleta de
cojinete y la tapa de cojinete una con otra por medio de tornillos,
presentando al menos una superficie de división una aspereza
superficial incrementada por medio de una mecanización lineal y
estando previsto un medio de centrado entre la silleta de cojinete y
la tapa de cojinete.
Por lo demás, la capa de borde según la invención
del taladro de cojinete 3 del cojinete liso 2 puede lograrse también
con una dureza Brinell correspondiente con otro acero mediante un
tratamiento térmico correspondiente.
Por último, la tapa de borde según la invención
puede estar formada también en un taladro de cojinete de un manguito
cojinete de acero de alta calidad y este manguito cojinete puede
estar dispuesto fijamente en una pieza de máquina tal como una biela
o una carcasa de máquina de menor resistencia.
Con la invención se logra de manera ventajosa una
unión de ajuste de forma y de fuerza entre el casquillo de cojinete
y el taladro de cojinete de la biela, para la cual resulta la
ventaja adicional de una biela de construcción ligera optimizada en
su masa.
Claims (6)
1. Pieza de máquina con un cojinete liso radial,
especialmente biela para motores de pistones alternativos, en la
- un taladro de cojinete (3) en un cojinete liso
(2) de dos partes y ensamblable por medio de una unión atornillada
(4) sirve para disponer semicasquillos (5', 5'') que forman un
casquillo de cojinete (5),
- cada uno de los cuales está provisto de una
capa de rodadura (7) sobre un casquillo de apoyo (6) de acero, e
igualmente
- los semicasquillos (5', 5'') están dispuestos
de manera que quedan sujetos en el taladro del cojinete (3) por
medio de la unión atornillada (4) del cojinete liso a través de los
casquillos de apoyo (6) de acero con una respectiva parte volada (8)
periféricamente dirigida,
caracterizada porque
- el taladro de cojinete (3) presenta por el lado
del casquillo de cojinete al menos una capa de borde con una dureza
Brinell al menos 1,5 veces mayor que la de los casquillos de apoyo
(6) de acero, y
- en esta capa de borde está formado en la
superficie (3') del taladro de cojinete (3) un dibujo (9) de estrías
cruzadas con resaltos de material correspondientes a una aspereza
superficial de R_{z} = 3-7 \mum, de tal manera
que
- a través de los casquillos de apoyo (6) de
acero libres de revestimiento o desnudos por el lado del taladro se
logra, por medio de los resaltos de material que penetran en la
unión atornillada del casquillo cojinete, un acoplamiento de forma
que fija el casquillo de cojinete (5) en el taladro de cojinete
(3).
2. Pieza de máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque
- el dibujo (9) de estrías cruzadas encierra en
puntos de cruce de las estrías (10, 11) unos ángulos agudos
dirigidos en ambas direcciones periféricas (U_{R}) del taladro de
cojinete (3),
- encerrando las estrías (10 u 11) dirigidas en
el mismo sentido con uno de los lados frontales (12) del taladro de
cojinete (3), visto en una dirección periférica, un ángulo de
5º-30º.
3. Pieza de máquina según las reivindicaciones 1
y 2, caracterizada porque el dibujo (9) de estrías cruzadas
se ha formado por medio de un bruñido de precisión.
4. Pieza de máquina según la reivindicación 3,
caracterizada porque
- el dibujo (9) de estrías cruzadas se ha formado
por medio de un bruñido con mandril,
- presentando el dibujo de estrías (10) dirigidas
en el mismo sentido generado en la pasada de ida del bruñido una
aspereza superficial mayor que la del dibujo de estrías (11)
dirigidas en el mismo sentido generado en la pasada de vuelta del
bruñido.
5. Pieza de máquina según una o más de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por
- su conformación como biela (1) de un motor de
combustión interna,
- presentando la biela (1) hecha de un acero
C70S6B y en el taladro de cojinete (3) una dureza Brinell HB =
280-310 y
- cada casquillo de apoyo (6) de acero una dureza
Brinell HB = 120-200.
6. Biela según la reivindicación 5,
caracterizada porque
- una tapa de cojinete (13) ha sido formada por
fracturación de una cabeza de biela (14) y
- el taladro de cojinete (3) presenta en las
zonas de separación de la tapa de cojinete (13) y la cabeza de biela
(14) unas ranuras (15) orientadas en dirección periférica,
- en las que encajan unos apéndices (16)
previstos en los semicasquillos (5', 5'') para inmovilizar
axialmente el casquillo de cojinete (5).
Applications Claiming Priority (2)
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