ES2954435T3 - Procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa y dispositivo de fabricación de cojinetes lisos - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para producir un cojinete liso (1) multicapa, que comprende los pasos del método: - proporcionar un cuerpo portador (2); - proporcionar un cuerpo de soporte (3); - aplicar el cuerpo de soporte (3) al cuerpo de soporte (2), en donde una superficie de conexión del cuerpo de soporte (5) mira hacia una superficie de conexión del cuerpo de soporte (6); - deformar el cuerpo de soporte (3) aplicando una fuerza magnética al cuerpo de soporte (3) mediante un generador de fuerza magnética (16), en donde el cuerpo de soporte (3) se presiona contra el cuerpo de soporte (2) por medio del generador de fuerza magnética (16) y forma una conexión cohesiva y/o de bloqueo no positivo y/o de bloqueo positivo con dicho cuerpo portador (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa y dispositivo de fabricación de cojinetes lisos
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa y a un dispositivo de fabricación de cojinetes lisos.
El documento AT511434A4 divulga un procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa. El procedimiento divulgado por el documento AT511434A4 es complejo y, por tanto, costoso en la fabricación del cojinete liso multicapa. EL documento WO01/19549A1 divulga las características del preámbulo de la reivindicación 1.
El objetivo de la presente invención era superar las desventajas del estado de la técnica y poner a disposición un procedimiento y un dispositivo por medio de los cuales se pudiera fabricar de forma simplificada un cojinete liso multicapa.
Este objetivo se consigue mediante un dispositivo y un procedimiento según las reivindicaciones. Según la invención, está previsto un procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa. El procedimiento comprende los siguientes pasos de procedimiento:
- La puesta a disposición de un cuerpo de soporte;
- la puesta a disposición de un cuerpo de cojinete;
- la aplicación del cuerpo de cojinete en el cuerpo de soporte, orientándose una superficie de unión de cuerpo de soporte hacia una superficie de unión de cuerpo de cojinete;
- la deformación del cuerpo de cojinete mediante la aplicación de una fuerza magnética sobre el cuerpo de cojinete por medio de un generador de fuerza magnética, siendo presionado el cuerpo de cojinete, por medio del generador de fuerza magnética, contra el cuerpo de soporte formando con este una unión forzada y/o una unión geométrica y/o una unión de materiales.
El procedimiento se caracteriza porque el generador de fuerza magnética presenta una bobina, disponiéndose la bobina exteriormente en la dirección circunferencial alrededor del cuerpo de cojinete.
El procedimiento según la invención ofrece la sorprendente ventaja de que por medio del generador de fuerza magnética se puede generar la acción de una fuerza sobre el cuerpo de cojinete sin necesidad de un contacto directo con este. Además, se puede generar una unión duradera y firme entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete. Además, puede ser conveniente si la superficie de unión de cuerpo de soporte y la superficie de unión de cuerpo de cojinete están configuradas de forma cilíndrica. Esto ofrece la ventaja de que, cuando se deforma el cuerpo de cojinete, por la geometría cilíndrica puede conseguirse una sujeción por apriete del cuerpo de cojinete en el cuerpo de soporte. Además, puede estar previsto que como cuerpo de soporte esté previsto un gorrón completamente cilíndrico, siendo colocado el cuerpo de cojinete por deslizamiento sobre el exterior del cuerpo de soporte. En particular, el cuerpo de soporte puede ser un gorrón de un engranaje planetario de una instalación de energía eólica. El uso de un gorrón completamente cilíndrico conlleva la sorprendente ventaja de que se puede conseguir una unión especialmente buena entre el gorrón y el cuerpo de cojinete. Esto se consigue supuestamente por el hecho de que, en comparación con los cuerpos huecos, por ejemplo, el gorrón tiene solo una reducida flexibilidad elástica frente a fuerzas radiales, por lo que toda la energía del generador de fuerza magnética se introduce en la unión de los dos componentes y no es parcialmente absorbida por el cuerpo de soporte como en otras realizaciones.
Además, también es concebible que el cuerpo de soporte esté configurado em forma de un segmento de gorrón, u otro tipo de segmento de cilindro o segmento de cilindro hueco, que esté formado a partir de un material macizo sin espacios huecos ni orificios pasantes. También en este tipo de realizaciones se consiguen las sorprendentes ventajas descritas en el párrafo anterior.
En particular, es concebible que el cuerpo de cojinete esté configurado como soporte principal de rotor de una instalación de energía eólica. En este caso, el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte pueden estar configurados de forma segmentada. Este tipo de segmentos de cojinete se describen en EP2558718B1, cuyo contenido se incorpora por referencia.
Además, puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de soporte tenga una estructuración superficial, como por ejemplo un moleteado.
Además, puede ser conveniente que la estructuración superficial de la superficie de unión de cuerpo de soporte presente moletas cruzadas o moletas izquierda/derecha. Sorprendentemente, el procedimiento de moleteado cruzado o moleteado izquierdo/derecho, o las superficies producidas de esta manera, traen consigo una durabilidad mejorada entre el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte en comparación con el resto de estructuraciones superficiales o
superficies lisas. Este tipo de procedimientos de moleteado están normalizados en las normas DIN 8583-5, DIN 82, DIN 403. En particular, de acuerdo con la norma, se puede utilizar la siguiente designación para las moletas mencionadas anteriormente:
RGE: Moletas izquierda/derecha, puntas elevadas (piel de pez); RGV: Moletas izquierda/derecha, puntas rebajadas RKE: Moletas cruzadas, puntas elevadas; RKV: Moletas cruzadas, puntas rebajadas.
En el moleteado se distingue entre el moleteado sin arranque de virutas y el moleteado con arranque de virutas. Dependiendo del procedimiento, se clavan ruedas de moleteado en el perfil o se fresa en una fresa de moleteado. En los tornos CNC con herramientas accionadas, también pueden utilizarse herramientas de moleteado especiales para evitar el cambio de amarre a otras máquinas. Dado que las fuerzas de mecanizado son menores durante el fresado, se utiliza principalmente en piezas de trabajo finas o en centros de mecanizado. En otra realización, también es concebible que la estructura descrita se realice en piezas de trabajo rotacionalmente simétricas por medio de una herramienta de torneado o mediante un procedimiento de torneado, pudiendo realizarse este procedimiento de torneado de manera similar al corte de roscas. Las moletas izquierda/derecha pueden realizarse mediante una rosca izquierda y una rosca derecha.
En particular, las superficies producidas por moleteado cruzado o moleteado izquierdo/derecho descritas anteriormente, en combinación con una superficie de unión de cuerpo de soporte configurada de forma cilíndrica o en forma de segmento de cilindro y una superficie de unión de cuerpo de cojinete aportan una durabilidad particularmente mejorada entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete.
También resulta ventajosa una realización según la cual puede estar previsto que el generador de fuerza magnética esté configurado de forma cilíndrica hueca, en cuyo caso, para deformar el cuerpo de cojinete, el generador de fuerza magnética se dispone radialmente en el exterior alrededor del cuerpo de cojinete. Mediante una estructura de este tipo, los cuerpos de cojinete que se disponen en el exterior alrededor del cuerpo de soporte pueden aplicarse a presión fácilmente sobre el cuerpo de soporte.
En una variante de realización alternativa, también puede estar previsto que el cuerpo de soporte esté configurado de forma cilíndrica hueca y que el cuerpo de cojinete esté dispuesto dentro del cuerpo de soporte, en cuyo caso, el generador de fuerza magnética se dispone dentro del cuerpo de cojinete. En este ejemplo de realización, por medio del generador de fuerza magnética se aplica sobre el cuerpo de cojinete una fuerza que actúa radialmente hacia fuera, por lo que el cuerpo de cojinete queda presionado radialmente hacia fuera.
Según otra variante, es posible que el generador de fuerza magnética presente una bobina alimentada de corriente, aplicándose por medio de la bobina una fuerza electromagnética sobre el cuerpo de cojinete. En particular, por medio de un generador de fuerza magnética configurado de esta manera se puede aplicar fácilmente una fuerza magnética sobre el cuerpo de cojinete.
Además, puede ser conveniente si durante la deformación del cuerpo de cojinete se aplica una tensión en el cuerpo de cojinete por medio de un primer electrodo fijado al cuerpo de cojinete y un segundo electrodo fijado al cuerpo de cojinete, o que el primer electrodo y el segundo electrodo se cortocircuiten. Esto ofrece la ventaja de que se puede aumentar la fuerza magnética aplicada sobre el cuerpo de cojinete por medio del generador de fuerza magnética.
Además, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete esté formado por un material de cuerpo de cojinete paramagnético, un material de cuerpo de cojinete ferromagnético o un material de cuerpo de cojinete diamagnético. Especialmente los cuerpos de cojinete formados por un material de este tipo son fáciles de deformar por medio de la fuerza magnética.
Además, puede estar previsto que en el cuerpo de cojinete esté formada una superficie de deslizamiento que presente una zona de cojinete axial y una zona de cojinete radial. Un cuerpo de cojinete que sirve al mismo tiempo para el soporte axial y para el soporte radial aporta la sorprendente ventaja de que un cojinete liso de este tipo puede presentar un alto grado de suavidad de marcha con una baja susceptibilidad a los fallos. Especialmente si un cuerpo de cojinete configurado de esta manera se aplicó sobre el cuerpo de soporte por medio de un generador de fuerza magnética, se puede conseguir una alta precisión del cojinete axial y del cojinete radial combinados. Para la funcionalidad del soporte axial y soporte radial combinados, puede ser ventajoso si al mismo tiempo la estructuración superficial de la superficie de unión de cuerpo de soporte presenta moletas cruzadas o moletas izquierda/derecha.
Además, puede estar previsto que antes de y/o durante la compresión del cuerpo de cojinete y del cuerpo de soporte, el cuerpo de cojinete y/o el cuerpo de soporte se calienten por encima de la temperatura ambiente. Esto tiene la ventaja de reducir las tensiones en el material. Además, esta medida conlleva una reducción de la dilatación térmica en condiciones de uso. En particular, en materiales de aluminio puede producirse un calentamiento entre 350°C y 430°C. En materiales de acero puede producirse un calentamiento entre 550°C y 650°C.
Además, es concebible que el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte se lleven a la misma temperatura, que está comprendida entre -70°C y 350°C.
En particular, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete esté formado por una aleación de aluminio y estaño. Los cuerpos de cojinete a base de aluminio pueden formar, por ejemplo, AlSn40, AlSn20, AlSn25, AlSn10, AlSn6, etc.
Alternativamente, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete esté formado por una aleación de cobre y estaño. Los metales de cojinete empleables a base de cobre serían, por ejemplo, CuPb22Sn2, CuPb10Sn10, CuPb15Sn7, CuSn6, CuSn4 Zn1. En particular, las aleaciones de cobre sin plomo basadas en CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn y CuBi son ventajosas por su menor impacto medioambiental.
Además, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete esté formado por el material CuSn5. Experimentos han demostrado que usando un cuerpo de cojinete hecho de este material, el procedimiento según la invención puede llevarse a cabo de forma sorprendentemente eficiente. En particular, se puede conseguir una resistencia sorprendentemente alta de la unión entre el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte en comparación con los cuerpos de cojinete hechos de otro material.
Además, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete presente una aleación a base de cobre, comprendiendo la aleación a base de cobre entre 0,1 % en peso y 3 % en peso de azufre, entre 0,01 % en peso y 4 % en peso de hierro, entre 0 % en peso, en particular 0,001 % en peso, y 2 % en peso de fósforo, al menos un elemento de un primer grupo compuesto por zinc, estaño, aluminio, manganeso, níquel, silicio, cromo e indio de en total entre 0,1 % en peso y 49 % en peso, siendo la proporción de zinc entre 0 % y 45 % en peso, la proporción de estaño entre 0 % y 40 % en peso, la proporción de aluminio entre 0 % y 15 % en peso, la proporción de manganeso entre 0 % y 10 % en peso, la proporción de níquel entre 0 % y 10 % en peso, la proporción de silicio entre 0 % y 10 % en peso, el contenido de cromo entre el 0 % y el 2 % en peso, y la proporción de indio entre 0 % y 10 % en peso, y al menos un elemento de un segundo grupo compuesto por plata, magnesio, cobalto, titanio, circonio, arsénico, litio, itrio, calcio, vanadio, molibdeno, wolframio, antimonio, selenio, telurio, bismuto, niobio, paladio en una proporción de respectivamente entre 0 % en peso y 1,5 % en peso, siendo la proporción total de los elementos del segundo grupo de entre 0 % y 2 % en peso, y siendo el resto hasta el 100 % en peso cobre e impurezas procedentes de la fabricación de los elementos. Especialmente en un cuerpo de cojinete compuesto de esta manera, el procedimiento según la invención puede aplicarse sorprendentemente bien, de modo que puede lograrse una unión sorprendentemente buena entre el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte.
Puede estar previsto además que, antes de la deformación del cuerpo de cojinete, la superficie de unión de cuerpo de cojinete se disponga a una distancia de la superficie de unión de cuerpo de soporte y que el cuerpo de cojinete sea acelerado en dirección al cuerpo de soporte por medio del generador de fuerza magnética, de modo que la superficie de unión de cuerpo de cojinete incida en la superficie de unión de cuerpo de soporte a una velocidad de impacto comprendida entre 10 m/s y 1000 m/s, en particular entre 100 m/s y 600 m/s, preferiblemente entre 250 m/s y 400 m/s. En particular, un cuerpo de cojinete acelerado a tal velocidad puede formar una unión suficientemente fija y resistente a largo plazo con un cuerpo de soporte sin que la superficie del cuerpo de cojinete o del cuerpo de soporte tengan que prepararse por separado. De este modo, mediante la sola energía de impacto se puede conseguir una deformación del cuerpo de soporte o del cuerpo de soporte suficiente para conseguir una unión de materiales o una unión geométrica entre estos dos cuerpos.
Según una realización especial, es posible que una sobrecorriente limitada en el tiempo sea emitida a la bobina alimentada de corriente. De esta manera, la sobrecorriente puede presentar una intensidad de corriente elevada, sin que la bobina se sobrecaliente.
En particular, puede estar previsto que se cargue un condensador, que proporciona la energía para la sobrecorriente limitada en el tiempo y puede emitir en un tiempo corto la cantidad de energía necesaria para la sobrecorriente.
Según una variante ventajosa, puede estar previsto que la sobrecorriente tenga una intensidad de corriente comprendida entre 10kA y 800kA, en particular entre 50kA y 600kA, preferiblemente entre 300kA y 480kA. Especialmente con tal intensidad de corriente, se puede generar una fuerza magnética suficientemente grande para poder deformar el cuerpo de cojinete.
En particular, puede estar previsto que la energía aplicada en la bobina esté comprendida entre 2 kJ y 250 kJ, en particular entre 10 kJ y 150 kJ, preferiblemente entre 40 kJ y 60 kJ.
Puede estar previsto además que la corriente en la bobina tenga una frecuencia entre 1 kHz y 100 kHz, en particular entre 5 kHz y 50 kHz, preferiblemente entre 15 kHz y 30 kHz.
En particular, puede ser ventajoso que la fuerza magnética aplicada por el generador de fuerza magnética actúe sobre el cuerpo de cojinete en una sección parcial localmente limitada. Mediante esta medida puede aumentarse la fuerza magnética que actúa localmente sobre la sección parcial limitada del cuerpo de cojinete.
Además, puede estar previsto que el cuerpo de soporte y/o el cuerpo de cojinete estén formados al menos parcialmente como un producto plano, en el que en particular la superficie de deslizamiento esté formada como una superficie plana. El procedimiento según la invención tiene la sorprendente ventaja de que también en el caso de
productos planos se puede realizar una unión suficientemente fija entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete. Además, evidentemente, también puede estar previsto que el cuerpo de soporte esté configurado de forma cilindrica o cilíndrica hueca y que el cuerpo de cojinete esté configurado como segmento de cilindro. También un cuerpo de cojinete configurado como segmento de cilindro puede sorprendentemente unirse al cuerpo de soporte con suficiente firmeza mediante el procedimiento según la invención sin medidas adicionales.
Además, puede estar previsto que el cuerpo de soporte presente en su superficie de unión de cuerpo de soporte un elemento conformado, como por ejemplo una ranura, y durante la deformación del cuerpo de soporte, este es presionado hacia dentro del elemento conformado, de modo que una superficie de deslizamiento del cuerpo de cojinete presente una conformación adaptada al elemento conformado. Esto tiene la ventaja de que en la superficie de deslizamiento del cuerpo de cojinete pueden introducirse fácilmente elementos conformados deseados, como por ejemplo ranuras de lubricante. En este caso, puede estar previsto que el generador de fuerza magnética aplique en la zona de estos elementos conformados una acción de fuerza elevada sobre el cuerpo de cojinete, de modo que el cuerpo de cojinete se pueda introducir por presión en los elementos conformados realizados en el cuerpo de soporte. Además, también es concebible que en el cuerpo de soporte estén realizados varios elementos conformados individuales, por ejemplo pequeñas bolsas individuales, que pueden utilizarse, por ejemplo, para proporcionar en el estado juntado almohadillas lubricantes individuales en la superficie de deslizamiento del cuerpo de cojinete.
Además, puede estar previsto que esté realizada una bobina que se puede ser alimentada de corriente, que esté realizada para aplicar una fuerza de conformación sobre el cuerpo de cojinete.
Según la invención, está realizado un dispositivo de fabricación de cojinetes lisos. El dispositivo de fabricación de cojinetes lisos comprende un dispositivo de sujeción para sujetar un cuerpo de soporte y/o un cuerpo de cojinete. Además, está realizada una bobina que puede ser alimentada de corriente, que está realizada para aplicar una fuerza de conformación sobre el cuerpo de cojinete.
Un cojinete liso multicapa en el sentido de este documento es un cojinete liso que tiene al menos dos capas, en concreto, un cuerpo de soporte y un cuerpo de cojinete. En particular, está previsto que el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete están formados por un material diferente. El cuerpo de cojinete y/o el propio cuerpo de soporte pueden tener capas adicionales de diferentes materiales.
La anchura de sección transversal de la cabeza puede estar comprendida entre 0,1 mm y 30 mm, en particular entre 0,5 mm y 10 mm, preferiblemente entre 1 mm y 6 mm.
La anchura de sección transversal de la base puede ser entre 0,01 mm y 10 mm, en particular entre 0,1 mm y 3 mm, preferiblemente entre 0,4 mm y 2 mm menor que la anchura de la sección transversal de la cabeza.
Además, puede ser conveniente si la estructura de la superficie de unión de cuerpo de soporte presenta destalonamientos hacia dentro de las cuales es presionado el material del cuerpo de soporte. Gracias a esta medida, se puede conseguir una unión geométrica entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete.
Además, puede estar previsto que la estructuración de la superficie comprenda almas, siendo deformadas las almas durante la compresión del cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte. Esto ofrece la sorprendente ventaja de que la unión entre el cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte puede tener una mayor firmeza.
Además, puede estar previsto que las almas estén dispuestas sustancialmente en ángulo recto con respecto a la superficie de unión de cuerpo de soporte.
También es ventajosa una realización según la cual puede estar previsto que las almas se doblen transversalmente a su extensión longitudinal durante la compresión del cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte. De esta manera, sorprendentemente se puede lograr una buena unión entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete.
Según una variante, es posible que las almas tengan en una cabeza de alma una anchura de sección transversal de cabeza y que las almas tengan en una base de alma una anchura de sección transversal de base, siendo la anchura de sección transversal de cabeza mayor que la anchura de sección transversal de base.
Además, puede ser conveniente si la estructuración superficial de la superficie de unión de cuerpo de soporte se produce mediante un procedimiento de conformación, en particular mediante moleteado. En particular, mediante un procedimiento de generación de este tipo, la estructura superficial requerida del cuerpo de soporte puede producirse de manera sencilla.
Además, puede estar previsto que la estructuración superficial de la superficie de unión de cuerpo de soporte se produzca mediante mecanizado. Sobre todo en el caso de componentes de gran tamaño, esto permite producir estructuras superficiales con una buena resistencia del componente.
Puede estar previsto además que la compresión del cuerpo de cojinete y el cuerpo de soporte se realice por medio de un generador de fuerza magnética que aplica una fuerza magnética sobre el cuerpo de cojinete, por lo que el cuerpo de cojinete queda presionado contra el cuerpo de soporte por medio del generador de fuerza magnética. Esto ofrece la sorprendente ventaja de que la calidad de la unión entre el cuerpo de soporte y el cuerpo de cojinete puede aumentarse y, además, la unión entre ambos cuerpos puede realizarse fácilmente. En particular, mediante este procedimiento de fundición puede fabricarse una varilla alargada a partir de la cual pueden elaborarse los cuerpos de cojinete individuales de cojinetes lisos multicapa individuales.
Además, es concebible que las varillas fundidas mediante el procedimiento de fundición anterior se corten a medida para fabricar a partir de ello los cuerpos de cojinete.
Para una mejor comprensión de la invención, esta se explica más detalladamente con la ayuda de las siguientes figuras.
Muestran respectivamente en una representación esquemática muy simplificada:
La figura 1 una representación esquemática en sección de un primer ejemplo de realización de un cojinete liso multicapa con una superficie de deslizamiento cilíndrica;
la figura 2 una representación esquemática en sección de un segundo ejemplo de realización de un cojinete liso multicapa con una superficie de deslizamiento plana;
la figura 3 una vista detallada de la estructuración superficial de un cojinete liso multicapa;
la figura 4 pasos de procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa;
la figura 5 otro procedimiento para fabricar un cojinete de deslizamiento multicapa;
la figura 6 un procedimiento para fabricar un cojinete de deslizamiento multicapa plano;
la figura 7 pasos de procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa con almas deformadas;
la figura 8 una representación en sección transversal de un ejemplo de realización de un cojinete liso multicapa con un elemento de superficie;
la figura 9 un ejemplo de realización de un cuerpo de soporte con una estructuración superficial en forma de moleteado;
la figura 10 un ejemplo de realización de un cuerpo de cojinete con una zona de cojinete axial y una zona de cojinete radial.
A modo de introducción, cabe señalar que en las distintas formas de realización descritas, las mismas partes se proveen de los mismos signos de referencia o las mismas designaciones de componentes, por lo que las divulgaciones contenidas en toda la descripción se pueden aplicar de forma análoga a las mismas partes con los mismos signos de referencia o las mismas designaciones de componentes. Asimismo, las indicaciones de posición elegidas en la descripción, por ejemplo, superior, inferior, lateral, etc., se refieren a la figura directamente descrita y representada y, en caso de cambio de posición, estas indicaciones de posición han de ser transferidas de forma análoga a la nueva posición.
La figura 1 muestra una representación esquemática de un cojinete liso multicapa 1.
Como se puede ver en la figura 1, el cojinete liso multicapa 1 comprende al menos un cuerpo de soporte 2 y un cuerpo de cojinete 3. El cuerpo de soporte 2 sirve para proporcionar la estabilidad necesaria al cojinete de deslizamiento multicapa 1. En el cuerpo de cojinete 3 está realizada una superficie de deslizamiento 4. El cuerpo de cojinete 2 tiene una superficie de unión de cuerpo de cojinete 5 que, en el estado listo para usar del cojinete liso multicapa 1, se apoya contra una superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 del cuerpo de cojinete 3.
Además, también es concebible que el cuerpo de soporte 2 y/o el cuerpo de cojinete 3 estén construidos a partir de varias capas individuales con diferentes composiciones de material. En particular, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete 3 presente en la zona de la superficie de deslizamiento 4, por ejemplo, un recubrimiento superficial.
Como puede verse en la figura 1, puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3 estén configurados de forma cilíndrica o cilíndrica hueca y que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 y la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 presenten una superficie cilíndrica.
Puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 esté dispuesto dentro del cuerpo de cojinete 3, en particular puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 esté realizada en la camisa exterior del cuerpo de soporte 2 y que la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 esté realizada en la camisa interior del cuerpo de cojinete 3. En particular, puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3 estén dispuestos coaxialmente entre sí.
En otro ejemplo de realización, no representado, también puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 esté configurado como un cuerpo totalmente cilíndrico, por ejemplo en forma de gorrón.
En otro ejemplo de realización no representado, también puede estar previsto que el cuerpo de cojinete 3 esté
dispuesto en el interior del cuerpo de soporte 2, estando formada la superficie de deslizamiento 4 en la superficie de camisa interna del cuerpo de cojinete 3.
Un cojinete liso multicapa 1, tal como está representado en la figura 1, sirve para el montaje rotatorio de dos componentes uno respecto al otro.
En la figura 2 se muestra otra forma de realización, dado el caso independiente, del cojinete liso multicapa 1, en la que a su vez se usan los mismos signos de referencia o designaciones de componentes para las mismas partes que en la figura 1 anterior. Para evitar repeticiones innecesarias, se remite a la descripción detallada de la figura 1 anterior.
La figura 2 muestra otro ejemplo de realización del cojinete liso multicapa 1. Como puede verse en la figura 2, puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 y/o el cuerpo de cojinete 3 estén realizados al menos parcialmente de forma plana. En particular, puede estar previsto que la superficie de deslizamiento 4 forme una superficie plana. Además, puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 y la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 asimismo formen una superficie plana en la que estén unidas entre sí. Un cojinete liso multicapa 1 configurado de esta manera puede utilizarse, por ejemplo, como cojinete lineal.
Además, también es concebible que el cojinete liso multicapa 1 esté configurado en forma de una almohadilla de cojinete.
En la figura 3, se muestra otra forma de realización adicional, dado el caso independiente, del cojinete liso multicapa 1, en la que a su vez se usan los mismos signos de referencia o designaciones de componentes para las mismas partes que en las figuras 1 y 2 anteriores. Para evitar repeticiones innecesarias, se remite a la descripción detallada de las figuras 1 y 2 anteriores.
La figura 3 muestra en una representación en sección detallada un primer ejemplo de realización de una unión entre la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 y la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6. En este ejemplo de realización, por tanto, el cuerpo de soporte 2 está firmemente unido al cuerpo de cojinete 3 y el cojinete liso multicapa 1 se encuentra en su estado listo para el uso.
La unión entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3, tal como se muestra en la figura 3, puede aplicarse tanto en un cojinete liso multicapa cilíndrico 1 como en un cojinete liso multicapa plano 1, tal como se muestra en la figura 2.
Como se puede ver en la figura 3, puede estar previsto que en el cuerpo de soporte 2 en la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 esté realizada una estructuración superficial 7 que forma una unión geométrica con la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 del cuerpo de cojinete 3.
Como puede verse en la figura 3, puede estar previsto que la estructuración superficial 7 comprenda almas 9 individuales, estando realizado entre las almas 8 individuales un destalonamiento 9. En el destalonamiento 9 se introduce por presión o deformación el material del cuerpo de cojinete 3 durante el procedimiento de juntura del cuerpo de cojinete 3 con el cuerpo de soporte 2, de manera que queda formada la unión geométrica entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3.
Las almas 8 individuales se extienden en la dirección de extensión longitudinal del cuerpo de soporte 2, en la dirección de vista hacia el plano de dibujo de la figura 3. En particular, puede estar previsto que el perfil de sección del cojinete liso multicapa 1 tenga una forma constante a lo largo de la extensión longitudinal del cuerpo de soporte 2.
Como además puede verse en la figura 3, puede estar previsto que las almas 8 individuales presenten respectivamente una cabeza de alma 10 y una base de alma 11. La cabeza de alma 10 tiene una anchura de sección transversal de cabeza 12. La base de la alma 11 tiene una anchura de sección transversal de base 13. En particular, puede estar previsto que la anchura de la sección transversal de cabeza 12 sea mayor que la anchura de sección transversal de base 13. En otras palabras, el alma 8 puede estar realizada de manera que se estrecha desde la cabeza de alma 10 hacia la base de alma 11.
En las figuras 4a y 4b, se muestra otra forma de realización, dado el caso independiente, del cojinete liso multicapa 1, en la que a su vez se usan los mismos signos de referencia o designaciones de componentes para las mismas partes que en las figuras 1 a 3 anteriores. Para evitar repeticiones innecesarias, se remite a la descripción detallada de las figuras 1 a 3 anteriores.
La figura 4a muestra un primer paso de una secuencia de procedimiento para unir el cuerpo de soporte 2 al cuerpo de cojinete 3. En este primer paso de procedimiento, se proporcionan el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3. En particular, puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 tenga en su estado no deformado un diámetro 14. La superficie de unión de cuerpo de soporte 5 puede tener un diámetro 15. En particular, puede estar previsto que el diámetro 14 de la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 sea mayor que el diámetro 15 de la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 para que el cuerpo de cojinete 3 pueda colocarse por deslizamiento
fácilmente sobre el cuerpo de soporte 2. De este modo, la superficie de unión de cuerpo de cojinete 6 y la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 están dispuestas a una distancia 18 entre sí.
Además, está previsto un dispositivo de fabricación de cojinetes lisos 21 que comprende un dispositivo de sujeción 22 para sujetar un cuerpo de soporte 2 y/o un cuerpo de cojinete 3.
El dispositivo de fabricación de cojinetes lisos 21 comprende además un generador de fuerza magnética 16 que presenta una bobina 17. Está previsto que la bobina 17 esté dispuesta circunferencialmente alrededor del exterior del cuerpo de cojinete 3.
Cuando en la bobina 17 se aplica una fuente de corriente, en particular una fuente de corriente alterna o una fuente de corriente de intensidad de corriente variable, el conductor atravesado por la corriente genera un campo magnético. Este campo magnético actúa sobre el cuerpo de cojinete 3 en el que se induce un flujo de corriente según la regla de Lenz. Debido a este flujo de corriente, actúa sobre el cuerpo de cojinete 3 la llamada fuerza de Lorentz.
La bobina 17 está alojada en una carcasa dimensionalmente estable. De este modo, la fuerza de Lorentz puede deformar el cuerpo de cojinete 3 radialmente hacia dentro. Un cuerpo de cojinete 3 configurado como cilindro hueco, como se muestra en la figura 4a, es particularmente adecuado para poder inducir corriente.
Por la deformación del cuerpo de cojinete 3 por medio de la fuerza magnética, el cuerpo de cojinete 3 puede ser presionado sobre el cuerpo de soporte 2 de tal manera que se consigue una unión firme entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3.
La unión firme entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3 se consigue ya por la sola unión forzada, como puede verse en la representación de la figura 4b.
Además, también es concebible que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 presente la estructuración de superficie 7 y que durante la deformación del cuerpo de cojinete 3, el cuerpo de cojinete 3 es presionado parcialmente hacia dentro de los destalonamientos 9 del cuerpo de soporte 2. De esta manera, adicionalmente a la unión forzada, se puede conseguir también una unión geométrica.
La figura 5 muestra otra secuencia de procedimiento o estructura, dado el caso independiente, para fabricar un cojinete liso multicapa 1, usándose a su vez los mismos signos de referencia o designaciones de componentes para las mismas partes que en la figura 4 anterior. Para evitar repeticiones innecesarias, se remite a la descripción detallada de la figura 4 anterior.
Como puede verse en la figura 5, puede estar previsto que en el cuerpo de cojinete 3 estén dispuestos un primer electrodo 19 y un segundo electrodo 20. Los dos electrodos 19, 20 pueden, por ejemplo, estar dispuestos de forma opuesta en los dos lados frontales diferentes del cuerpo de cojinete 3. Además, también es concebible que los dos electrodos 19, 20 estén dispuestos de forma diametralmente opuesta entre sí en el mismo lado frontal del cuerpo de cojinete 3.
Los dos electrodos 19, 20 pueden estar cortocircuitados entre sí para aumentar el efecto de fuerza sobre el cuerpo de cojinete 3 según la regla de Lenz. En particular, en esta variante de realización, la corriente inducida en el cuerpo de cojinete 3 por la fuerza magnética del generador de fuerza magnética 16 se aprovecha de manera mejorada para aplicar fuerza magnética asimismo en el cuerpo de cojinete 3.
En otra variante de realización alternativa, también es concebible que el primer electrodo 19 y el segundo electrodo 20 se apliquen en una fuente de corriente, en particular una fuente de corriente alterna, con el fin de aumentar el efecto de fuerza sobre el cuerpo de cojinete 3.
En la figura 6 se muestra otra secuencia de procedimiento o estructura, dado el caso independiente, para fabricar un cojinete liso multicapa 1, usándose a su vez para las mismas partes los mismos signos de referencia o designaciones de componentes que en la figura 4 anterior. Para evitar repeticiones innecesarias, se remite a la descripción detallada de la figura 4 anterior.
Como puede verse en la figura 6, se pueden utilizar los mismos principios que se han descrito en la figura 4. En particular, por medio del generador de fuerza magnética 16 puede generarse una fuerza sobre el cuerpo de cojinete 3, de modo que este quede presionado contra el cuerpo de soporte 2 y quede unido a este.
Antes del proceso de juntura, como puede verse en la figura 6, el cuerpo de cojinete 3 puede estar dispuesto a una distancia 18 del cuerpo de soporte 2, de modo que por la aplicación de la fuerza magnética, el cuerpo de cojinete 3 puede ser acelerado hacia el cuerpo de soporte 2.
También en caso de una disposición plana del cuerpo de cojinete 3, como se muestra en la figura 6, el cuerpo de cojinete 3 y el cuerpo de soporte 2 pueden estar firmemente unidos entre sí sin la presencia de una estructura
superficial 7. En este caso, la energía de impacto del cuerpo de cojinete 3 sobre el cuerpo de soporte 2 se utiliza para deformar la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 del cuerpo de soporte 2, al menos por secciones, y establecer de esta manera una unión de materiales o una unión geométrica entre el cuerpo de cojinete 3 y el cuerpo de soporte 2.
Como además puede verse en la figura 6, también en este caso, asimismo para aumentar la fuerza magnética, el primer electrodo 19 y el segundo electrodo 20 pueden estar dispuestos en el cuerpo de cojinete 3, por lo que a su vez pueden estar cortocircuitados o estar conectados a una fuente de corriente.
Las figuras 7a y 7b muestran en una vista detallada una posible secuencia de procedimiento para juntar el cuerpo de cojinete 3 y el cuerpo de soporte 2. Como puede observarse en la figura 7, puede estar previsto que el cuerpo de cojinete 3 y el cuerpo de soporte 2 estén configurados de tal manera que las almas 8 individuales de la estructura superficial 7 del cuerpo de soporte 2 se deformen transversalmente a su extensión longitudinal durante el proceso de compresión con el cuerpo de cojinete 3, de modo que mediante esta deformación se consigue una unión geométrica entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3. Esto puede conseguirse en particular por el hecho de que durante el proceso de juntura entre el cuerpo de soporte 2 y el cuerpo de cojinete 3, el material del cuerpo de cojinete 3 es desplazado lateralmente transversalmente a la dirección de juntura y, por tanto, se deforman las almas 8 de la estructuración superficial 7 del cuerpo de soporte 2.
En este caso, no es necesario que las almas 8 individuales del cuerpo de soporte 2 estén realizadas de forma estrechada desde la cabeza de alma 10 hasta la base de alma 11 para lograr una unión geométrica.
La figura 8 muestra una vista en sección del cojinete liso multicapa 1. Como puede observarse en la figura 8, puede estar previsto que el cuerpo de soporte 2 presente en su superficie de unión con el cuerpo de soporte 5 un elemento conformado 23 en forma de ranura. Durante la deformación del cuerpo de cojinete 3, este se introduce a presión en el elemento conformado 23, de modo que una superficie de deslizamiento 4 del cuerpo de cojinete 3 presenta elementos de superficie 24 adaptados al elemento conformado 23.
La figura 9 muestra un ejemplo de realización del cuerpo de soporte 2 con una estructuración superficial 7 en forma de moletas izquierda/derecha. El cuerpo de soporte está configurado en forma de gorrón que puede usarse, por ejemplo, para soportar una rueda planetaria de un engranaje planetario de una instalación de energía eólica.
La figura 10 muestra una vista en sección longitudinal parcial de otro ejemplo de realización del cuerpo de soporte 2 que está configurado en forma de gorrón, por ejemplo, un gorrón de rueda planetaria de un engranaje planetario para una instalación de energía eólica. En el cuerpo de soporte 2 está aplicado el cuerpo de cojinete 3, presentando la superficie de deslizamiento 4 del cuerpo de cojinete 3 una zona de cojinete axial 25 y una zona de cojinete radial 26. La zona de cojinete radial 26 puede estar configurada de forma cilíndrica. La zona de cojinete axial 25 puede conectarse directamente a la zona de cojinete radial 26.
En particular, puede estar previsto que, visto en sección longitudinal, la zona de cojinete axial 25 esté configurada de forma arqueada y la zona de cojinete radial 26 presente una transición tangencial, con lo que puede conseguirse una situación de soporte mejorada.
En una variante de realización alternativa, no representada, también puede estar previsto que la zona de cojinete axial 25, vista en sección longitudinal, asimismo forme una línea recta que esté dispuesta en un ángulo con respecto a la recta de la zona de cojinete radial 26. En particular, la zona de cojinete axial 25 puede estar dispuesta en un ángulo de 90° con respecto a la zona de cojinete radial 26, visto en sección longitudinal. A este respecto, puede estar previsto que entre la zona de cojinete axial 25 y la zona de cojinete radial 26 esté realizado un radio de transición o un chaflán de transición.
Como puede verse en la figura 10, puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 ya determine la forma de la superficie de deslizamiento 4 y, por tanto, de la zona de cojinete axial 25 y de la zona de cojinete radial 26.
Como además puede verse en la figura 10, puede estar realizada una rueda planetaria 27 que está montado de forma giratoria en el cuerpo de cojinete 3. La rueda planetaria 27 puede presentar una superficie de rodadura 28 que actúa en conjunto con la superficie de deslizamiento 4. De este modo, la superficie de rodadura 28 asimismo puede estar configurada al mismo tiempo para el soporte axial y el soporte axial.
Como además puede verse en la figura 10, puede estar previsto que esté realizado un elemento de cojinete axial 29 que presente una zona de cojinete axial adicional 30. Mediante el elemento de cojinete axial 29 se puede conseguir un soporte axial en ambas direcciones axiales.
En particular, puede estar previsto que por medio del elemento de cojinete axial 29 pueda ajustarse un juego axial del cojinete. Para ello, puede estar previsto, por ejemplo, que el elemento de cojinete axial 29 esté dispuesto en el cuerpo de soporte 2 por medio de una rosca de fijación para conseguir la ajustabilidad axial.
Para fabricar la estructura de cojinete liso según la figura 10, puede estar previsto que en un primer paso del procedimiento se proporcione el cuerpo de soporte 2 en forma de un gorrón de rueda planetaria. La superficie de unión de cuerpo de soporte 5 puede presentar una sección cilíndrica seguida de un radio. Además, puede estar previsto que la superficie de unión de cuerpo de soporte 5 presente una estructuración superficial en forma de una moleta cruzada o moleta izquierda/derecha.
En un paso de procedimiento siguiente, el cuerpo de cojinete 3, que está configurado como un manguito, puede colocarse por deslizamiento axialmente sobre el cuerpo de soporte 2. En un paso de procedimiento siguiente, el cuerpo de cojinete 3 puede ser aplicado a presión sobre el cuerpo de soporte 2 por medio de un generador de fuerza magnética (16) y, de este modo, ser unido al mismo.
Los ejemplos de realización muestran posibles variantes de realización, a cuyo respecto cabe mencionar que la invención no se limita a las variantes de realización representadas en especial, sino que más bien también son posibles diversas combinaciones de las variantes de realización individuales entre sí, y esta posibilidad de variación está sujeta a las capacidades de experto dedicado a este campo técnico, basándose en la teoría para la acción técnica de la presente invención.
El alcance de protección viene determinado por las reivindicaciones. No obstante, la descripción y los dibujos deben consultarse para la interpretación de las reivindicaciones. Las características individuales o combinaciones de características de los diferentes ejemplos de realización mostrados y descritos pueden representar soluciones inventivas independientes. El objetivo en que se basan las soluciones inventivas independientes puede extraerse de la descripción.
Todas las indicaciones relativas a intervalos de valores en la presente descripción se entenderán de tal manera que incluyen también cualquier intervalo parcial y todos los intervalos parciales, por ejemplo, la indicación 1 a 10 se entenderá de tal forma que incluye también todos los intervalos parciales partiendo del límite inferior 1 y del límite superior 10, es decir que todos los intervalos parciales comienzan con un límite inferior de 1 o superior y finalizan con un límite superior de 10 o inferior, por ejemplo, 1 a 1,7, o 3,2 a 8,1 o 5,5 a 10.
Finalmente, cabe señalar que para una mejor comprensión de la estructura, los elementos en parte están representados a escala no real y/o a escala aumentada y/o a escala reducida.
Lista de signos de referencia
Cojinete liso multicapa 29 Elemento de cojinete axial Cuerpo de soporte 30 Zona de cojinete axial adicional Cuerpo de cojinete
Superficie de deslizamiento
Superficie de unión de cuerpo de soporte
Superficie de unión de cuerpo de cojinete
Estructuración superficial
Alma
Destalonamiento
Cabeza de alma
Base de alma
Anchura de sección de cabeza
Anchura de sección de base
Diámetro superficie de unión de cuerpo de cojinete
Diámetro superficie de unión de cuerpo de soporte
Generador de fuerza magnética
Bobina
Distancia
Primer electrodo
Segundo electrodo
Dispositivo de fabricación de cojinetes lisos
Dispositivo de sujeción
Elemento conformado
Elemento de superficie
Zona de cojinete axial
Zona de cojinete radial
Rueda planetaria
Superficie de rodadura
Claims (13)
1. Procedimiento para fabricar un cojinete liso multicapa (1), que comprende los pasos de procedimiento:
- La puesta a disposición de un cuerpo de soporte (2);
- la puesta a disposición de un cuerpo de cojinete (3);
- el posicionamiento del cuerpo de cojinete (3) en el cuerpo de soporte (2), orientándose una superficie de unión de cuerpo de soporte (5) hacia una superficie de unión de cuerpo de cojinete (6);
- la deformación del cuerpo de cojinete (3) mediante la aplicación de una fuerza magnética sobre el cuerpo de cojinete (3) por medio de un generador de fuerza magnética (16), siendo presionado el cuerpo de cojinete (3), por medio del generador de fuerza magnética (16), contra el cuerpo de soporte (2) formando con este una unión forzada y/o una unión geométrica y/o una unión de materiales.
caracterizado porque el generador de fuerza magnética (16)
presenta una bobina (17),
disponiéndose la bobina (17) exteriormente en la dirección circunferencial alrededor del cuerpo de cojinete (3), y disponiéndose el cuerpo de soporte (2) dentro del cuerpo de cojinete (3).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de unión de cuerpo de soporte (5) y la superficie de unión de cuerpo de cojinete (6) están configuradas de forma cilíndrica.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque como cuerpo de soporte (2) está previsto un gorrón completamente cilíndrico, siendo colocado el cuerpo de cojinete (3) por deslizamiento sobre el exterior del cuerpo de soporte (2).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de unión de cuerpo de soporte (5) presenta una estructuración superficial (7), como por ejemplo un moleteado.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de fuerza magnética (16) está configurado de forma cilíndrica hueca, y para deformar el cuerpo de cojinete (3), el generador de fuerza magnética (16) se dispone radialmente en el exterior alrededor del cuerpo de cojinete (3).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de fuerza magnética (16) presenta una bobina (17) alimentada de corriente, aplicándose por medio de la bobina (17) una fuerza electromagnética sobre el cuerpo de cojinete (3).
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante la deformación del cuerpo de cojinete (3) se aplica una tensión en el cuerpo de cojinete (3) por medio de un primer electrodo (19) fijado al cuerpo de cojinete (3) y un segundo electrodo (20) fijado al cuerpo de cojinete (3), o el primer electrodo (19) y el segundo electrodo (20) se cortocircuitan.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de cojinete (3) está formado por un material de cuerpo de cojinete paramagnético, un material de cuerpo de cojinete ferromagnético o un material de cuerpo de cojinete diamagnético.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque antes de la deformación del cuerpo de cojinete (3), la superficie de unión de cuerpo de cojinete (6) se dispone a una distancia (18) de la superficie de unión de cuerpo de soporte (5) y porque el cuerpo de cojinete (3) es acelerado en dirección al cuerpo de soporte (2) por medio del generador de fuerza magnética (16), de modo que la superficie de unión de cuerpo de cojinete (6) incide en la superficie de unión de cuerpo de soporte (5) a una velocidad de impacto comprendida entre 10 m/s y 1000 m/s, en particular entre 100 m/s y 600 m/s, preferiblemente entre 250 m/s y 400 m/s.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una sobrecorriente limitada en el tiempo es emitida a la bobina (17) alimentada de corriente.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la sobrecorriente tiene una intensidad de corriente comprendida entre 10kA y 800kA, en particular entre 50kA y 600kA, preferiblemente entre 300kA y 480kA.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuerza magnética aplicada por el generador de fuerza magnética (16) actúa sobre el cuerpo de cojinete (3) en una sección parcial localmente limitada.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de soporte (2) presenta en su superficie de unión de cuerpo de soporte (5) un elemento conformado (2), como por ejemplo una ranura, y durante la deformación del cuerpo de soporte (3), este es presionado hacia dentro del elemento conformado (23), de modo que una superficie de deslizamiento (4) del cuerpo de cojinete (3) presenta elementos de superficie (24)
adaptados al elemento conformado (23).
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