ES2354913T3

ES2354913T3 - Procedimiento para fabricar un cojinete de agujas listo para montaje con aros interior y exterior.

Info

Publication number: ES2354913T3
Application number: ES07712118T
Authority: ES
Inventors: Erich Lunz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2011-03-21
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: DE502007005842D1; US8511904B2; DE102006010313A1; EP1994292A1; WO2007101750A1; US20090074344A1; EP1994292B1; CN101395392A

Abstract

Procedimiento para fabricar un cojinete de agujas listo para montaje que consta de un aro exterior (1) de pared delgada, conformado sin arranque de virutas, que está provisto, en ambos lados, de unos bordes de ataque (2) dirigidos radialmente hacia dentro, entre los cuales ruedan rodillos de aguja (7) sobre una pista de rodadura exterior correspondiente (9), y un aro interior (3) de pared delgada, conformado sin arranque de virutas, que forma una pista de rodadura interior correspondiente (10) y que está provisto, en ambos lados, de unos bordes de ataque (4) dirigidos radialmente hacia fuera, de modo que entre los bordes de ataque (2, 4) está formada una rendija anular periférica (5), en donde, en una posición central, los bordes de ataque (4) del aro interior (3) están alineados en dirección axial con los bordes de ataque (2) del aro exterior (1) y en donde los rodillos de aguja (7) son rodillos integrales o rodillos dispuestos en una jaula, caracterizado porque primero se tronzan un aro exterior (1) a partir de un casquillo cilíndrico embutido sin arranque de virutas y un aro interior (3) a partir de un casquillo cilíndrico embutido sin arranque de virutas, a continuación se disponen ambos aros (1, 3) concéntricamente uno dentro de otro, seguidamente se introducen rodillos de aguja (7) entre el aro exterior (1) y el aro interior (3) antes de que tanto los bordes de ataque (2) del aro exterior (1) como los bordes de ataque (4) del aro interior (3) sean doblados por un proceso de ruleteado, y, finalmente, se somete el cojinete de agujas a un temple total.

Description

Campo de aplicación de la invención

La invención concierne a un procedimiento para fabricar un cojinete de agujas listo para montaje con un aro exterior 5 de pared delgada conformado sin arranque de virutas, que está provisto, en ambos lados, de bordes de ataque dirigidos radialmente hacia dentro, entre los cuales ruedan rodillos de aguja sobre una pista de rodadura exterior correspondiente, estando formada una pista de rodadura interior correspondiente por un aro interior de pared delgada conformado sin arranque de virutas, que está provisto, en ambos lados, de bordes de ataque dirigidos radialmente hacia fuera, de modo que entre los bordes de ataque está formada una rendija anular periférica, y estando alineados en dirección axial, en una 10 posición central, los bordes de ataque del aro interior con los bordes de ataque del aro exterior y siendo los rodillos de agujas rodillos integrales o rodillos dispuestos en una jaula.

Antecedentes de la invención

El cojinete de agujas es una variante del cojinete de rodillos cilíndricos con delgados cuerpos de rodadura largos y puede ser cargado tan sólo radialmente. Los cojinetes de agujas tienen rodillos de aguja con una relación diámetro:longitud 15 comprendida entre 1:2,5 y 1:10. El guiado axial de los rodillos de aguja es asumido por las superficies de deslizamiento radial y axial de la jaula o los bordes de ataque de los aros de cojinete. Los cojinetes de agujas tienen una altura de construcción muy pequeña y, por tanto, son adecuados especialmente para la fabricación ligera y para construcciones en las que el espacio de montaje está limitado en dirección radial.

Un cojinete de agujas listo para montaje en forma de un casquillo de agujas es ya conocido por el catálogo 307 20 "Nadellager/Zylinderrollenlager" de la firma INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestrasse 1-3, 91072 Herzogenaurach, Marzo de 1997. Como muestra la correspondiente página 116 del catálogo, un cojinete de agujas de esta clase consiste en un aro exterior de pared delgada conformado sin arranque de virutas, que está provisto, en ambos lados, de bordes de ataque dirigidos radialmente hacia dentro. Entre ambos bordes de ataque está dispuesta una corona de agujas consistente en unos rodillos de aguja y una jaula, protegiendo la jaula a los rodillos de aguja, por un lado, contra una caída de los 25 mismos en dirección radial hacia dentro y guiándolos, por otro lado, en dirección paralela al eje. Sin embargo, este casquillo de agujas, debido a que le falta su aro interior, presupone que tiene que utilizarse un árbol montado como pista de rodadura interior. Por tanto, es necesario fabricar y rectificar un árbol de esta clase de una manera costosa.

Otro cojinete de agujas listo para montaje se caracteriza porque los rodillos de aguja están sujetos de nuevo, en direcciones axial y radial hacia fuera, en un casquillo de pared delgada, conformado sin virutas, que constituye la pista de 30 rodadura exterior. Para asegurar los rodillos de aguja también contra su caída hacia dentro es conocido el recurso de rebordear los bordes de ataque laterales del casquillo alrededor de los extremos de los rodillos de aguja. Es desventajoso a este respecto el hecho de que en esta disposición los extremos de los rodillos de agujas tienen que estar provistos de una espiga que sea cogida inferiormente por el rebordeado de los bordes de ataque. Sin embargo, los rodillos de agujas configurados de esta manera son muy costosos en su fabricación. Un cojinete de agujas de esta clase, listo para montaje, es 35 conocido, por ejemplo, por el documento DE 1 894 138 U1. Es desventajoso, además, el hecho de que también en este caso, tal como ya se ha expuesto anteriormente, se tiene que, debido a la falta del aro interior, el árbol a montar, que representa la pista de rodadura interior, se tiene que templar y rectificar nuevamente de una manera costosa. Debido a la falta de la jaula de rodillos de aguja es ciertamente posible un elevado coeficiente de sustentación, pero la engorrosa sujeción de los rodillos de aguja con sus salientes estrechados por los rebordeados de los bordes de ataque dificulta 40 considerablemente el montaje de un cojinete de esta clase.

Se ha dado a conocer también en este concepto por el documento DE 928 020 un cojinete de agujas que parece estar en relación directa, a primera vista, con la solución según la invención. En las figuras 1 y 2 se muestra un cojinete de agujas que está constituido por dos aros de cojinete que presentan ambos unos bordes dirigidos radialmente hacia dentro y radialmente hacia fuera. Prescindiendo de que el cojinete de agujas según el documento DE 928 020 se ha fabricado con 45 arranque de virutas y no sin arranque de virutas, se desprende de la descripción que los bordes son desiguales. En la página 2, columna 1, línea 24 y siguientes, se explica que, haciendo referencia a la figura 1, se han incrustado primero las agujas 1, con ayuda de una grasa rígida, en el aro interior 4 provisto de los bordes 2 y 3 y se ha enchufado el aro exterior anteriormente mencionado 5 de izquierda a derecha sobre las agujas. Este modo de fabricación es posibilitado especialmente por el hecho de que solamente el borde 6 del aro exterior es de construcción normal, mientras que el borde 7 50 presenta una altura tan pequeña que admite que se enchufe sobre el mismo el aro exterior 5 dilatado por el calentamiento y produce después de su enfriamiento una sólida unión de los componentes 1, 4 y 5. Esto significa que este borde acortado 7 presenta una altura tan pequeña que se materializa una superposición radial entre la aguja de cojinete 1 y el borde 7 únicamente en el rango micrométrico. En caso de un calentamiento incontrolado del cojinete, esto podría llevar a que no sea posible un ataque axial de las agujas de cojinete 1 en el borde 7 del aro exterior. 55

Se conoce por el documento DE 27 41 057 A un cojinete de agujas listo para montaje como el que se describe en el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario de la invención

Por tanto, partiendo de los inconvenientes del estado de la técnica conocido, la invención se basa en el problema de proporcionar un cojinete de agujas listo para montaje que presenta una alta capacidad portante, se pueda fabricar de manera sencilla y barata sin una gran inversión y no requiera una complicada mecanización de una pieza que deba ser soportada. 5

Según la invención, este problema se resuelve con arreglo a la parte caracterizadora de la reivindicación 1 en combinación con su preámbulo.

El procedimiento según la invención para fabricar un cojinete de agujas se caracteriza porque se tronzan un aro exterior a partir de un casquillo embutido sin arranque de virutas y un aro interior a partir de un casquillo embutido sin arranque de virutas, a continuación se disponen ambos aros concéntricamente uno dentro de otro y se introducen luego 10 rodillos de aguja entre el aro exterior y el aro interior antes de que los bordes de ataque tanto del aro exterior como del aro interior sean doblados por un proceso de rebordeado o ruleteado.

Asimismo, se somete el cojinete de agujas a un temple total. Mediante el temple según la invención de la disposición de cojinete se incrementa, por un lado, su capacidad portante y, por otro, se consigue por el temple total que todos los componentes del cojinete experimenten un mismo tratamiento, de modo que, a consecuencia de este tratamiento 15 de la misma clase, se pueden minimizar las deformaciones.

De esta manera, se crea un cojinete de agujas listo para montaje que consta de los constituyentes de cojinete consistentes en aro exterior, aro interior y juego de rodillos de aguja integrales o corona de agujas y que está construido como una unidad de montaje imperdible debido a un acoplamiento de conjunción de forma. Debido a la falta de la jaula de cojinete se incrementa sensiblemente la capacidad portante, ya que, por un lado, se pueden disponer más rodillos de aguja 20 en dirección periférica y, por otro lado, los rodillos de aguja presentan en dirección axial una superficie portante también incrementada. Gracias al aro interior ahora existente, una pieza a soportar no tiene que servir de pista de rodadura de los rodillos de aguja, de modo que esta pieza puede seguir siendo blanda, es decir que no necesita templarse y rectificarse de una manera costosa. El cojinete de agujas según la invención puede fabricarse y montarse también de manera efectiva, en órdenes de tamaños diferentes, por medio de una tecnología sin arranque de virutas. 25

En caso de que falte una jaula de cojinete, se incrementa la capacidad portante, ya que, por un lado, pueden disponerse más rodillos de aguja en dirección periférica y, por otro lado, los rodillos de aguja presentan en dirección axial una capacidad portante también incrementada. Debido a la realización con rodillos integrales se crea un cojinete de agujas para una alta carga, cuyo número de revoluciones está limitado por el contacto mutuo de los rodillos de aguja en sus superficies envolventes. Ahora bien, un cojinete de agujas de esta clase limitado en su número de revoluciones puede 30 utilizarse ventajosamente para muchos casos, por ejemplo para movimientos de basculación. Por el contrario, la variante con jaula puede estar algo limitada en su capacidad portante, pero permite un mayor número de revoluciones junto con, al mismo tiempo, una marcha más estable del cojinete.

Se explica la invención con más detalle ayudándose del ejemplo de realización siguiente.

Breve descripción de los dibujos 35

Muestran:

La figura 1, una sección longitudinal a través de un cojinete de agujas con rodillos integrales, listo para montaje, fabricado según la invención, y

La figura 2, una representación en perspectiva del cojinete de agujas según la figura 1.

Descripción detallada de los dibujos 40

El cojinete de agujas listo para montaje, fabricado según la invención, representado en las figuras 1 y 2, consta del aro exterior 1 y el aro interior 3, los cuales están dispuestos concéntricamente uno dentro de otro. Tanto el aro exterior 1 como el aro interior 3 están provistos por ambos lados, en sus extremos axiales, de unos bordes de ataque 2, 4 que están dirigidos radialmente hacia dentro y radialmente hacia fuera, estando formada entre ambos una rendija anular periférica 5. Ésta puede ser variada en su extensión radial por medio de la longitud de los bordes de ataque 2, 4, estando materializado 45 un ventajoso sellado del cojinete juntamente con una extensión lo más pequeña posible de la rendija anular 5. La extensión radial de los bordes de ataque 2, 4 asciende aquí usualmente a 25-40% del diámetro de los rodillos de aguja 7, de modo que está materializado un ataque axial seguro. En el espacio libre, no designado expresamente, formado entre los dos aros 1, 3 están alojados unos rodillos de aguja 7 que, al girar el cojinete alrededor del eje 8, giran alrededor de su eje propio 6, estando designadas con 9 la pista de rodadura exterior y con 10 la pista de rodadura interior. Como permiten apreciar 50 también las figuras 1 y 2, el cojinete de agujas está configurado como una unidad de construcción imperdible, lista para montaje, que no se puede descomponer en sus constituyentes individuales. La cohesión se produce mediante un acoplamiento trasero de conjunción de forma entre los bordes de ataque 2, 4 y los rodillos de aguja 7. En la figura 1 se representa el cojinete de agujas en una posición media, en donde, partiendo de la perpendicular media 11 en ambas direcciones, los bordes de ataque 2, 4 están axialmente alineados. En otras palabras, en la posición media los bordes de 55

ataque 2, 4 están uno sobre otro sin decalaje axial. Se sobrentiende que solamente por efecto de las tolerancias necesarias entre los bordes de ataque 2, 4 y los rodillos de aguja 7 tiene que existir cierta capacidad de desplazamiento axial de un aro de cojinete 1, 3 cuando esté inmovilizado el otro aro de cojinete 3, 1. En el presente ejemplo de realización representado en el dibujo los rodillos de aguja 7 están dispuestos como rodillos integrales, es decir, sin una jaula de cojinete entre los aros de cojinete 1, 3, de modo que, debido a su número máximo posible, se proporciona un óptimo del coeficiente de sustentación. 5 Los rodillos de aguja 7 aplicados tangencialmente uno a otro se tocan aquí ciertamente en sus puntos de contacto, en los que sus superficies envolventes frotan una con otra en sentidos de giro contrarios. Debido a esta mayor potencia de pérdida en el cojinete de agujas se reduce ciertamente el límite del número de revoluciones, pero esto carece de importancia en determinadas condiciones de utilización de este cojinete de agujas construido según la invención. Este cojinete podría utilizarse, por ejemplo, como una sencilla solución barata en el segmento inferior de los requisitos de potencia. 10

La fabricación del cojinete de agujas listo para montaje se efectúa de tal manera que primeramente se tronzan un aro exterior 1 a partir de un casquillo cilíndrico de pared delgada conformado sin arranque de virutas y un aro interior 3 a partir de un casquillo cilíndrico de diámetro más pequeño. La extensión axial de los aros individualizados 1, 3 puede dimensionarse aquí de modo que se tenga en cuenta la longitud radial posterior deseada de los bordes de ataque 2, 4. A continuación, se enchufa el aro interior 3 en el aro exterior 4 antes de que se introduzcan rodillos de aguja 7 en el espacio 15 anular formado entre ambos. Mediante la utilización en sí conocida de herramientas de ruleteado, en donde se aproximan uno a otro un mandril de alojamiento giratorio y un rodillo de ruleteado también giratorio, los bordes de ataque 2, 4, que, en la posición inicial, discurren paralelamente al eje 8 del cojinete, son doblados en 90º radialmente hacia dentro y radialmente hacia fuera. Puede ser ventajoso a este respecto que las pistas de rodadura 9, 10 sean apresadas también, para su alisamiento, por las herramientas de ruleteado. 20

Un cojinete de agujas según la invención listo para montaje, anteriormente descrito, puede fabricarse, por ejemplo, a base de un acero estándar completamente templable de la marca 100 Cr 6, es decir, un acero con 1% de carbono y 1,5% de cromo, o a base de un acero de la marca C45M. Después de su acabado, es decir, después de su ensamble completo en su forma definitiva, se le somete a un temple total de una manera conocida. Se le calienta entonces primeramente a la temperatura de austenitización y a continuación se le enfría bruscamente para su transformación en martensita. Se 25 materializa entonces para todos los constituyentes del cojinete una dureza de 60 HRC en toda la sección transversal.

Se crea de esta manera una unidad constructiva de cojinete de agujas lista para montaje que se mantiene unida de forma imperdible, presenta una alta fuerza portante y se puede fabricar mediante procedimientos de conformación sin arranque de virutas en relaciones de tamaños diferentes. El cojinete de agujas puede absorber también pequeñas fuerzas axiales y, debido a su aro interior, cuida de que un árbol a montar no tenga que ser templado y finamente rectificado de una 30 manera costosa. En otras palabras, el cojinete es adecuado especialmente para las llamadas aplicaciones de "bajo coste", ya que tiene que satisfacer solamente requisitos sencillos. Esto concierne especialmente al menor número de revoluciones en comparación con cojinetes de agujas guiados en jaula, pero con, al mismo tiempo, una elevada capacidad portante.

Se prescinde, en este sitio, de la representación gráfica de una segunda variante de la invención en la que los rodillos de aguja están dispuestos en una jaula. Por un lado, porque la detallada descripción anterior se aplica en principio 35 también para la variante con jaula y, por otro lado, porque los cojinetes de agujas con jaulas son suficientemente conocidos para el experto desde hace mucho tiempo. Tales cojinetes de agujas equipados con una jaula se desprenden, por ejemplo, de los documentos DE 1 623 501 U1, DE 66 05 971 U1 o DE 197 32 478 B4.

Lista de números de referencia

: 1 Aro exterior 40

: 2 Borde de ataque

: 3 Aro interior

: 4 Borde de ataque

: 5 Rendija anular

: 6 Eje 45

: 7 Rodillo de aguja

: 8 Eje

: 9 Pista de rodadura exterior

: 10 Pista de rodadura interior

: 11 Perpendicular media 50

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento para fabricar un cojinete de agujas listo para montaje que consta de un aro exterior (1) de pared delgada, conformado sin arranque de virutas, que está provisto, en ambos lados, de unos bordes de ataque (2) dirigidos radialmente hacia dentro, entre los cuales ruedan rodillos de aguja (7) sobre una pista de rodadura exterior correspondiente (9), y un aro interior (3) de pared delgada, conformado sin arranque de virutas, que forma una pista de rodadura interior 5 correspondiente (10) y que está provisto, en ambos lados, de unos bordes de ataque (4) dirigidos radialmente hacia fuera, de modo que entre los bordes de ataque (2, 4) está formada una rendija anular periférica (5), en donde, en una posición central, los bordes de ataque (4) del aro interior (3) están alineados en dirección axial con los bordes de ataque (2) del aro exterior (1) y en donde los rodillos de aguja (7) son rodillos integrales o rodillos dispuestos en una jaula, caracterizado porque primero se tronzan un aro exterior (1) a partir de un casquillo cilíndrico embutido sin arranque de virutas y un aro interior (3) a partir 10 de un casquillo cilíndrico embutido sin arranque de virutas, a continuación se disponen ambos aros (1, 3) concéntricamente uno dentro de otro, seguidamente se introducen rodillos de aguja (7) entre el aro exterior (1) y el aro interior (3) antes de que tanto los bordes de ataque (2) del aro exterior (1) como los bordes de ataque (4) del aro interior (3) sean doblados por un proceso de ruleteado, y, finalmente, se somete el cojinete de agujas a un temple total.