Piezas soldadas simétricas a la rotación.

Perno a bola (10) compuesto por una bola (14) y un eje (12) que están unidos por un cordón de soldadura(16) simétrico a la rotación,

caracterizado porque después de la soldadura solamente el cordón desoldadura (16) y su entorno directo (22) son endurecidos por endurecimiento de la capa periférica contemplado inmediatamente consecuente después, de la zona (16, 22) tratada por el endurecimiento de lacapa periférica en las fibras de borde, de tal manera que allí se genera un endurecimiento de la capaperiférica.

Piezas soldadas simetricas a la rotacion El presente invento se refiere a un perno a bola segun el preambulo de la reivindicacion 1 asi como a un procedimiento para la fabricacion de un perno a bola de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 2. Este tipo de pernos a bola se utiliza en diferentes aplicaciones, por ejemplo amortiguadores de muelle a gas o sistemas de direccion y requieren una alta estabilidad puesto que los sistemas de este tipo estan sometidos durante el servicio a flexiones continuas cambiantes. Por ello, especialmente la transicion entre bola y eje esta sometida a un esfuerzo extremadamente alto. Correspondiendo con ello los pernos a bola deben estar dimensionados de tal manera que soporten esos altos esfuerzos.

Estado de la tecnica.

En el estado de la tecnica hasta ahora solo se conocia o el mecanizarlo de una pieza, lo cual es extremadamente caro de fabricacion, o sencillamente soldar las piezas. Un correspondiente soldado de bola y eje para hacer un pivote a bola como pieza simetrica a la rotacion es conocido por ejemplo por el documento DE 856 256. En los ultimos casos se producen frecuentes roturas entre eje y bola.

Ademas por el estado de la tecnica se conoce tambien el someter a los componentes a un endurecimiento en su total o a un endurecimiento de la capa periferica, lo cual esta representado, por ejemplo, en el documento DE 10 2004 053 935 A1.

Representacion del invento.

Partiendo del estado de la tecnica es entonces mision del presente invento desarrollar un perno a bola de tal manera que presente una resistencia considerablemente mayor, especialmente una resistencia a la flexion continua cambiante esencialmente mas alta y correspondientemente una vida mayor, y presentar un procedimiento para la fabricacion de un perno a bola de este tipo.

Para la solucion de esta mision el invento propone, en primer lugar, el someter a un endurecimiento de la capa periferica solamente al cordon de soldadura de las piezas simetricas a la rotacion soldadas y en su caso tambien a su entorno, aun cuando esto ha sido rechazado en el juicio previo al estado de la tecnica porque el endurecer la capa periferica de un cordon de soldadura es siempre contraproductivo, porque con ello se origina una fragilidad de la capa periferica del cordon de soldadura que hace al cordon de soldadura mas fragil ante esfuerzos de traccion.

En muchas aplicaciones, como aqui en un perno a bola, no se produce sin embargo practicamente ningun esfuerzo de traccion, sino que la vida de la pieza esta limitada por su resistencia a la flexion continua cambiante.

Ensayos de la solicitante de la patente han demostrado que mediante la forma de proceder acorde con el invento la resistencia a la flexion continua cambiante, por ejemplo de pernos a bola, aumenta aproximadamente una decada, es decir, en un factor de 10, aun cuando segun la opinion de los expertos el endurecer la capa periferica de un cordon de soldadura es siempre desventajosos debido a la fragilizacion resultante.

De acuerdo con el invento, esta mision sera resuelta por un perno a bola acorde con el genero, porque la zona del

esfuerzo principal esta sujeta en la fibra de borde, porque el cordon de soldadura y su entorno esta sujeto en la fibra de borde por endurecimiento de la capa periferica de tal manera que alli existe una fijacion de la capa periferica por tensiones propias de presion.

Por ello es especialmente preferido realizar la fijacion de la capa periferica mediante endurecimiento de la capa periferica con un templado inmediato consecuente de la zona tratada por un endurecimiento de la capa periferica.

El presente invento se refiere a la fabricacion de pernos a bola que se componen de una bola y un eje que estan unidos por un cordon de soldadura simetrico a la rotacion. Este tipo de pernos a bola no sufren habitualmente ningun tipo de esfuerzo por traccion en los que el endurecimiento de la capa periferica podria ser una desventaja, sino que su vida estara limitada exclusivamente por la resistencia a la flexion continua cambiante. Por lo demas la forma de fabricacion acorde con el invento con un endurecimiento limitado de la capa periferica sobre el cordon de soldadura 45 y su entorno inmediato permite el mantenimiento del grado de pulido de la bola.

La fabricacion de un perno a bola acorde con el invento puede ser llevada a cabo, por ejemplo, por endurecimiento inductivo, endurecimiento por laser o endurecimiento por plasma de iones.

Ademas se presentara un procedimiento para la fabricacion de una pieza soldada simetrica a la rotacion como esta, en el que despues de soldar cada una de las piezas sueltas se lleva a cabo un endurecimiento de capa periferica del

cordon de soldadura y su entorno con un templado inmediato consecuente de la zona tratada por el endurecimiento de la capa periferica.

Breve descripcion de los dibujos.

El presente invento sera aclarado a continuacion con mas detalle sobre la base del ejemplo constructivo representado en el dibujo adjunto de un perno a bola.

Se muestra:

Fig. 1 un perno a bola representado desde el lateral y parcialmente seccionado.

Mejor camino para la ejecucion del invento.

La figura 1 muestra un perno a bola 10 acorde con el invento que comprende un eje o espiga 12 y una bola 14. El perno a bola 10 esta representado desde el lateral y la zona especialmente interesante aqui, de transicion entre el eje 12 y la bola 14, esta representada seccionada.

Tambien, el perno a bola 10 acorde con el invento aqui representado esta fabricado por soldadura de la bola 14 y el eje 12. Se puede reconocer el correspondiente cordon de soldadura 16 en el borde de la representacion en seccion. Discurre simetrico a la rotacion alrededor del eje de rotacion 20 del eje 12.

La soldadura entre la bola y el eje genera una zona de influencia termica 18 alrededor del cordon de soldadura 16, que en la representacion en seccion es la zona rayada con rayas cortas, y espacialmente vista esta construida con la forma aproximada de una lenteja simetrica a la rotacion respecto del eje de rotacion 20 del eje 12. Como se puede reconocer en el dibujo en el corte presenta una forma eliptica.

De acuerdo con el invento, las zonas 22 dibujadas en negro en la representacion en seccion estan especialmente endurecidas de manera que el perno a bola acorde con el invento presenta aqui zonas de dureza optimizadas.

De acuerdo con el invento, mediante una secuencia especial de pasos del procedimiento despues del proceso de soldadura, la zona de esfuerzo principal de la zona de soldadura 22 esta endurecida en las fibras de borde de manera que se obtiene un endurecimiento de la capa periferica del cordon de soldadura 16 y su entorno. Por ello, de acuerdo con el invento se alcanza un aumento considerable de la vida de los pernos a bola aun cuando estos estan fuertemente solicitados por vibraciones.

La manera de proceder especialmente preferida acorde con el invento para generar este endurecimiento de la zona de esfuerzo principal de la zona de soldadura 22 discurre como sigue:

La bola 14 es soldada sobre el eje 12. Se produce un cordon de soldadura 16 simetrico a la rotacion. A continuacion se lleva a cabo un endurecimiento de la capa periferica de la zona de soldadura 22 con un templado inmediatamente consecuente despues, de la zona 22 tratada por el endurecimiento de la capa periferica. El endurecimiento puede ser llevado a cabo, por ejemplo, por endurecimiento inductivo, endurecimiento por laser o endurecimiento por plasma de iones.

De esta manera, la zona de soldadura 22 especialmente sensible por tensiones de entalladura y formacion de grietas, queda considerablemente mejorada en su resistencia. Con ello se aumenta considerablemente la vida del conjunto total.

1. Perno a bola º10º compuesto por una bola º14º y un eje º12º que estan unidos por un cordon de soldadura º16º simetrico a la rotacion, caracterizado porque despues de la soldadura solamente el cordon de soldadura º16º y su entorno directo º22º son endurecidos por endurecimiento de la capa periferica con templado inmediatamente consecuente despues, de la zona º16, 22º tratada por el endurecimiento de la capa periferica en las fibras de borde, de tal manera que alli se genera un endurecimiento de la capa periferica.

2. Procedimiento para la fabricacion de un perno a bola º10º compuesto por una bola º14º y un eje º12º mediante la soldadura de un cordon de soldadura º16º simetrico a la rotacion entre la bola º14º y el eje º12º, caracterizado porque despues de la soldadura de la bola º14º y el eje º12º se produce un endurecimiento de la capa periferica del cordon de soldadura º16º y su entorno directo º22º con templado inmediatamente consecuente despues, de la zona º16, 22º tratada por el endurecimiento de la capa periferica.