MXPA01008907A - Rollo con cojinete autolubricado.. - Google Patents

Abstract

Se describe un rodillo con un cojinete autolubricante o el cojinete (10) que es formado mediante el moldeo de un inserto (12) de cojinete laminado, in-situ dentro de un soporte o miembro de nailon (14). El cojinete (10) proporciona un dispositivo autolubricante de una sola pieza para reemplazar los montajes de cojinetes de piezas multiples, convencionales, los cuales incluyen tipicamente un miembro de nailon que tiene un manguito metalico integral, rotablemente acoplado con un cojinete de aguja o liso, convencional. Una modalidad de la presente invencion incluye un rodillo (101) fabricado mediante ajuste a presion del inserto (12) de cojinete laminado en un miembro (14') laminado de un material metalico. Los rodillos (10) y (10') de la presente invencion tienen varias ventajas sobre la tecnica anterior, incluyendo la concentricidad mejorada entre la capa que soporta carga y el rodillo, tolerancias mas estrechas y la eliminacion de partes y pasos de montaje.

Description

ROLLO CON COJINETE AUTOLUBRICADO Descripción de la Invención Esta invención se refiere a un conectador libre de mantenimiento que tiene un rodillo con una combinación integral de capa de desgaste lúbrica/sustrato metálico. Los cojinetes de deslizamiento libres de mantenimiento que comprenden un sustrato metálico y una capa de cojinete de plástico, son conocidos. Tales cojinetes proporcionan medios convenientes para sujetar de manera rotable, pivotable o deslizable miembros múltiples uno hacia el otro de una manera libre de mantenimiento. Las aplicaciones para tales cojinetes incluyen aquellas que utilizan movimiento rotacional continuo tales como muñones o chumaceras para soportar un eje de accionamiento. Estos cojinetes son también adecuados para aplicaciones que emplean movimiento repetido en pivote tales como las bisagras de puertas automovilísticas, topes para puerta, pedales de freno y acelerador. Las aplicaciones adicionales incluyen aquellas que utilizan el movimiento alternado repetido tales como los absorbedores de choques para automóviles, motocicletas y bicicletas, y espárragos automovilísticos. Estos cojinetes pueden también ser utilizados en aplicaciones de trabajo menos pesado tales REF: 132827 como conexiones de barra múltiples comúnmente utilizadas en la industria de los automóviles para tapas de plataforma de camión y bisagras de capó. Tales cojinetes libres de mantenimiento pueden comprender una variedad de configuraciones, tales como, por ejemplo, bujes o cojinetes lisos, arandelas o cojinetes de empuje, almohadillas de colocación, placas de compuerta de válvula, y miembros de desgaste para una variedad de mecanismos. Un ejemplo de tal cojinete es vendido bajo la designación "Norglide®", disponible de Norton Performance Plastics Corporation, de Wayne New Jersey. Norglide comprende una hoja delgada de material de cojinete, tal como por ejemplo, un compuesto de PTFE (politetrafluoroetileno) unido sobre un respaldo metálico utilizando películas termoplásticas de alta temperatura (por ejemplo, PFA y ETFE) , calor y presión, como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,573,846 titulada "Cojinete Metálico Recubierto con Polifluorocarburo" . Una variedad de materiales Norglide® disponible de Norton es conocida como los cojinetes "Norglide® M" . Los cojinetes Norglide M son sustancialmente similares a los materiales Norglide como se discutieron anteriormente, pero éstos utilizan una capa de cojinete que tiene un J-jUí.A''~a'-tei8'a*-1""j6'ja* "rif- --- —•***' reforzamiento de tela metálica de malla abierta, colocado en éstos. Los ejemplos adicionales de cojinetes de este tipo general se describen en la Patente de los Estados Unidos No. 5,860,780 comúnmente cedida, titulada "Remache de Empuje Autolubricado" ; y en la Patente de los Estados Unidos No. 5,971,617, titulada "Cojinete Autolubricado" . Otros cojinetes autolubricados incluyen un cojinete "DU" disponible de The Glacier Metal Company Limited, Argule House, Joel Street, Northwood Hills, Middlesex HA6 1LN, Inglaterra. El cojinete DU consiste de un material compuesto, en el cual una capa de bronce porosa está unida a un refuerzo o respaldo metálico. La capa de bronce porosa es impregnada con un polímero tal como PTFE con una capa superior o revestimiento de polímero colocada sobre ésta. Como se mencionó anteriormente, estos cojinetes son fabricados mediante la aplicación de la capa de cojinete lúbrica a un sustrato sustancialmente plano y la formación subsecuente del laminado en geometrías deseadas, tales como bujes o casquillos cilindricos, remaches, etc. El espesor de las hojas del sustrato puede ser variado, dependiendo de los requerimientos estructurales de la aplicación particular. No obstante, al incrementar el espesor del sustrato se tiende a incrementar la dificultad de la formación del laminado resultante, para incrementar el radio mínimo al cual puede ser formado el laminado. Por esta razón, la mayoría de los cojinetes autolubricados discutidos anteriormente en la presente utilizan sustratos relativamente delgados, por ejemplo, que tienen un espesor del orden de aproximadamente 0.2-2 mm. Para aplicaciones de trabajo más pesado en las cuales las características estructurales incrementadas de un sustrato más grueso son deseadas, las técnicas de fabricación de cojinetes individuales han incluido la formación individual de las capas de sustrato y/o de autolubricación como miembros discretos, seguido por el montaje de dos partes discretas una a la otra. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 5,236,784, titulada "Material de Cojinete y Cojinete de Plástico" describe la preformación de un cilindro metálico tubular de una manera convencional, y subsecuentemente el moldeo de un material de cojinete de plástico a una superficie interna del cilindro, para formar un miembro de cojinete completado. De manera contraria, la Patente de los Estados Unidos No. 5,806,985, titulada "Guía de Varilla y Método para su Fabricación" describe la fabricación de un buje o casquillo tubular a partir de PTFE y la fabricación separadamente de un portador metálico discreto que tiene una superficie cilindrica interna con un diámetro mayor que el diámetro exterior del buje o casquillo. El buje es subsecuentemente ensamblado concéntricamente con el portador y asegurado en su sitio con un material de vaciado por matriz o troquel, tal como zinc. Aunque estos procedimientos de formación (conformación) de uno o más de los miembros antes de los procedimientos de montaje, pueden operar satisfactoriamente en algunas aplicaciones, esto no es sin desventajas. Por ejemplo, es más difícil en general formar una unidad adecuada entre la capa de plástico y el sustrato que en muchos de los cojinetes laminados anteriormente mencionados, debido a la dificultad de la aplicación de tanto calor y presión a las capas cilindricas como puede ser aplicado a los laminados planos. De este modo, estos cojinetes discretamente formados pueden experimentar vida reducida y/o ser más caros de fabricar que los cojinetes laminados en hoja. De este modo, existe una necesidad para un cojinete de rodillo, libre de mantenimiento, mejorado, que enfrente los problemas de la técnica anterior. De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, un cojinete de rodillo autolubricante incluye un inserto tubular que tiene un sustrato exterior y una capa de cojinete de carga interna unida a éste con una película adhesiva o una capa de amarre sinterizada. El inserto puede ser formado mediante el proceso de aplicación de la capa de cojinete de carga con la película adhesiva o la capa de amarre a una superficie sustancialmente plana del sustrato, aplicando calor y presión a ésta para elaborar un laminado, y formando el laminado en un tubo. Un miembro es luego integralmente acoplado con el sustrato exterior. En otro aspecto más de la presente invención, un método para la fabricación del cojinete de rodillo autolubricante incluye los pasos de: (a) la provisión de un sustrato sustancialmente plano (b) la sujeción de una capa de cojinete de carga de material lúbrico sobre el sustrato con película adhesiva; (c) la aplicación de calor y presión a la capa de cojinete de carga para provocar que una película adhesiva una la capa de cojinete de carga al sustrato; (d) la formación de la superficie sustancialmente plana del sustrato en un tubo que tiene la capa de cojinete de carga colocada sobre una superficie interior de la misma; y (e) la colocación del sustrato en acoplamiento superficie a superficie con una superficie tubular interna de un miembro, para formar un cojinete de rodillos. »^j.j*»*tefc La Figura 1 es una vista en planta de un conectador autolubricante de la presente invención; La Figura 2 es una vista transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 de la Figura 1, con porciones opcionales del conectador autolubricante de la presente invención, mostradas en líneas discontinuas; La Figura 3 es una vista transversal, a una escala agrandada, de una porción del conectador de la Figura 2 ; y La Figura 4 es una vista transversal en elevación de una modalidad alternativa de un conectador autolubricante de la presente invención, mostrado en una instalación típica, con porciones opcionales del mismo mostradas en líneas discontinuas. Como se muestra en los dibujos, la presente invención incluye un conectador 10 que puede ser fabricado como un buje (casquillo) o cojinete, como se muestra, formado mediante el moldeo de un inserto de cojinete laminado 12 in situ, dentro de un miembro de nailon o rodillo 14. El conectador 10 proporciona un dispositivo autolubricante de una sola pieza para reemplazar los montajes de cojinete de piezas múltiples, convencionales, los cuales típicamente incluyen un rodillo de nailon que tiene un manguito metálico integral rotablemente acoplado con un cojinete convencional liso o de aguja. Una modalidad alternativa de la presente invención incluye un conectador 10' fabricado mediante el ajuste a presión del inserto de cojinete laminado 12 dentro de un rodillo 14' fabricado a partir de un material metálico. Los conectadores 10 y 10' de la presente invención tienen varias ventajas sobre la técnica anterior, incluyendo la concentricidad mejorada entre el material de cojinete y el rodillo, tolerancias más estrechas y eliminación de las partes y pasos de montaje. A todo lo largo de esta descripción, los términos "autolubricado" o "de autolubricación" se referirán al uso de un material que muestra suficiente lubricidad para eliminar nominalmente la necesidad para la aplicación de un lubricante discreto a una superficie de cojinete o soporte. El término "axial" cuando se utiliza en conexión con un elemento descrito en la presente, se referirá a una dirección con relación al elemento, que está sustancialmente paralelo a su centro de rotación a como se muestra en las Figuras. Similarmente, el término "transversal" se referirá a una dirección sustancialmente ortogonal a la dirección axial. El término "cilindrico" se referirá a cualquier forma sustancialmente cilindrica, incluyendo las superficies texturizadas o lisas adaptadas para el acoplamiento por laminación con otro miembro, incluyendo una superficie provista con dientes tal como la superficie periférica de un engrane, o provista con roscados como sobre una superficie periférica de un neumático o rueda. Con referencia ahora los dibujos con detalle, el conectador 10 de la presente invención es mostrado en las Figuras 1-3. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, este conectador incluye un miembro 14 preferentemente en la forma de un rodillo que tiene una configuración sustancialmente tubular con superficies interna y externa 16 y 18, cilindricas, concéntricas, que tienen diámetros di y do, respectivamente. Estos diámetros definen un espesor de pared transversal t. Mientras que un rodillo puede ser preferido para algunas aplicaciones, el miembro 14 puede incluir alternativamente un miembro no circular que tiene un orificio colocado en éste del diámetro di, sin apartarse del alcance de la presente invención. Ambos extremos axiales del miembro 14 pueden estar abiertos, o en una alternativa, un extremo puede estar cerrado por una pared extrema 20 como se muestra en la Figura 2, para proporcionar el miembro 14 con una sección transversal axial en forma de U. Tal pared extrema 20 puede ser útil en algunas aplicaciones para limitar el movimiento axial del conectador 10 con relación a un eje o árbol (similar al eje 30 en la Figura 4) rotablemente acoplado con el conect?feglor 10, como será discutido más adelante en la presente. El miembro 14 puede ser fabricado a partir de cualquier material sustancialmente moldeable que tenga las características mecánicas adecuadas para una aplicación particular. Por ejemplo, los materiales poliméricos adecuados que incluyen materiales de termoendurecimiento y termoplásticos pueden ser utilizados. Ejemplos más específicos incluyen fluoropolímeros, acetal, policarbonato, poliimidas, polieterimida, polietercetona (PEEK) , polietileno, polipropileno, polisulfonas (por ejemplo polietersulfona) , poliamida (nailon) , sulfuro de polifenileno, poliuretano, poliéster, óxido de polifenileno, y mezclas y aleaciones de los mismos. Además, pueden ser utilizados PPS, PPS02 y la familia de policetona/éteres, aromáticos o alifáticos, PEÍ, nailon 46 y/o naylon 66. El inserto 12 de cojinete está colocado en acoplamiento concéntrico con la superficie interna 16 del miembro 14. El extremo abierto del miembro está preferentemente provisto con una pestaña 22 (como se observa mejor en la Figura 3) para limitar el movimiento axial del inserto 12 de cojinete con relación al miembro. Una pestaña similar puede ser proporcionada en el extremo cerrado, o alternativamente, el inserto 12 puede ser directamente acoplado con la pared extrema 20, como se muestra. De esta manera, el inserto 12 de cojinete es efectivamente capturado entre las pestañas 22 y/o una pared extrema 20 para prevenir nominalmente el movimiento axial del inserto con relación al miembro 14. Como también se muestra en la Figura 1, el miembro 14 incluye una o más cavidades o espacios vacíos 24 colocados dentro de la pestaña 22, formados mediante la colocación de los dedos o espaciadores (no mostrados) los cuales se acoplan con el inserto 12 de cojinete durante el moldeo por inyección del miembro, como se discutirá con detalle más adelante en la presente. Regresando ahora a la Figura 3, el inserto 12 de cojinete puede incluir un material de cojinete laminado del tipo discutido anteriormente en la presente, tal como el que es vendido bajo la marca Norglide®. Como se muestra, el inserto 12 incluye una capa 26 lúbrica, que soporta carga, laminada a un sustrato 28. El sustrato 28 puede ser fabricado a partir de varios metales, tales como acero, aluminio, acero inoxidable, acero en hoja de calidad para estirado, convencional, bronce u otras aleaciones, o a partir de plásticos, cerámicas o compuestos que utilizan fibras de vidrio o carbono. Se contempla también que un sustrato de acero recubierto con bronce poroso, tal como el que es utilizado en el cojinete DU anteriormente mencionado, puede ser utilizado en la fabricación del inserto 12 de cojinete. Como se anotó anteriormente, el cojinete DU consiste de un material compuesto en el cual la capa de bronce porosa es unida a un refuerzo o respaldo metálico y la capa de bronce porosa es impregnada con un polímero tal como PTFE con una capa superior o revestimiento de polímero colocado sobre ésta. Además, el sustrato 28 puede estar provisto con estructuras sobre éste, como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,971,617 anteriormente referida. La capa 26 que soporta carga puede comprender cualquier número de sustancias lúbricas adecuadas, tales como material polimérico o de plástico, incluyendo, por ejemplo los compuestos descritos en la Patente de los Estados Unidos 846 anteriormente referida. Los materiales de plástico preferidos incluyen en general sistemas poliméricos tolerantes a la temperatura que contienen polímeros orgánicos de alta temperatura de fusión, y/o sistemas caracterizados por un coeficiente de fricción relativamente bajo. Los materiales tienen que ser adecuados para la aplicación o laminación al material a partir del cual se fabrica el sustrato. A este respecto, los fluoropolímeros son películas adhesivas preferidas o capas de amarre para la unión de la capa 26 al sustrato 28. Por ejemplo, mediante la selección de una película adhesiva ¿titítlviití a*.* -**— •— *-~* *-*4Saát*¿ apropiada, puede ser laminado apropiadamente cualquier polímero orgánico como la capa 26 que soporta carga, a un sustrato metálico 28. Las películas fluoropoliméricas adhesivas adecuadas son descritas en las Patentes de los Estados Unidos anteriormente referidas 5,573,846 y 5,860,780. Además, la capa 26 que soporta carga y el sustrato 28 deben ser capaces de resistir temperaturas típicamente asociadas con el moldeo por inyección del miembro, como se discute en la presente. Ejemplos adicionales de materiales poliméricos útiles en la capa 26 que soporta carga incluyen fluoropolímeros (por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE) , etileno-propileno fluorado (FEP) , MFA, PCTFE y polímero de perfluoroalcoxi (PFA)), acetal, policarbonato, poliimidas, polieterimida, polietercetona (PEEK) , polietileno, polipropileno, polisulfonas (por ejemplo, polietersulfona) , poliamida (nailon) , sulfuro de polifenileno, poliuretano, poliéster, óxido de polifenileno, y mezclas y aleaciones de los mismos. Además, PPS, PPS02 y la familia de policetona/éteres aromáticos o alifáticos, PEÍ y/o nailon 46 pueden ser utilizados como la matriz continua. Los polímeros reactivos, tales como poliimidas, en forma sólida (película sin reaccionar) o en solución, pueden ser utilizados. Por ejemplo, la poliimida P84 disponible de Lending Co., que contiene posiblemente PTFE como un rellenador, puede ser recubierta directamente sobre el sustrato 28, el solvente evaporado y el polímero completamente imidizado. Estos polímeros reactivos pueden de este modo constituir la matriz continua. Otros polímeros tales como el polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMW PE) (el cual puede ser luego unido con adhesivos de más baja temperatura tales como EVA), o poliamidas, pueden también ser utilizados. El laminado de la capa 26 y el sustrato 28 es preferentemente fabricado como una hoja plana, y luego sujeto a calor y presión tal como mediante la inserción entre platinas calientes de una prensa, en donde se forma una unión relativamente fuerte entre la capa 26 y el sustrato 28. El laminado formado de esta manera sirve de este modo como un inserto de cojinete adecuado para el uso en la presente invención, y puede ser además formado o conformado en cualquier número de tipos de cojinete específicos de aplicación, tales como bujes o cojinetes lisos, arandelas de empuje, y placas de deslizadera, etc. Por ejemplo, las placas de deslizadera pueden ser formadas mediante la utilización de porciones planas cortadas en círculos, cuadrados u otros polígonos. Los bujes o cojinetes lisos para el uso en las modalidades mostradas en las Figuras 1-4 pueden ser formados mediante el corte del laminado de cojinete en tiras. Cada una de estas tiras, a su vez, puede ser formada en cilindros huecos, con la capa 26 que soporta la carga colocada sobre la superficie cilindrica interna de la misma para formar el inserto 12 de cojinete como se muestra en las Figuras 1-4. Alternativamente, la capa 26 puede ser colocada sobre la superficie exterior de los cilindros huecos para otras aplicaciones. Los pasos de formación adicionales pueden ser proporcionados si es necesario para aplicaciones específicas. Por ejemplo, los insertos 12 de cojinete cilindrico pueden ser ensanchados (no mostrados) utilizando técnicas familiares para aquellos expertos en la técnica, tal como se describe en el catálogo "Norglide, Norton, Performance Plastics" el No. PPL-E-067-1, fechado en Noviembre de 1993, (de aquí en adelante el "catálogo Norglide") el cual es completamente incorporado por referencia en la presente. Una vez apropiadamente formado, el inserto 12 de cojinete es colocado dentro de una cavidad de molde de un aparato de moldeo convencional tal como una máquina de moldeo por inyección (no mostrada) . La cavidad del molde es ajustada a tamaño y conformada de una manera conocida para producir un miembro 14 de geometría deseada. En una modalidad preferida como se muestra, la cavidad del molde es ajustada a tamaño y conformada para producir un miembro 14 en la forma de un rodillo u otro dispositivo tipo rueda, t h&.? ¿. *:.í AÍ ! .- & con el inserto mantenido en orientación concéntrica con éste, mediante el uso de una espiga o eje de localización, concéntricamente colocado (no mostrado) acoplado con la capa 26 que soporta la carga. Los espaciadores o dedos (no mostrados) son preferentemente utilizados para mantener el inserto 12 de cojinete en relación axialmente espaciada a la pared corriente abajo del molde, para facilitar la formación de la pestaña 22. En la modalidad mostrada, el material del miembro es inyectado dentro de la cavidad del molde próxima a la pared extrema 20 del mismo, para fluir en general axialmente hacia el extremo abierto, para definir de este modo la dirección corriente abajo. Una persona experta en la técnica reconocerá que la presión generada por el material inyectado tiende a empujar el inserto 12 de cojinete axialmente hacia el extremo abierto de la cavidad. Los espaciadores nominalmente previenen tal movimiento para mantener el espaciamiento deseado, requerido para formar la pestaña 22. El inserto 12 de cojinete es de este modo efectivamente el inserto moldeado (por ejemplo moldeado in-situ) con el miembro 14. Se debe entender no obstante, que el material del miembro puede ser inyectado a partir de cualquier dirección, con cualquier medio adecuado utilizado para prevenir el movimiento no deseado del inserto 12 de cojinete, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por ejemplo, el material del miembro puede ser inyectado desde el extremo abierto del miembro y espaciadores proporcionados en el extremo cerrado del mismo. Ventajosamente, la presente invención proporciona un conectador 10 autolubricado el cual tiene las características de unión deseables proporcionadas por los laminados de cojinete anteriormente mencionados, mientras que también tiene las características estructurales relativamente robustas proporcionadas por el espesor t de la pared del miembro 14. A este respecto, el espesor t puede ser significativamente mayor (por ejemplo, un orden de magnitud o más) que el espesor del sustrato 28. Además, como se mencionó anteriormente en la presente, la resistencia de unión deseada es lograda en parte por la presión a la cual la capa 26 es capaz de ser aplicada al sustrato 28, cuando está en su configuración plana, tal como mediante el uso de una prensa de alta presión. La presente invención también proporciona el alineamiento mejorado (por ejemplo, concentricidad) entre el inserto 12 del cojinete y el miembro 14. Esta concentricidad es lograda debido a la precisión con la cual el inserto 12 de cojinete puede ser coaxialmente alineado con la cavidad del molde antes de la operación de moldeo. La presente invención puede ser utilizada de este modo ventajosamente Í,¿^A^.Aii^-Ai^-fe*^''^*--'-^'- -^^'^A-ate"-J^^^^-^ .-<a-«^.jto-.&»MStt¡t-tt»>- .-*!**, -*. , *~ ~ para reemplazar montajes convencionales que utilizan un miembro acoplado con un cojinete de aguja discreto. La presente invención proporciona además el costo reducido del conjunto de componentes y el costo reducido de la labor, con relación a los montajes de la técnica anterior. Por ejemplo, en una aplicación típica, la presente invención puede proporcionar una reducción de aproximadamente 25% en el costo del miembro, con relación a la técnica anterior, mientras que también se elimina el paso de labor de la técnica anterior de ensamblar un cojinete de aguja discreto dentro del miembro. Aunque el miembro 14 es preferentemente moldeado por inyección a partir de un material polimérico con el inserto de cojinete 12 moldeado in-situ en éste, en una modalidad alternativa (no mostrada) el miembro 14 puede ser fabricado separadamente, con el inserto 12 subsecuentemente ensamblado a éste. Por ejemplo, el inserto 12 del cojinete puede ser ensamblado dentro del miembro 14 después de la fabricación del mismo, y mantenido en éste utilizando adhesivos adecuados, etc., o mediante ajuste a presión del inserto 12 dentro del miembro. Tal montaje facilita la fabricación del miembro 14 a partir de una variedad de materiales diferentes de los materiales moldeables por inyección, anteriormente mencionados, tales como compuestos reforzados con fibra y/o materiales metálicos. Una persona L-f ÁfefcAafaig ,& t-j>% . ' *.* $*& *.***.-de experiencia en la técnica reconocerá que la pestaña 22 puede ser eliminada para facilitar tal inserción y/o proporcionada después de la inserción mediante diversas técnicas tales como mediante estampado del miembro mediante encolado o sujetando de otro modo una pestaña discreta al miembro . En otra variación más de la presente invención, un miembro no metálico 14 puede ser proporcionado con un manguito integrado 15, mostrado en líneas discontinuas en la Figura 1, fabricado mediante cualquier técnica conveniente tal como moldeo in-situ en éste, de la manera descrita anteriormente en la presente. El inserto 12 de cojinete puede ser luego instalado en acoplamiento concéntrico superficie a superficie con el manguito 15. Por ejemplo, el manguito 15 puede ser fabricado a partir de un material metálico, y el inserto 12 de cojinete instalado mediante ajuste a presión en éste. Además, el manguito 15 puede incluir una superficie exterior texturizada, tal como, por ejemplo, incluyendo dedos 17 que se extienden radialmente hacia fuera, los cuales sirven para anclar el manguito 15 dentro del miembro 14. El uso de este manguito 15, con o sin los dedos 17, hace posible ventajosamente que el conectador 10 de la presente invención sea utilizado en aplicaciones relativamente de trabajo pesado. iti?a JA ?~ *- *-.-**<- J- * Aunque ha sido descrito un método preferido de fabricación, los pasos del mismo pueden ser modificados, eliminados o realizados en secuencia variante. La aplicación de la capa que soporta carga puede ser realizada ya sea antes o después del ensanchamiento de uno o ambos extremos de la misma. A este respecto, la fuerza de unión adecuada entre la capa de cojinete 26 y el sustrato 28 puede ser lograda por medio de una película adhesiva y la aplicación de calor y/o presión a este montaje para laminarla mediante cualesquiera medios convenientes, tal como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,573,846. Procedimientos adicionales para mejorar la fuerza de unión incluyen técnica tales como la texturización o la provisión de estructuras a la superficie del sustrato, como se describe en la patente No. 5,971,617 anteriormente referida, o mediante la interposición de una tela u otra malla entre el sustrato y la capa 26, como se utiliza en el material de cojinete "Norglide® M" anteriormente referido. Los cojinetes menos efectivos de la técnica anterior descritos anteriormente en la presente, carecen de tal unión entre el sustrato y la capa que soporta carga . Regresando ahora a la Figura 4, una modalidad alternativa de la presente invención incluye un conectador 10' mostrado en una instalación tipo rodillo, típica. En Íí¡.-Á l~?á*J. iiÍii .,i,^ ,* ? *.. .< *.. ¡M(?*.< Mii?*L**. a&ttaxs * ?**¡ * - .*.. - ¿as,;*- h¿¿ esta modalidad, el inserto 12 de cojinete formado como un tubo, como se muestra y se describe anteriormente en la presente, es integralmente instalado en un miembro 14' el cual está abierto en ambos extremos axiales del mismo. El miembro 14 ' puede ser fabricado a partir de cualquiera de los materiales anteriormente descritos, incluyendo materiales poliméricos o compuestos tales como resinas reforzadas con fibra (por ejemplo fibra de carbono o de aramida, etc.,) u otras matrices, compuestos de nailon/caucho tal como nailon 66, y materiales metálicos. En una modalidad, el miembro 14 ' es fabricado a partir de un material metálico para el uso en puertas deslizantes para automóviles y similares. En una variación de esta modalidad, el miembro 14' es fabricado a partir de un material polimérico como se describe anteriormente en la presente con o sin el manguito 15 y/o los dedos 17 (mostrados en líneas discontinuas). El conectador 10' es preferentemente fabricado mediante ajuste a presión del inserto 12 de cojinete dentro del miembro 14' en el caso en que el miembro 14 ' sea fabricado de un material metálico y/o utilice un manguito metálico 15. Alternativamente, el inserto 12 puede ser moldeado in-situ o encolado en su sitio como se describe anteriormente en la presente con respecto al conectador 10.

Una vez ensamblado, el montaje 10' puede ser instalado como se muestra, sobre un ángulo 30 que incluye un remache cilindrico 32 colocado en acoplamiento superficie a superficie con la capa 26 que soporta carga (Figura 3) del inserto 12. En la modalidad mostrada, el cojinete 10' de rodillo es capturado entre un hombro 34 y la pestaña 36 para prevenir nominalmente el desprendimiento del cojinete 10' desde el eje 30 durante la operación del mismo. Además de las ventajas discutidas anteriormente en la presente con respecto al conectador 10, incluyendo el costo reducido del miembro y el montaje simplificado, etc., una modalidad del conectador 10' fabricado como un cojinete de rodillos proporciona corrosión mejorada y resistencia al desgaste con relación a los cojinetes de rodillos sellados, convencionales para la vida mejorada del cojinete. Por ejemplo, los ahorros en el costo de aproximadamente 30-50 por ciento son esperados con relación a los cojinetes de rodillos sellados, convencionales, de tamaño similar, tales como los cojinetes Torrington de rodillos sellados, comerciales . Se espera que el rendimiento o funcionamiento mejore por aproximadamente 10-20 por ciento, como es comúnmente determinado mediante la medición del espacio libre o juego del cojinete después del uso. Una prueba tal en el uso común mide el ángulo al cual un eje 30 (Figura 4) puede ser movido o meneado con relación al eje a del miembro 1 . Aunque la presente invención ha sido mostrada y descrita en la presente con un miembro 14 y 14 ' que tiene una superficie periférica cilindrica adaptada para el acoplamiento por laminado con otro componente, el miembro 14 y/o 14 ' puede estar provisto con una superficie periférica sustancialmente de cualquier configuración, ya sea o no adaptado para el movimiento con relación al otro componente, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Un ejemplo de tal configuración incluye una aplicación en la cual la superficie periférica del miembro 14 y 14' está rígidamente sujetada al otro componente, tal como para impartir movimiento traslacional a éste Ejemplo 1 Fue formado un conectador 10 como un cojinete sustancialmente como se muestra y se describe con respecto a las Figuras 1-3, utilizando un inserto tubular 12 formado a partir de una tira de material de cojinete laminado "Norglide® M 1.0" de 1 mm de espesor (por ejemplo que tiene un sustrato de acero 28 de 0.5 mm de espesor con una capa 26 de cojinete de PTFE de 0.5 mm de espesor que incluye un mallado metálico de 0.25 mm de espesor). Antes de la formación en la forma tubular, la tira tenía una longitud de aproximadamente 47 mm y una anchura de aproximadamente 16 mm. El inserto tubular 12 fue moldeado por inserto dentro de un miembro 18 fabricado a partir del polímero Delrin® 100, y provisto con un diámetro interno di de aproximadamente 13.7 a 13.8 mm, un diámetro externo do de aproximadamente 25.4 a 25.6 mm y una longitud 1_ (Figura 2) de aproximadamente 24 mm. Este cojinete ejemplar 10 operado exitosamente en una aplicación de asiento para tractor, mientras que proporciona también una reducción de aproximadamente 25 por ciento en el costo de material con relación al dispositivo de la técnica anterior de dos piezas, que incluye un miembro Delrin similar, que tiene un manguito metálico tubular integral, ensamblado a un cojinete de aguja convencional. El cojinete 10 de una sola pieza también eliminó el paso de montaje asociado con el dispositivo de dos piezas de la técnica anterior.

Ejemplo II En otro ejemplo más, los conectadores 10 son formados sustancialmente como se describe en el Ejemplo 1, utilizando un inserto tubular 12 respectivamente formado a partir de las tiras de "Norglide® M" y "Norglide® T" que J bL* ? tíl¡* ii***<:*-^t^ tienen un sustrato metálico 28 fabricado de acero o aluminio con un espesor de 0.2 a 2.0 mm, con una capa 26 de cojinete de PTFE de 0.25 a 1 mm de espesor. Los insertos tubulares 12 son moldeados por inserto dentro de los miembros 14 fabricados a partir de nailon (poliamida) , y provistos con un diámetro interno di de aproximadamente 6 a 30 mm y un diámetro externo do de aproximadamente 10 a 70 mm. Estos cojinetes ejemplares se espera que operen exitosamente, al tiempo que proporcionan una reducción de aproximadamente 20 a 30 por ciento en el costo del material, con relación a los dispositivos de la técnica anterior, de dos piezas, de tamaño similar, del tipo descrito en el Ejemplo I, al tiempo que elimina también el paso de montaje asociado con tal construcción de dos piezas.

Ejemplo III En un ejemplo adicional, los cojinetes 10 son formados sustancialmente como se describe en el Ejemplo II, utilizando insertos tubulares 12 los cuales son insertados dentro de los miembros 18 fabricados a partir de un material compuesto o metálico y asegurado a éste mediante adhesivo o mediante ajuste a tamaño de los insertos y miembros, para proporcionar un ajuste de interferencia (por d*A .¿ a .Íak??*i?.. ^^to¿g^^g£^^¿^_^^ ejemplo, ajuste a presión) uno con el otro. Se espera que estos cojinetes ejemplares operen exitosamente, al tiempo que proporcionen aproximadamente una reducción del 20 al 30 por ciento en el costo de material con relación a los dispositivos de la técnica anterior, de dos piezas, de tamaño similar, del tipo descrito en el Ejemplo I.

Ejemplo IV En ejemplos adicionales de la presente invención, los conectadores 10' fueron formados sustancialmente como se muestra y describe con respecto a la Figura 4, utilizando respectivamente los insertos tubulares 12 formados a partir de las tiras de "Norglide® M 1.0", "Norglide® T 1.0" Norglide® Pro 1.0 y Norglide® M 1.0 con Exanol , de 1.0 mm de espesor (que tiene un sustrato de acero 28 de 0.5 mm de espesor con una capa 26 de cojinete de PTFE de 0.5 mm de espesor). Las tiras fueron ajustadas a tamaño y conformadas para proporcionar un ajuste por interferencia con los miembros 14 ' fabricados a partir de acero, y que tienen un diámetro interno di dentro de un intervalo de aproximadamente 8.8 a 9.1 mm. El diámetro externo do del miembro 14 ' estuvo dentro de un intervalo de aproximadamente 15 a 30 mm. Estos cojinetes ejemplares 10' operaron exitosamente, al tiempo que proporcionaron una reducción de aproximadamente 30 a 50 por ciento del costo del material con relación a un cojinete de miembro sellado, Torrington, convencional, de tamaño similar. Estos cojinetes 10' también mostraron resistencia mejorada contra la corrosión y un mejoramiento de aproximadamente 10-20 por ciento en la vida de desgaste con relación a los cojinetes de miembro sellado, tal como se determinó mediante la medición de la deflexión axial del cojinete después del uso.

Ejemplo V En un ejemplo adicional, los cojinetes 10' son formados sustancialmente como se describe en el Ejemplo IV, utilizando un inserto tubular 12 formado a partir de una tira de "Norglide® M" o "Norglide® T" que tiene un sustrato metálico 28 fabricado a partir de acero o aluminio con un espesor de 0.2 a 2.0 mm, con una capa 26 de cojinete de PTFE de 0.25 a 1 mm de espesor. Los insertos tubulares 12 son moldeados por inserto dentro de los miembros 14 ' fabricados a partir de un material polimérico, y provistos con un diámetro interno di de aproximadamente 10 a 30 mm y un diámetro externo do de aproximadamente 15 a 50 mm. Se espera que estos cojinetes ejemplares operen exitosamente, mientras que proporcionan una reducción de aproximadamente ¡-tt»-. k?imi-.-ia,_-.j-. ihip li ** ** *^^^^^^^^^^^^¡ ^W^ ßM^¡¿g**gj3&Z 30a 50 por ciento en el costo de material con relación a los cojinetes de miembro sellado como se describe en el Ejemplo IV, al tiempo que proporcionan también resistencia mejorada contra la corrosión y un mejoramiento de 10 a 20 por ciento en la vida de desgaste.

Ejemplo VI En un ejemplo adicional, los cojinetes 10' son formados sustancialmente como se describe en el Ejemplo V, con la excepción de que los miembros 14 ' son fabricados a partir de un material polimérico, con los manguitos 15 integralmente colocados en éste. Los insertos tubulares 12 son ajustados a presión dentro de los manguitos.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. lttt?uA**at - &£*&!*.**- im*** . -J, *?^ J- eS j>m?l?* 2&*sa* . t ? t»iMa-Ji I

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un cojinete de rodillos autolubricante, caracterizado porque comprende: un inserto cilindrico que tiene un sustrato y una capa que soporta carga, unida a éste; el inserto es formado mediante el proceso de unión de la capa que soporta carga a una superficie sustancialmente plana del sustrato, mediante la aplicación de calor y presión a éste para elaborar un laminado, y formando el laminado en un cilindro tubular con una capa interna que soporta carga; y un miembro integralmente acoplado con el sustrato; el miembro tiene una superficie de acoplamiento cilindrica, periférica adaptada para el acoplamiento por laminado con un componente, en donde el cojinete de rodillos está adaptado para el acoplamiento móvil simultáneo con al menos dos componentes discretos. 2. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque

I????ÍM».f r*?'*- rrtr*'»- - *****«*^ -*-* , .,Ji»^¡ t!Dil-.. la capa que soporta la carga está unida al sustrato por medio de una película adhesiva o por medio de una capa de bronce porosa impregnada con un fluoropolímero.

3. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro es formado mediante moldeo por inyección.

4. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro es fabricado a partir de un material metálico.

5. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro es fabricado a partir de un material polimérico

6. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 5 caracterizado porque el miembro es fabricado a partir de un material del grupo que consiste de: fluoropolímeros, acetal, policarbonato, poliimidas, poliéterimida, poliétercetona (PEEK) , polietileno, polipropileno, polisulfonas (por ejemplo poliétersulfona) , poliamida (nailon) , sulfuro de polifenileno, poliuretano, poliéster, óxido de polifenileno, y mezclas y aleaciones de los mismos.

7. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro tiene una superficie sustancialmente cilindrica, ^^^^^¡^^^^*|ga^^^l^^^^^^^^^ft,^^£íiíSjBsaia^^ el miembro tubular es insertado dentro del miembro, y el sustrato es colocado en acoplamiento superficie a superficie con la superficie interna sustancialmente cilindrica del miembro.

8. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 7 caracterizado porque el miembro comprende además una superficie exterior, la superficie exterior es sustancialmente cilindrica y está colocada concéntricamente con la superficie cilindrica.

9. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 8 caracterizado porque el miembro es un dispositivo tipo rueda.

10. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato es fabricado a partir de un material metálico.

11. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sustrato es fabricado a partir de acero.

12. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sustrato es fabricado a partir de aluminio.

13. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que soporta carga comprende un material plástico lúbrico.

14. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la capa que soporta carga se selecciona del grupo que consiste de fluoropolímeros, poliimida y cetonas aromáticas, y combinaciones de los mismos.

15. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la capa que soporta carga comprende además al menos un rellenador seleccionado del grupo que consiste de carbono, grafito, óxido de aluminio, carburo de silicio, nitruro de boro, nitruro de silicio, vidrio, bronce, fluoropolímero, silicona, disulfuro de molibdeno y combinaciones de los mismos .

16. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que soporta carga y el adhesivo son fabricados como una monocapa que comprende una mezcla polimérica.

17. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la monocapa comprende PFA y PTFE.

18. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la monocapa es alternadamente producida por extrusión por fundido si el PFA es predominante y mediante biselado de la hoja si el PTFE es predominante.

19. El cojinete de rodillos autolubricante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato es acoplado con el miembro mediante una técnica seleccionada del grupo que consiste de ajuste a presión y ajuste por chasquido.

20. Un método para la fabricación de un cojinete de rodillos de autolubricación, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) la provisión de un sustrato sustancialmente plano; (b) la sujeción de una capa que soporta carga de material lúbrico sobre el sustrato, con una película adhesiva o una capa de amarre de bronce poroso. (c) la aplicación de calor y presión a la capa que soporta carga, para provocar que la película adhesiva o la capa de amarre porosa unan la capa de cojinete de carga al sustrato; (d) la formación de la superficie sustancialmente plana del sustrato en un tubo que tiene la capa que soporta carga colocada sobre una superficie interna del mismo; y (e) la colocación del sustrato en acoplamiento superficie a superficie por una superficie tubular interna de un miembro para formar un cojinete de rodillo.