ES2220853T3 - Jaula de rodamiento. - Google Patents

Abstract

Jaula obtenida por arrollamiento de un fleje de chapa (12) para cuerpos rodantes cilíndricos (5), especialmente jaula de agujas, con dos anillos laterales (1, 2) que están unidos uno con otro por medio de almas perfiladas (3) que forman cavidades (4), consistiendo las almas (3) en segmentos (10, 6, 7) que discurren paralelos uno a otro, que están situados en parte por dentro y en parte por fuera del círculo primitivo y que están unidos uno con otro por medio de segmentos (8, 9) que discurren oblicuamente con respecto al eje de la jaula, caracterizada porque en el estado perfilado, troquelado y no curvado del fleje de chapa (12) en la zona de los segmento oblicuos (8, 9) las cavidades (4), visto en planta, adoptan un recorrido curvado de tal manera que un primer arco convexo B1 situado por dentro en dirección axial hace transición a un segundo arco cóncavo B2 situado por fuera.

Description

Jaula de rodamiento.

Campo de aplicación de la invención

La invención concierne a una jaula formada por arrollamiento de un fleje de chapa para cuerpos rodantes cilíndricos, especialmente una jaula de agujas, con dos anillos laterales que están unidos uno con otro por medio de almas perfiladas que forman cavidades, consistiendo las almas en segmentos paralelos uno a otro que están situados en parte dentro y en parte fuera del círculo primitivo y que están unidos uno con otro por medio de segmentos que discurren oblicuamente con respecto al eje de la jaula.

Antecedentes de la invención

Una jaula construida de esta manera es ya conocida por el documento DE-OS 21 47 170. En este procedimiento conocido se parte de un fleje de chapa plano que se lleva por laminación al perfil de sección transversal deseado, troquelándose las cavidades para el alojamiento de los cuerpos rodantes antes del perfilado o a continuación del mismo y doblándose finalmente el fleje en redondo y soldándolo eventualmente en los puntos de empalme. En jaulas en M o W curvadas con perfil y dotadas de una pared tan delgada se mantienen sujetos los cuerpos rodantes por medio de cantos de retención dispuestos por dentro y por fuera del círculo primitivo. Las jaulas se fabrican a partir de chapa de pared delgada, dado que el pequeño espesor de pared hace posible una producción especialmente económica de las cavidades por efecto del troquelado. Sin embargo, esto tiene el inconveniente de que se forman fisuras de troquelado y superficies de troquelado en conjunto ásperas en las almas, es decir que las superficies de guía para los cuerpos rodantes son en conjunto ásperas e inexactas. No obstante, las superficies de alma ásperas contra las cuales atacan las agujas dan como resultado abrasión. Las superficies de alma inexactas a su vez conducen a un empuje axial y un ataque axial de las superficies frontales de la jaula contra las superficies de limitación axiales del cojinete con una considerable compresión superficial. En el caso de la disposición de cojinete de rueda loca en cajas de cambio de velocidades, esto puede conducir a que los cojinetes de rueda loca estén expuestos a considerables fuerzas transversales o de decalaje y tengan tendencia a movimientos de balanceo. Otro inconveniente viene dado por el troquelado de las cavidades antes del curvado en redondo del fleje de la jaula. En la jaula terminada las cavidades presentan entonces un perfil de forma de V en dirección al centro del cojinete, de modo que existe el riesgo de agarrotamiento de los cuerpos rodantes.

Partiendo de este estado de la técnica, se ha intentado en el documento DE 197 40 435 A1 evitar esta desventaja, es decir, la configuración en forma de V de las cavidades de la jaula en estado terminado de curvar que dan alojamiento a las agujas del cojinete. Esto se efectúa de tal manera que, después del troquelado de las cavidades por medio de un proceso de conformación adicional, conocido para el expertos bajo el término de estampación, se presiona las cavidades de la jaula mediante desalojamiento de su material hasta una forma necesaria para el funcionamiento preciso de la jaula. Esto quiere decir en primer lugar que los cuerpos rodantes se aplican al alma de la jaula en la zona del círculo primitivo y no, como hasta ahora, por dentro o por fuera del círculo primitivo. Gracias a este guiado en la zona del círculo primitivo, que viene proporcionado por superficies de guía de las cavidades que discurren paralelas una a otra, se evitan las fuerzas transversales o de decalaje no deseadas sobre la jaula.

Es desventajoso aquí el hecho de que este funcionamiento mejorado de la jaula ha de obtenerse mediante una operación adicional, la llamada estampación. La estampación se efectúa de tal manera que cada alma individual de una jaula es solicitada con una fuerza en ambos lados por dos herramientas estampadoras a manera de tenazas, de modo que se materializa un desalojamiento del material en la zona del alma. E evidente que esta tecnología de fabricación es muy complicada y, por tanto, cara debido a la complicada mecanización de cada alma individual.

Sumario de la invención

La invención se basa en el problema de desarrollar adicionalmente una jaula del género expuesto de tal manera que pueda materializar sus excelentes propiedades de rodadura, es decir, el ataque de los cuerpos rodantes en la zona del círculo primitivo, incluso sin una operación adicional durante su proceso de fabricación.

Según la invención, este problema se resuelve en la jaula del género expuesto conforme a la parte caracterizadora de la reivindicación 1 por el hecho de que en el estado perfilado, troquelado y no curvado del fleje de chapa en la zona de los segmentos oblicuos las cavidades, visto en planta, adoptan un recorrido curvado tal que un primer arco convexo B1 interior en dirección axial hace transición a un segundo arco cóncavo exterior B2.

Debido a la geometría de las cavidades ajustada según la invención, es decir, debido a la configuración especial de las almas en el salto del perfil entre segmentos situados por dentro y por fuera del círculo primitivo, se consigue que en el estado terminado de curvar el flanco de las cavidades en la transición del perfil discurra radialmente paralelo al centro de la cavidad e igualmente el flanco de la cavidad discurra axialmente paralelo al cuerpo rodante. Esto significa que el cuerpo rodante ataca, dentro de la zona del círculo parcial, en las almas individuales de la jaula. Dado que esta geometría de la cavidad se produce de la manera preconizada por la invención solamente por el troquelado, es decir, sin el proceso de estampación necesario según el estado actual de la técnica, esta jaula puede ser fabricada con mucha mayor rapidez y, por tanto, a un coste sensiblemente más bajo. La separación en si conocida entre la sujeción exterior e interior de los cuerpos rodantes. por un lado, y el ataque de los cuerpos rodantes en la jaula, por otro lado, se consiguen por primera vez según la invención única y exclusivamente por efecto de la geometría de la cavidad generada durante el troquelado, en combinación con el curvado en redondo del fleje para obtener una jaula terminada. Esto significa que la geometría de las cavidades en el fleje plano tiene que estar configurada de modo que, después del curvado en redondo, los cuerpos rodantes ataquen en la zona del círculo
primitivo.

En las reivindicaciones 2 a 5 se describen ejecuciones ventajosas de la invención.

Así, según la reivindicación 2, se ha previsto que la jauda esté configurada en forma de M, es decir que sus segmentos adyacentes a los anillos laterales y paralelos al eje de la jaula estén dispuestos por fuera del círculo primitivo. Cuando la jaula está configurada en forma de W según la reivindicación 3, sus segmentos adyacentes a los anillos laterales y paralelos al eje de la jaula están dispuestos por dentro del círculo primitivo.

Según otra característica conforme a la reivindicación 4, se ha previsto que la jaula esté guiada por fuera, por dentro o por cuerpos rodantes. Por último, según una última característica de la invención conforme a la reivindicación 5, la jaula deberá estar instalada en un cojinete de muñón de cigüeñal o en un cojinete de rueda planetaria, actuando sobre dicho cojinete en estos casos de aplicación, debido a los altos números de revoluciones, unas fuerzas grandes que requieren directamente jaulas de cojinete que funcionen con precisión.

De manera conveniente, en la fabricación de la jaula se parte de un fleje sin fin que, después de alcanzar su espesor deseado, es perfilado de manera correspondiente a la forma posterior deseada de la jaula. Después del perfilado del fleje de la jaula, se troquelan las cavidades antes de que los distintos trozos del fleje se arrollen en redondo formando un fleje de jaula, cuyos extremos de jaula se unen eventualmente uno con otro. El corte a medida de los distintos flejes de jaula de conformidad con el tamaño de la jaula posterior puede efectuarse antes del perfilado, después del perfilado o únicamente después del troquelado de las cavidades.

Se explica la invención con más detalle haciendo referencia al ejemplo de ejecución siguiente.

Breve descripción de los dibujos

Muestran:

La figura 1, un fragmento de una representación en perspectiva de una jaula en M según el estado actual de la técnica,

Las figuras 2 y 3, secciones longitudinal y transversal parciales, respectivamente, a través de una jaula según la figura 1,

La figura 4, una vista en planta de un fleje de jaula perfilado en una ejecución según la invención,

La figura 5, una sección a lo largo de la línea V-V de la figura 4,

La figura 6, una representación ampliada de un detalle X de la figura 4,

La figura 7, una sección transversal parcial a través de una jaula construida según la invención,

La figura 8, un fragmento de una representación en perspectiva de una jaula según la invención y

La figura 9, un fragmento de una jaula según la invención, en representación en perspectiva, considerada desde dentro.

Descripción detallada de los dibujos

La jaula representada en las figuras 1 a 3 según el estado actual de la técnica consta de los anillos laterales 1 y 2, los cuales están unidos uno con otro por medio de una pluralidad de almas perfiladas 3 distribuidas uniformemente en torno al perímetro. Las cavidades 4 así obtenidas para recibir cuerpos rodantes 5 están limitadas, por un lado, por los anillos laterales 1, 2 y, por otro lado, por las almas 3. Las almas 3 están acodadas en todo el círculo primitivo de los cuerpos redondos en dirección al centro del cojinete y constan de dos segmentos 6, 7 que se unen a los anillos laterales 1, 2 y que discurren paralelos al eje de la jaula. Los segmentos 6, 7 están situados por fuera del círculo primitivo y hacen transición a sendos segmentos 8, 9 dirigidos oblicuamente con respecto al eje de la jaula y que a su vez se reúnen formando un segmento 10 que discurre paralelo al eje de la jaula y que está situado por dentro del círculo primitivo. Los cantos interiores de los segmentos de alma 10 limitan la holgura radial de los cuerpos rodantes hacia dentro, mientras que la holgura radial hacia fuera está limitada por los segmentos de alma exteriores 6, 7. La figura 1 permite deducir también que en la zona de los segmentos oblicuos 8, 9, es decir, en la zona del perfilado de las almas, están presentes sendos espacios libres 11 a ambos lados del cuerpo rodante 5. Esta zona liberada es necesaria según el estado actual de la técnica para impedir un agarrotamiento de los cuerpos rodantes.

Como puede apreciarse en la figura 3, las cavidades 4 han sido configuradas en forma de V por el proceso de curvado del fleje de jaula troquelado, es decir que su anchura interna se hace más pequeña en dirección radial hacia adentro. El cuerpo rodante 5 ataca con su superficie de rodadura en el canto interior de los segmentos de alma 6, 7, de modo que es guiado por fuera del círculo primitivo con los inconvenientes descritos al principio. Estas condiciones de ataque desfavorable dentro de la disposición de cojinete se han representado por medio de una flecha que mira desde el centro del cuerpo rodante 5 en dirección a la superficie de ataque.

El fleje de chapa 12 mostrado en vista en planta en la figura 4 según la invención está perfilado y provisto de cavidades troqueladas 4 y no ha sido curvado. En los dos bordes que forman en estado curvado los anillos laterales 1, 2 de la jaula se unen unos segmentos 6, 7 que discurren paralelos al eje posterior de la jaula, es decir que en el estado curvado en redondo de la jaula éstos se encuentran por fuera del círculo primitivo. Por tanto, los anillos laterales 1, 2 los segmentos 6, 7 se encuentran en el mismo plano. Los segmentos 6, 7 se continúan en los dos segmentos oblicuos 8, 9, que se reúnen seguidamente formando el segmento 10. En el estado curvado, los segmentos 8, 9 discurren oblicuamente con respecto al eje de la jaula, mientras que el segmento 10 discurre paralelo a dicho eje y se halla por dentro del círculo
primitivo.

Es objeto de la invención el contorno de las cavidades 4 en la zona de los segmentos oblicuos 8, 9, es decir, en el salto del perfil. Como permite apreciar el desarrollo representado en forma ampliada en la figura 6, el contorno de las cavidades 4 en la zona del salto del perfil está configurado en forma de S de tal manera que el primer arco convexo B1 situado por dentro en dirección axial hace transición al segundo arco cóncavo B2 situado por fuera. Por tanto, el contorno de la cavidad 4 en el salto del perfil en dirección axial, considerado de dentro a fuera, adopta un recorrido convexo/cóncavo.

Como muestra la figura 5, en el salto del perfil los cantos de corte inferiores y superiores 13, 14 están dispuestos oblicuos uno respecto de otro, de modo que la cavidad 4 se abre en anchura hacia abajo. Debido al curvado en redondo en la dirección de la flecha, los cantos de corte inferiores 13 quedan orientados casi paralelos uno a otro, como muestra la figura 7. Por tanto, la aplicación de fuerza, representada en el dibujo por medio de la flecha F, es decir, el ataque de los cuerpos rodantes 5, se efectúa de manera ventajosa sólo en dirección periférica. Por consiguiente, la ventaja esencial de la invención consiste en que solamente por la configuración de la geometría de las cavidades en el salto del perfil durante el troquelado con el curvado en redondo del fleje para obtener una jaula se realiza la separación entre la sujeción de los cuerpos rodantes y el ataque de éstos en la jaula. En contraste con el estado actual de la técnica, estas condiciones de ataque favorables no se materializan por la estampación de las almas, sino única y exclusivamente por el contorno de las
cavidades.

Como muestra una comparación de las figuras 1 y 8, se consigue mediante la invención en el salto del perfil, es decir, en la zona de las almas 3 con los segmentos oblicuos 8 y 9 entre los cuerpos rodantes 5 y las almas 3, un asiento de forma casi lineal que se ha obtenido por efecto del contorno de la cavidad 4 y por el curvado en redondo del fleje 12 para obtener la jaula terminada. Debido a esto, se suprimen en el salto del perfil los espacios libres 11 visibles en la figura 1 a ambos lados del cuerpo rodante 5. Por último, en la figura 9 se muestra la vista interior parcial de una jaula según la invención. Se puede apreciar aquí también que en las zonas 8 y 9 se proporciona un contacto de forma lineal con los cuerpos rodantes
5.

Símbolos de referencia

1

Anillo lateral

2

Anillo lateral

3

Alma

4

Cavidad

5

Cuerpo rodante

6

Segmento

7

Segmento

8

Segmento

9

Segmento

10

Segmento

11

Espacio libre

12

Fleje

13

Canto de corte inferior

14

Canto de corte superior

B1

Arco convexo

B2

Arco cóncavo

Claims (5)

1. Jaula obtenida por arrollamiento de un fleje de chapa (12) para cuerpos rodantes cilíndricos (5), especialmente jaula de agujas, con dos anillos laterales (1, 2) que están unidos uno con otro por medio de almas perfiladas (3) que forman cavidades (4), consistiendo las almas (3) en segmentos (10, 6, 7) que discurren paralelos uno a otro, que están situados en parte por dentro y en parte por fuera del círculo primitivo y que están unidos uno con otro por medio de segmentos (8, 9) que discurren oblicuamente con respecto al eje de la jaula, caracterizada porque en el estado perfilado, troquelado y no curvado del fleje de chapa (12) en la zona de los segmento oblicuos (8, 9) las cavidades (4), visto en planta, adoptan un recorrido curvado de tal manera que un primer arco convexo B1 situado por dentro en dirección axial hace transición a un segundo arco cóncavo B2 situado por fuera.

2. Jaula según la reivindicación 1, caracterizada porque está configurada en forma de M y sus segmentos (6, 7) adyacentes a los anillos laterales (1, 2) y paralelos al eje de la jaula están dispuestos por fuera del círculo primitivo.

3. Jaula según la reivindicación 1, caracterizada porque está configurada en forma de W y sus segmentos (6, 7) adyacentes a los anillos laterales (1, 2) y paralelos al eje de la jaula están dispuestos por dentro del círculo primitivo.

4. Jaula según la reivindicación 1, caracterizada porque va guiada por fuera, por dentro o por los cuerpos rodantes.

5. Jaula según la reivindicación 1, caracterizada porque está instalada en un muñón de cigüeñal o en un cojinete de rueda planetaria.