PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE UN ÁRBOL DE COMPENSACIÓN FORJADO EN ESTAMPA.

Procedimiento de fabricación de un árbol de com-pensación (1) forjado en estampa para un mecanismo de compensación de masas de un motor de combustión interna,

cuyo árbol de compensación (1) presenta un plano de desequilibrio (11) abarcado por su eje de rotación (9) y un centro de gravedad de masa excéntrico (10) y al menos un muñón de apoyo (3) cuya superficie envolvente exterior sirve de pista de rodadura (5) para un rodamiento de soporte del árbol de compensación (1) en el motor de combustión interna, caracterizado porque el árbol de compensación (1) se forja en una estampa con una división (15) de la misma que discurre en la dirección del eje de rotación (9) y que está girada con respecto al plano de desequilibrio (11)

Campo de la invención 5

La invención concierne a un procedimiento de fabrica-ción de un árbol de compensación forjado en estampa para un mecanismo de compensación de masas de un motor de com-bustión interna. El árbol de compensación presenta un pla-no de desequilibrio abarcado por su eje de rotación y un 10 centro de gravedad de masa excéntrico, así como al menos un muñón de apoyo cuya superficie envolvente exterior sir-ve de pista de rodadura para un rodamiento que soporta al eje de compensación en el motor de combustión interna.

El documento DE 101 15 536 A1 muestra un árbol de 15 compensación para un motor de combustión interna según el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención

Los árboles de compensación utilizados, como es sabi-do, en motores de combustión interna para compensar par-20 cial o completamente fuerzas y/o pares de masa libres se fabrican usualmente a partir de piezas brutas fundidas o forjadas. Como clases de apoyo del árbol de compensación en el motor de combustión interna se tiene que, aparte de un apoyo de deslizamiento, se conocen también las posibi-25 lidades de un apoyo de rodadura o de un apoyo de desliza-miento-rodadura combinados, estando formada la pista de rodadura para los cuerpos rodantes por un aro interior del rodamiento calado sobre el muñón de apoyo o, como se ha previsto en la presente invención, directamente por la su-30 perficie envolvente exterior del muñón de apoyo.

Sin embargo, la clase de apoyo últimamente citada puede ser desventajosa en el caso de un árbol de compensa-ción forjado en estampa debido a que el sitio del muñón de

apoyo más cargado y barrido permanentemente por cuerpos rodantes está situado en el plano de desequilibrio al lado del centro de gravedad de masa y el plano de desequili-brio, como es usual hasta ahora, coincide con la división de la estampa de forja. Aunque esta división de la estam-5 pa, debido al árbol de compensación sustancialmente simé-trico con respecto a su plano de desequilibrio, ofrece considerables ventajas no solo en cuanto al coste de fa-bricación entonces relativamente pequeño para las mitades de la estampa, sino también en cuanto a las fuerzas de la 10 herramienta que han de soportarse durante el proceso de forja, se puede producir en el sitio más cargado del muñón de apoyo una confluencia de las fibras del material del árbol de compensación que no sea apta en materia de es-fuerzos. Debido a las fibras interrumpidas por la división 15 de la estampa y que no se unen allí homogéneamente, las impurezas encerradas en el material pueden ser transporta-da de dentro a fuera hasta la superficie del muñón de apo-yo durante el proceso de forja del árbol de compensación y el flujo de material inherente en el área de la zona de 20 carga. Estas impurezas pueden ser entonces un punto de partida para daños prematuros por fatiga en el sitio más cargado de la pista de rodadura para el rodamiento.

Problema de la invención

Por tanto, la presente invención se basa en el pro-25 blema de perfeccionar el proceso de forja de un árbol de compensación de la clase citada al principio de modo que se elimine el inconveniente citado con medios sencillos. Por consiguiente, como resultado, la pieza bruta de forja deberá formar ya la base del material para la seguridad de 30 funcionamiento del árbol de compensación correspondiente al requisito de vida útil del motor de combustión interna.

Sumario de la invención

Según la invención, este problema se resuelve con las

características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1, mientras que en las reivindicaciones subordi-nadas pueden encontrarse perfeccionamientos y ejecuciones ventajosos de la invención. Según esto, se ha previsto que el árbol de compensación se forje en una estampa con una 5 división de estampa que discurra en la dirección del eje de rotación y que esté girada con respecto al plano de desequilibrio. Como se ilustra también con ayuda de un ejemplo de realización de la invención que se explica más adelante, el giro de la división de la estampa según la 10 invención conduce a una estructura del material del muñón de apoyo que, en el área del plano de desequilibrio alta-mente cargado, presenta un recorrido de las fibras apro-piado en materia de esfuerzos, es decir, ininterrumpido y homogéneo, en beneficio de una pista de rodadura para el 15 rodamiento de soporte del árbol de compensación que esté al menos ampliamente libre de impurezas y que se mantenga inalterada a lo largo de su vida útil.

En un perfeccionamiento preferido de la invención se ha previsto que la división de la estampa discurra en di-20 rección sustancialmente ortogonal al plano de desequili-brio. Aparte de una carga de fuerza ventajosamente simé-trica de las mitades de la estampa sobre sí mismas, esta orientación de la división de la estampa conduce sobre to-do a que el recorrido no homogéneo de las fibras discurra 25 simétricamente a ambos lados del plano de desequilibrio. Esto conduce, en el área de la pista de rodadura, a ángu-los periféricos lo más grandes posible a ambos lados del plano de desequilibrio en el muñón de apoyo con recorrido homogéneo de las fibras. Sin embargo, por el término “sus-30 tancialmente ortogonal” se han de entender también ángulos entre el plano de desequilibrio y la división de la estam-pa que se desvíen de 90º en un valor que vaya más allá de la amplitud de fluctuación de tolerancias generales usua-

les, en tanto que se ajuste en el área del plano de des-equilibrio, mediante el proceso de forja, un recorrido de las fibras del muñón de apoyo que se acomode suficiente-mente a los esfuerzos en el sentido de la invención.

Por último, se ha previsto una división de la estampa 5 acodada en dirección al eje de rotación, en donde la divi-sión de la estampa, en al menos un tramo del árbol de com-pensación contiguo al muñón de apoyo, discurre en direc-ción al centro de gravedad de masa y en posición decalada con respecto al eje de rotación de dicho árbol. La divi-10 sión acodada de la estampa no solo tiene en cuenta la geo-metría característica del árbol de compensación, sino que hace posible también que la estructura más débil del material en el área del recorrido no homogéneo de las fibras sea obligada a seguir el recorrido de la llamada fibra 15 neutra, que también se denomina línea de tensión nula.

Breve descripción de los dibujos

Otras características de la invención se desprenden de la descripción siguiente y de los dibujos, en los que se representa un ejemplo de realización de la invención. 20 Muestran:

La figura 1, la sección transversal I-I de un árbol de compensación según la figura 3 forjado con arreglo al procedimiento de la invención,

La figura 2, la sección transversal I-I de un árbol 25 de compensación según la figura 3 forjado con arreglo a un procedimiento conocido y

La figura 3, el árbol de compensación en sí conocido en el estado de la técnica, en representación en perspec-tiva. 30

Descripción detallada de los dibujos

Se desprende de la figura 3 un árbol de compensación 1 – en sí conocido para el experto – para un mecanismo de compensación de masas – también conocido y no representado

aquí – de un motor de combustión interna en estado ya ter-minado de mecanizar. El mecanismo de compensación de masas sirve en este caso para compensar fuerzas de masa de se-gundo orden en un motor de varios cilindros en línea y comprende dos de los árboles de compensación 1 representa-5 dos, que giran en sentidos contrarios con doble número de revoluciones que el cigüeñal. El árbol de compensación 1 es accionado en un tramo de accionamiento 2, por ejemplo, a través de una rueda de cadena o una rueda dentada y está apoyado radialmente en dos muñones de apoyo 3 dentro de 10 una carcasa del motor de combustión interna. Para el apoyo radial se han previsto dos rodamientos no representados aquí tampoco con detalle, para cuyos cuerpos rodantes 4 (véanse las figuras 1 ó 2) la respectiva superficie envol-vente exterior de los muñones de apoyo 3 sirve de pista de 15 rodadura interior 5. Los rodamientos consisten preferible-mente en casquillos de agujas que ahorran espacio de mon-taje radial y que, como es sabido, están constituidos por un aro exterior de pared delgada conformado sin...

1. Procedimiento de fabricación de un árbol de com-pensación (1) forjado en estampa para un mecanismo de com-pensación de masas de un motor de combustión interna, cuyo árbol de compensación (1) presenta un plano de desequili-5 brio (11) abarcado por su eje de rotación (9) y un centro de gravedad de masa excéntrico (10) y al menos un muñón de apoyo (3) cuya superficie envolvente exterior sirve de pista de rodadura (5) para un rodamiento de soporte del árbol de compensación (1) en el motor de combustión inter-10 na, caracterizado porque el árbol de compensación (1) se forja en una estampa con una división (15) de la misma que discurre en la dirección del eje de rotación (9) y que está girada con respecto al plano de desequilibrio (11).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracte-15 rizado porque la división (15) de la estampa discurre en dirección sustancialmente ortogonal al plano de desequili-brio (11).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracte-rizado porque se ha previsto una división (15) de la es-20 tampa acodada en la dirección del eje de rotación (9), en donde, en al menos un tramo (6) del árbol de compensación (1) contiguo al muñón de apoyo (3), la división (15) de la estampa discurre de manera que queda decalada respecto del eje de rotación (9) en dirección al centro de gravedad de 25 masa (10).