PROCEDIMIENTO PARA PRODUCIR UNA BIELA.

Método para producir un componente de cojinete (I), en particular una biela (1),

a partir de una parte moldeada (2), en que el componente de cojinete (I) incluye al menos un asiento de cojinete dividido (5) formado por una base de cojinete (3) y una cubierta de cojinete (4), una superficie (7) de asiento de cojinete recubierta con una capa de cojinete (6) de un material de capa de cojinete está formada en el asiento de cojinete (5) para soportar un eje, y en cuyo método se separa la cubierta de cojinete (4) de la parte moldeada (2) a lo largo de una superficie de separación (8), en la que se dispone un agente de protección (M) perpendicularmente con respecto a una línea de separación (10) sobre la superficie (7) de asiento del cojinete durante un proceso de recubrimiento para aplicar una capa de cojinete (6), con objeto de formar una región libre de recubrimiento, de tal modo que el agente de protección (M) impida el recubrimiento de la superficie (7) de asiento del cojinete con el material de la capa de cojinete en la región protegida durante el proceso de recubrimiento y, después de retirar el agente de protección (M), queda un rebajo (9) de una anchura predeterminada (B) en la capa de cojinete (6), caracterizado porque el agente de protección (M) se forma como un elemento que está separado del componente de cojinete (I) y no está conectado al mismo

Este invento se refiere a un método para producir un componente de cojinete, en particular una biela, a partir de una parte moldeada, así como a un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente del tipo respectivo.

Tales componentes de cojinete son conocidos, por ejemplo, como bielas que tienen un pie de biela pequeño, una caña y una cabeza de biela grande, en las que la cabeza de biela incluye en general un asiento de cojinete dividido para soportar la biela sobre un cigüeñal. Tales bielas están instaladas en miembros grandes, por ejemplo, en motores de combustión interna de émbolo de movimiento alternativo para vehículos de pasajeros y vehículos para transporte de mercancías pesadas, pero también en motores para barcos o en otros motores. Por supuesto que las bielas pueden también usarse en otras máquinas en las cuales el movimiento lineal haya de ser convertido en movimiento de rotación, o viceversa. Las correspondientes máquinas pueden ser, por ejemplo, compresores de émbolo de movimiento alternativo, bombas, máquinas para tejer y una multitud de otras máquinas o dispositivos técnicos.

Aunque se hará aquí en lo que sigue referencia más frecuentemente a una biela como un ejemplo de realización preferida, se comprenderá por supuesto que el invento se refiere también a otros componentes de cojinete que tengan un asiento de cojinete dividido, como una característica esencial.

Una biela, o los componentes de cojinetes similares, se producen en general proporcionando primero una parte moldeada por forja, colada o por medio de un método pulvimetalúrgico, en que la dimensión interna de la cabeza de biela está preferiblemente sobredimensionada en la región de un punto de separación futuro, en el cual la cabeza de biela se separe, en un paso del método subsiguiente, en una superficie de separación, para formar un asiento de cojinete dividido.

La separación para formar el asiento de cojinete dividido puede efectuarse, por ejemplo, serrando, de modo que el sobredimensionado se elimine entonces sustancialmente. Las superficies de separación de la tapa o cubierta de cojinete de la biela así formada, y del resto de la biela por otra parte, se procesan de una manera precisa en otro paso del método, por ejemplo por rectificado. La tapa de la biela se une generalmente, en su estado de acabada, al resto de la biela, por medio de tornillos de biela, en que los orificios para los tornillos requeridos para este fin pueden taladrarse antes o después de la separación. Cuando se monta la biela, el asiento de cojinete es después procesado mecánicamente con objeto de recibir los casquillos de cojinete que están dispuestos entre la biela y el cigüeñal, formando así un cojinete para deslizamiento.

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El procesado mecánico del asiento de cojinete incluye principalmente un procesado basto, un procesado fino y un súper acabado, realizados por medio de torno, de torno de precisión o de pulidora. Además, se han de prever rebajos en el asiento de cojinete del extremo de la biela, que cooperen con tacos correspondientes en las mitades de casquillo de cojinete de modo que, en funcionamiento, se imposibilite el giro de los casquillos de cojinete.

Las dos mitades de cojinete han de ser procesadas con una gran precisión, ya que por una parte las superficies interiores de las mitades de casquillo de cojinete, juntamente con el cigüeñal, forman el cojinete de deslizamiento que tiene un ajuste requerido de cojinete de deslizamiento para este fin, y por otra parte las superficies exteriores de los casquillos de cojinete han de ser adaptadas al asiento de cojinete de la cabeza de biela de la biela. Con objeto de asegurar que las mitades de casquillo de cojinete quedan asentadas con seguridad, es necesario asegurar las mitades de casquillo de cojinete entre la tapa de biela, es decir, la cubierta de cojinete, y el resto de la biela. Como resultado, no puede descartarse que cuando se enrosque la tapa de biela, tenga lugar un alabeo que pueda originar deformaciones que conduzcan a inexactitudes del ajuste.

Sin embargo, incluso con un procesado muy preciso, no siempre se puede tener la seguridad de que la tapa de biela no se desplace en caso de grandes cargas en el estado operativo y, por consiguiente, no se pueda ya tener la seguridad de que las mitades de casquillo de cojinete están correctamente asentadas.

Todos estos problemas, que tienen lugar cuando se usan casquillos de cojinete, se reconocieron rápidamente, además del hecho de que la construcción usando casquillos de cojinete es costosa y requiere una gran cantidad de trabajos de mantenimiento, especialmente debido a que los casquillos de cojinete solamente tienen una vida limitada de servicio, y se han propuesto varias medidas en la técnica anterior para resolver, al menos parcialmente, estos problemas.

Así, del documento DE 38 06 236 es conocida una biela cuya tapa de biela se separa del resto de la biela por medio de separación por rotura, o en otras palabras, que la tapa de biela, es decir, la cubierta de cojinete, no se separa por medio de aserrado.

En virtud de la separación por rotura, se produce una superficie de separación que tiene una gran superficie, irregular y basta, de modo que se excluye sustancialmente el desplazamiento lateral de la tapa de biela del resto de la biela.

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Otro efecto positivo es el de que la superficie de separación contiene una superficie de rotura única en virtud de la separación por rotura, de modo que se excluye también la mezcla de las partes individuales durante los trabajos de montaje o de reparación en la biela.

Sin embargo, estas bielas deben todavía seguir siendo provistas de casquillos de cojinete, lo que significa que aunque el problema del desplazamiento de la tapa de biela con respecto al resto de la biela se ha resuelto en cierto grado, están todavía presentes todas las desventajas de los casquillos de cojinete que se han descrito con detalle en lo que antecede.

Con objeto de resolver este conjunto de problemas, en el documento EP 0 635 104 se propone prescindir por completo de los casquillos de cojinete en el asiento de cojinete y proveer en su lugar a la superficie de asiento de cojinete de un recubrimiento por rociado térmico, es decir, de una capa superficial como una capa de cojinete. La tapa de biela es igualmente separada del resto de la biela por medio de separación por rotura, de manera que en este caso la tapa de biela se asienta también con seguridad en el resto de la biela.

Una idea básica en el documento EP 0 635 104 es la de que la capa de cojinete sea también dividida mediante una separación por rotura, de manera que las capas de cojinete de las dos partes de cojinete, es decir, la capa de cojinete en la cubierta de cojinete y la capa de cojinete en la base de cojinete, la cual forma la contrapartida de la cubierta de cojinete, es decir, de la tapa de biela, en el resto de la biela con objeto de formar el asiento de cojinete, se acoplen también únicamente entre sí, de manera que no sean intercambiables.

Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que la separación por rotura de la capa de cojinete origina realmente más problemas que los que resuelve. En el caso de separación por rotura de la capa de cojinete, se pueden producir esfuerzos no deseados, por ejemplo por deformación plástica, en la capa de cojinete, con independencia del material del que esté hecha la capa de cojinete, del grosor de la capa, etc., dependiendo del material o de la resistencia de las tensiones inducidas en el material de recubrimiento, y en los casos graves pueden incluso producirse grietas en la capa de cojinete, o bien se puede debilitar la adherencia de la capa de cojinete sobre la superficie del asiento de cojinete, con lo que la capa de cojinete puede incluso llegar a desprenderse de la superficie de asiento de cojinete, sobre todo en las proximidades inmediatas del punto de rotura. Además, pueden tener lugar erupciones en el borde interior de la capa de cojinete en la región del punto de rotura, de modo

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que la superficie de rodaje, sobre la cual puede estar por ejemplo soportado el cigüeñal y sobre la cual gira una superficie del cigüeñal de una manera soportada en el estado operativo, sufra daños que puedan conducir al deterioro del cojinete, en particular en su lubricación, de modo que en el escenario del peor caso puedan producirse daños en el cojinete que puedan conducir a daños más...

1. Método para producir un componente de cojinete (I), en particular una biela (1), a partir de una parte moldeada (2), en que el componente de cojinete (I) incluye al menos un asiento de cojinete dividido (5) formado por una base de cojinete (3) y una cubierta de cojinete (4), una superficie (7) de asiento de cojinete recubierta con una capa de cojinete (6) de un material de capa de cojinete está formada en el asiento de cojinete (5) para soportar un eje, y en cuyo método se separa la cubierta de cojinete

(4) de la parte moldeada (2) a lo largo de una superficie de separación (8), en la que se dispone un agente de protección (M) perpendicularmente con respecto a una línea de separación (10) sobre la superficie (7) de asiento del cojinete durante un proceso de recubrimiento para aplicar una capa de cojinete (6), con objeto de formar una región libre de recubrimiento, de tal modo que el agente de protección (M) impida el recubrimiento de la superficie (7) de asiento del cojinete con el material de la capa de cojinete en la región protegida durante el proceso de recubrimiento y, después de retirar el agente de protección (M), queda un rebajo (9) de una anchura predeterminada (B) en la capa de cojinete (6), caracterizado porque el agente de protección (M) se forma como un elemento que está separado del componente de cojinete (I) y no está conectado al mismo.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el agente de protección (M) está conformado con la forma de una varilla de protección (M), en particular con la forma de una varilla de protección (M) que tiene una sección transversal redonda, o una ovalada o una poligonal, en particular que tiene una sección transversal rectangular o cuadrada.

3. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que, para fines de recubrimiento, se disponen al menos dos componentes de cojinete (1), preferiblemente se disponen diez o más componentes de cojinete (1), en forma de una pila (12) sobre un retenedor (13) y/o se ancla el agente de protección (M) en el retenedor (13).

4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se proporciona un material sólido, o líquido, o similar a un gel, como agente de protección (M), perpendicularmente con respecto a la línea de separación (10) sobre la superficie

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(7) de asiento del cojinete, de modo que durante el proceso de recubrimiento se impida la adherencia de la capa de cojinete (6) a la superficie (7) de asiento del cojinete en la región del rebajo (9).

5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que después de recubrir la superficie (7) de asiento del cojinete con la capa de cojinete (6), se retira el agente de protección (M) y/o se procesa más la capa de cojinete (6) en un borde del rebajo (9).

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cubierta de cojinete (4) se separa de la parte moldeada (2) por medio de una separación por rotura.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la parte moldeada (2) está provista de una estría de rotura incipiente (11) en el rebajo (9) para formar la superficie de separación (8).

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que antes de recubrir la superficie (7) de asiento del cojinete con la capa de cojinete (6), se separa la cubierta del cojinete (4) de la parte moldeada (2), en particular por medio de separación por rotura, y se vuelve a montar después de modo liberable.

9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se aplica la capa de cojinete (6) por medio de un método de rociado térmico, en particular por medio de rociado por llama, rociado por llama de alta velocidad, rociado de plasma, o bien por medio de un método galvánico, o bien por medio de cualquier otro método de recubrimiento.

10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se produce la parte moldeada (2) por un método de colada, o de forja, o pulvimetalúrgico, en particular por sinterizado o por sinterizado/sinterizado-forja.

11. Método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se forma la capa de cojinete (6) como una capa de cojinete de deslizamiento.

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12. Dispositivo para producir un componente de cojinete (I), en particular una biela (1), a partir de una parte moldeada (2), en que el componente del cojinete (I) incluye al menos un asiento de cojinete dividido (5) formado por una base de cojinete (3) y una cubierta de cojinete (4), en que el dispositivo comprende un dispositivo de recubrimiento rotativo (R), por medio del cual se recubre una superficie (7) de asiento del cojinete del asiento del cojinete (5) con una capa de cojinete (6) de un material de capa de cojinete, en que se proporciona un agente de protección (M) con objeto de formar una región libre de recubrimiento y que está dispuesto perpendicularmente con respecto a una línea de separación (10) en la superficie (7) de asiento del cojinete durante el proceso de recubrimiento para aplicar la capa de cojinete (6) de tal modo que el agente de protección (M) impida el recubrimiento de la superficie (7) de asiento del cojinete con material de capa de cojinete en la región protegida durante el proceso de recubrimiento, y después de retirar el agente de protección (M) quede un rebajo (9) de una anchura predeterminada (B) en la capa de cojinete (6), caracterizado porque se ha previsto un retenedor (13) en el cual pueden ser dispuestos al menos dos, preferiblemente diez o más, componentes del cojinete (I) en forma de una pila (12), y porque el agente de protección (M) está formado como un elemento que está separado del componente de cojinete (I) y no está conectado al mismo.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, en el que se han previsto medios, por medio de los cuales se fija el agente de protección (M) para proteger la región libre de recubrimiento a ser formada sobre la superficie (7) de asiento de cojinete.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, en el que el agente de protección (M) está anclado en el retenedor (13).

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en el que el agente de protección (M) está además retenido en el extremo superior de la pila o en un taladro de un disco intermedio (131) dispuesto entre los componentes de cojinete (I).