ES2307088T3

ES2307088T3 - Procedimiento para la fabricacion de un casquillo de cojinete de deslizamiento, o semicojinete, con anchura variable.

Info

Publication number: ES2307088T3
Application number: ES05008598T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Thumm; Ekkehard Bischof
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2008-11-16
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: DE102004024746B3; DE502005004243D1; EP1598127B1; EP1598127A2; ATE396807T1; JP2005331105A; EP1598127A3; KR101299027B1; KR20060047653A; US7716836B2; US20050259899A1; JP4738880B2

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete de deslizamiento o semicojinete (2), con una anchura variable 5, de un material de banda plana; compuesto de una aleación de cobre susceptible de ser templada, caracterizado por los siguientes pasos: - realización de ranuras (3) en la banda plana a lo largo del contorno del casquillo, o semicojinete, en donde se genera un nervio de material residual a lo largo de las ranuras, como punto de rotura - enrollado o flexión del material de banda plana para darle forma de casquillo, o semicojinete, - templado a una temperatura de entre 300ºC hasta 450ºC y un tiempo de proceso de entre 1 h hasta 19 h, - separación mecánica del material de paso que transcurre a lo largo de las ranuras, - obtención de un casquillo terminado del cojinete de deslizamiento, o semicojinete, que presenta su forma definitiva.

Description

Procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete de deslizamiento, o semicojinete, con anchura variable.

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La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete de deslizamiento, o semicojinete, con una anchura variable, a partir de un material de banda plana, así como un casquillo de cojinete, o semicojinete enrollado, fabricado con el procedimiento.

Los elementos de deslizamiento en forma de casquillo o semicojinete se fabrican a menudo con material de partida en forma de banda. Los casquillos enrollados de cojinete se utilizan cada vez más debido a su posibilidad de fabricación racional y de las características ventajosas resultantes de ello. El material de partida para la fabricación es aquí una banda de superficie lisa y, en muchos casos, con bolsas de engrase estampadas o combinaciones de taladros. Las bandas se cortan normalmente en pletinas y según el contorna del casquillo, y a continuación se curvan en redondo. Las correspondientes formas de realización de los elementos enrollados de deslizamiento pueden adaptarse así previamente a las necesidades respectivas, de manera sencilla, en el material de la banda. Tales elementos de deslizamiento encuentran utilidad en el sector de la maquinaria en general, como por ejemplo, en la maquinaria de construcción y agrícola y sobre todo como casquillo del rodamiento de la biela en el apoyo pequeño de la biela o camisas de émbolo en el sector automovilístico.

Del documento DE 199 07 571 A1 es conocido un casquillo de cojinete de deslizamiento, el cual presenta una anchura variable del mismo a lo largo de su contorno. Para ello se fabrica el casquillo de una sección de banda con forma de banda, con una anchura variable y previamente moldeada. Mediante otro paso del procedimiento se realiza, antes del moldeado, un chaflán en las secciones de los flancos de la pletina de molde, por ejemplo, mediante estampación. Una anchura variable del casquillo debe causar sobre todo un ahorro de peso del casquillo de cojinete de deslizamiento, prensado fijamente y estar adaptada, no obstante, a las condiciones geométricas del borde de una biela o émbolo. El casquillo de cojinete de deslizamiento no es sometido después del enrollado a ningún otro tratamiento por arranque de viruta en su anchura.

Del documento US 4, 907, 626 se conoce además un casquillo enrollado de deslizamiento, fabricado de un material con forma de banda. El material de banda se dota con ranuras, a lo largo de las cuales se corta la banda en trozos antes del proceso de conformación. Cada una de las secciones de banda así obtenidas es enrollada a continuación en un casquillo.

El documento DE 28 18 378 A1 publica el estado de la técnica más próximo y describe la fabricación de casquillos de rodadura de materia prima con forma de banda provista de muescas, en las cuales se realiza, en una operación posterior de la fabricación, la separación de los casquillos correspondientes. El material con forma de banda se moldea previamente, en fases consecutivas, en secciones tubulares con sección transversal circular, y a continuación se separan los casquillos de la sección tubular. La separación se realiza en las correspondientes líneas delimitadas por las muescas conjuntas, tomadas como base. Con éste método se pueden fabricar también, según el recorrido de la línea delimitadora de la muesca, casquillos con anchura variable. El proceso de separación utilizado en el procedimiento se basa, en distintas fases del mismo, en una combinación de cizallamiento, o bien de corte del material correspondiente en la línea delimitadora conjunta de muescas en los casquillos adyacentes.

Un procedimiento comparable se publica también en el documento US 2, 741, 023. Una diferencia en el desarrollo del procedimiento se basa en que un material de banda enrollado en un casquillo está provisto asimismo de muescas, pero que el material en estas zonas se rebaja sin embargo de tal modo que, para la separación del casquillo de cojinete correspondiente, se rompe en estas zonas debido a la influencia mecánica de un troquel.

Sobre la base de los conocimientos anteriores, la invención tiene como objetivo mejorar en ese sentido un procedimiento para la fabricación de cojinetes de deslizamiento para, partiendo de geometrías sencillas de banda, fabricar de forma económica cojinetes de deslizamiento con formas complejas.

La invención está representada, en cuanto al procedimiento, por las características de la reivindicación 1, y en cuanto al casquillo o semicojinete, por las características de la reivindicación 9. Las otras reivindicaciones referidas a la anterior reflejan configuraciones y realizaciones ventajosas de la invención.

La invención contiene la especificación técnica de un procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete de deslizamiento o semicojinete, con una anchura variable, a partir de un material de banda plana, con los siguientes pasos:

-: realización de ranuras en el material de banda plana a lo largo del contorno del casquillo o del semicojinete,

-: enrollado o flexión del material de banda plana para darle la forma de casquillo o semicojinete,

-: separación mecánica de las zonas excedentes de los bordes a lo largo de las ranuras,

-: obtención de un casquillo de cojinete de deslizamiento o semicojinete terminado, que presenta su forma definitiva.

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La invención parte de la reflexión de fabricar casquillos trapezoidales o escalonados, como los denominados "casquillo conformados", a partir de material de banda. El punto de partida puede ser para ello una sección de la banda con sección transversal rectangular, lo cual se utiliza habitualmente para los casquillos cilíndricos. La realización de las ranuras puede efectuarse en el material de banda plana. Mediante las ranuras se crea un resto residual del material, el cual presenta un espesor suficientemente reducido para servir como punto de rotura controlada para la separación. El material de banda plana puede ser en ese caso una pletina, o comprender secciones rectangulares troqueladas de una pletina. En ello se pueden flexionar también, por ejemplo, secciones mayores de banda para formar un tubo compacto, del cual se separan a continuación los distintos cojinetes de deslizamiento. La separación mecánica puede realizarse mediante la simple rotura de las zonas excedentes de los bordes. Un tratamiento posterior de los flancos laterales en las ranuras partidas no es necesario, o bien solamente en escasa medida.

Las ventajas logradas con la invención consisten sobre todo en la posibilidad de fabricar de una manera racional y económica, partiendo de geometrías sencillas de banda, cojinetes de deslizamiento con formas complejas. De las secciones sencillas de banda iniciales se puede fabricar casi cualquier forma de casquillo. La base para las formas más complejas de casquillos de deslizamiento es, por lo tanto, una pieza en bruto cilíndrica de cojinete de deslizamiento, con ranuras insertadas, de manipulación especialmente sencilla. Las características específicas del material se aprovechan debidamente en el proceso de fabricación. Además, la ranura en los flancos laterales del casquillo conforma un chaflán que puede servir durante la instalación como ayuda de montaje. Para ello se pueden preestablecer distintos ángulos del chaflán, simplemente a través de la ejecución de las ranuras. De ese modo es innecesario, por ejemplo, un tratamiento costoso y caro de mecanizado de las superficies inclinadas o escalonadas.

Para la ejecución de las ranuras entran en consideración varias alternativas de procedimientos, que afectan al material del elemento de deslizamiento de distinta manera. Las ranuras pueden realizarse de manera ventajosa mediante estampación, como procedimiento especialmente económico. Con esto se produce un endurecimiento local debido a la deformación mecánica en frío.

En una forma de realización preferente, las ranuras pueden realizarse mediante fresado. Un fresado es especialmente apropiado en las aleaciones susceptibles de un templado. También el material residual de los nervios a lo largo de las ranuras, comparativamente delgado, se puede templar, con lo cual se configuran los correspondientes puntos de rotura controlada, que se rompen preferentemente durante la separación mecánica.

Alternativamente se pueden realizar las ranuras de forma ventajosa mediante el punzonado por láser. Con esto se puede producir un endurecimiento local a lo largo de las ranuras a través de la transformación de la estructura. Por medio del endurecimiento se forman los puntos de rotura controlada, necesarios para un proceso de separación. En ello es ventajoso el que, en una transformación local de la estructura en la zona de las ranuras, el material restante del elemento de deslizamiento, sobre todo en las zonas muy solicitadas de las superficies de deslizamiento, pueda adaptarse en sus propiedades de deslizamiento de forma óptima.

En otra forma de realización se pueden realizar las ranuras de forma alternativa mediante el entallado con rodillo. También en este procedimiento se produce un endurecimiento local por medio de la conformación mecánica en frío.

Conforme a la invención, se utiliza como material una aleación de cobre susceptible de ser templada. A este respecto, encuentran aplicación también, de manera ventajosa, las aleaciones de cobre sobre la base de Cu-Sn-Ni y especialmente CuSn6Ni6.

Conforme a la invención, en los materiales a templar se realiza a lo largo de las ranuras, antes de la separación mecánica, un templado a una temperatura de entre 300ºC hasta 450ºC, y un tiempo de proceso de entre 1 h hasta 19 h. A través de ello se preparan los puntos de rotura controlada, especialmente a lo largo de las ranuras, con respecto al comportamiento de rotura deseado durante el proceso de separación mecánico. En la selección del material se toma en consideración, y se desea, que el casquillo se someta en su totalidad a un templado en esta fase del proceso.

De forma ventajosa se utiliza como aleación de cobre una aleación sobre la base de Cu-Sn-P, Cu-Zn-Si o también Cu-Sn, por ejemplo, CuSn8.

En otra forma preferida de realización de la invención se puede utilizar también un material sobre la base de un material compuesto de acero, o del material de cojinetes de materiales compuestos.

En una configuración preferente de la invención, se puede realizar la separación mecánica a lo largo de las ranuras a una temperatura baja. Para esto es apropiado, por ejemplo, nitrógeno líquido, que influye adecuadamente de manera positiva sobre el comportamiento de rotura durante la separación mecánica.

De manera ventajosa se pueden desbarbar las superficies laterales predeterminadas por las ranuras, después de la separación a lo largo de las mismas. Para ello se alisan, con poco esfuerzo, solamente las rugosidades en el material de los nervios, roto y extremadamente fino. Los chaflanes situados en las superficies laterales no hacen falta retocarlos. Esto puede realizarse de forma sencilla con un rectificado por deslizamiento.

De manera ventajosa, se pueden recubrir los cojinetes de deslizamiento. Para ello se pueden utilizar los procesos de recubrimiento ya conocidos, antes o después de la separación mecánica.

En la realización preferente de la invención se fabrican, con el procedimiento según la invención, casquillos enrollados del cojinete de deslizamiento o semicojinetes.

Los ejemplos de la ejecución de la invención se explican más detalladamente en base a los dibujos esquemáticos.

En ellos se muestran esquemáticamente:

Fig. 1 dos casquillos inclinados por un lado, antes y después de la separación mediante separación mecánica (tronchado),

Fig. 2 una vista de una pieza cilíndrica en bruto de un casquillo con una ranura, antes de la separación, y un casquillo inclinado por un lado, obtenido a través de la separación,

Fig. 3 una vista de una pieza cilíndrica en bruto de un casquillo con dos ranuras, antes de la separación, y un casquillo inclinado por ambos lados, obtenido por separación,

Fig. 4 una vista de una pieza cilíndrica en bruto de un casquillo con una ranura, antes de la separación, y un casquillo escalonado por un lado, obtenido por separación, y

Fig. 5 una vista de una pieza cilíndrica en bruto de un casquillo con dos ranuras, antes de la separación, y un casquillo escalonado por ambos lados, obtenido por separación.

Las piezas correspondientes entre sí están indicadas en todas las figuras con la misma referencia.

La fig. 1 muestra esquemáticamente dos casquillos 2 inclinados hacia un lado, antes y después de la separación mediante la separación mecánica (tronchado). La profundidad de la ranura 3 en el material está configurada de tal manera, que ésta sirve como punto de rotura controlada para la separación mecánica a lo largo del resto del nervio, formado por la ranura 3. De ese modo, de las superficies laterales de la ranura 3 se forma un chaflán 4 en el proceso de fabricación durante la separación, el cual sirve de ayuda de montaje para una instalación. El ángulo del chaflán está predeterminado debidamente por el ángulo de incisión durante la realización de la ranura 3. En este ejemplo de la realización no se produce residuo alguno. Siempre que sea necesario, se puede alisar mediante un desbarbado la rugosidad formada por la separación mecánica a lo largo del resto del nervio.

Partiendo de un casquillo cilíndrico en bruto 1 con una ranura 3, antes de la separación, la fig. 2 muestra una vista de un casquillo 2 inclinado hacia un lado, obtenido por la separación. La zona separada del borde 5 se puede reutilizar aquí como material de desecho.

La fig. 3 muestra una vista de un casquillo cilíndrico en bruto 1 antes de la separación, con dos ranuras 3 y un casquillo 2 doblemente inclinado, obtenido por la separación. Mediante la ranura 3 a ambos lados se configura, respectivamente, un chaflán 4 en ambas superficies laterales. El material excedente 5 se puede evitar en este caso en gran medida si, análogamente con la fig. 1, la pieza en bruto del casquillo cilíndrico 1 está compuesta por un cuerpo tubular estirado longitudinalmente, en el cual vayan dispuestos de forma inmediatamente contigua una cierta cantidad de casquillos 2.

La fig. 4 muestra una vista de una pieza en bruto de un casquillo cilíndrico 1 antes de la separación a lo largo de una ranura 3, y un casquillo 2 escalonado en un lado, obtenido por la separación. La ranura 3 transcurre conforme al contorno del casquillo 2 generado en la fase siguiente del proceso.

En otro ejemplo de la realización según la fig. 5, está representada una vista de una pieza en bruto de un casquillo cilíndrico 1 antes de la separación con dos ranuras 3 y un casquillo 2 doblemente inclinado, obtenido por la separación. En ambas superficies laterales se conforman los chaflanes 4 correspondientes.

Lista de referencias

1: pieza en bruto de casquillo cilíndrico

2: casquillo

3: ranura

4: chaflán

5: zona del borde

Claims

1. Procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete de deslizamiento o semicojinete (2), con una anchura variable 5, de un material de banda plana; compuesto de una aleación de cobre susceptible de ser templada, caracterizado por los siguientes pasos:

-: realización de ranuras (3) en la banda plana a lo largo del contorno del casquillo, o semicojinete, en donde se genera un nervio de material residual a lo largo de las ranuras, como punto de rotura

-: enrollado o flexión del material de banda plana para darle forma de casquillo, o semicojinete,

-: templado a una temperatura de entre 300ºC hasta 450ºC y un tiempo de proceso de entre 1 h hasta 19 h,

-: separación mecánica del material de paso que transcurre a lo largo de las ranuras,

-: obtención de un casquillo terminado del cojinete de deslizamiento, o semicojinete, que presenta su forma definitiva.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las ranuras (3) se realizan mediante estampación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las ranuras (3) se realizan mediante fresado.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las ranuras (3) se realizan mediante incisión por láser.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las ranuras (3) se realizan mediante entallado con rodillo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque como aleación de cobre se utiliza una aleación sobre la base de Cu-Sn-Ni.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque las superficies laterales predeterminadas por las ranuras se desbarban, después de la separación, a lo largo de las ranuras (3).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado porque el cojinete de deslizamiento (2) es recubierto.

9. Casquillo de cojinete de deslizamiento, o semicojinete enrollado o flexionado, obtenido por el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 8.