Miembro de contacto rodante, cojinete de rodillos, y procedimiento de producción del miembro de contacto rodante.

Un miembro de transmisión de par (113, 123) para su incorporación en una junta universal (101,

102), entre un miembro de anillo de guía (112, 122) conectado a un primer miembro de eje (116, 126) y a un segundo miembro de eje (115, 125) susceptible de poder rodar y deslizarse y transmitir la rotación transmitida a un miembro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) alrededor de un eje geométrico con el otro miembro de dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125), estando configurado el miembro de transmisión de par por un cuerpo sinterizado que o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por impurezas o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por un aditivo de sinterización e impurezas, presentando el miembro de transmisión de par una superficie de contacto (113A, 123A) que sirve como una superficie que contacta con otro miembro, estando dicha superficie incluida en una porción que presenta una capa de densidad elevada (113B, 123B) con una densidad superior a una porción interior (113C, 123C).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11180407.

Solicitante: NTN CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 3-17, KYOMACHIBORI 1-CHOME NISHI-KU OSAKA-SHI, OSAKA 550-0003 JAPON.

Inventor/es: MURAMATSU,KATSUTOSHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C04B35/584 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 35/00 Productos cerámicos modelados, caracterizados por su composición; Composiciones cerámicas (que contienen un metal libre, de forma distinta que como agente de refuerzo macroscópico, unido a los carburos, diamante, óxidos, boruros, nitruros, siliciuros, p. ej. cermets, u otros compuestos de metal, p. ej. oxinitruros o sulfuros, distintos de agentes macroscópicos reforzantes C22C ); Tratamiento de polvos de compuestos inorgánicos previamente a la fabricación de productos cerámicos. › a base de nitruro de silicio.
  • F16C23/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16C ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA TRANSMITIR MOVIMIENTO EN UNA FUNDA FLEXIBLE; ELEMENTOS DE LOS MECANISMOS DEL CIGÜEÑAL; PIVOTES; UNIONES PIVOTANTES; PIEZAS ROTATIVAS DE INGENIERIA DISTINTAS A LAS PIEZAS DE TRANSMISION MECANICA, ACOPLAMIENTOS, EMBRAGUES O FRENOS; COJINETES.F16C 23/00 Cojinetes para movimiento rotativo exclusivamente regulables para alineamiento o posicionamiento (F16C 27/00 tiene prioridad). › de autorreglaje.
  • F16C33/04 F16C […] › F16C 33/00 Elementos de los cojinetes; Procedimientos especiales de fabricación de los cojinetes o de sus elementos (trabajo de los metales u operaciones análogas, véanse las clases apropiadas). › Manguitos; Casquillos; Guarniciones antifricción.
  • F16C33/32 F16C 33/00 […] › Bolas.
  • F16C33/34 F16C 33/00 […] › Rodillos; Agujas.
  • F16C33/62 F16C 33/00 […] › Empleo de materiales específicos.
  • F16C33/64 F16C 33/00 […] › Procedimientos especiales de fabricación.

PDF original: ES-2541616_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Miembro de contacto rodante, cojinete de rodillos, y procedimiento de producción del miembro de contacto rodante

Campo técnico

La presente invención se refiere, en general, a miembros de contacto rodantes, a cojinetes de rodillos y a procedimientos de producción de miembros de contacto rodantes y, en particular, a unos miembros de contacto rodantes, a unos cojinetes de rodillos y a unos procedimientos de producción de miembros de contacto rodantes, que adoptan un cuerpo sinterizado que contiene ß-sialon como componente principal. La presente invención también contempla unos miembros de transmisión de par para juntas universales, unas juntas universales y unos procedimientos de producción de miembros de transmisión de par para juntas universales y, en particular, unos miembros de transmisión de par para juntas universales, juntas universales y procedimientos de producción de miembros de transmisión de par para juntas universales, que adoptan un cuerpo sinterizado que contiene ß-sialon como componente principal. La presente invención contempla también unos dispositivos deslizantes, unos miembros deslizantes y unos procedimientos de producción de los dispositivos y los miembros deslizantes y, en particular, unos dispositivos deslizantes, unos miembros deslizantes y los procedimientos de producción de los dispositivos y miembros deslizantes, que adoptan un cuerpo sinterizado que contiene ß-sialon como componente principal.

Técnica antecedente El nitruro de silicio, el sialon y materiales cerámicos similares característicamente no solo presentan una gravedad específica menor y son más resistentes a la corrosión y que el acero sino que también son aislantes. Por consiguiente si se adoptan materiales cerámicos como material para un componente de cojinetes de rodillos (incluyendo unidades de cubo) , incluyendo un miembro de anillo de guía y un elemento rodante, como por ejemplo un miembro de anillo de guía y un elemento rodante, pueden proporcionar cojinetes y elementos similares de peso reducido y también impedir que los cojinetes rodantes acorten su vida cuando sus componentes se corroan y de esta forma se dañen o se corroan electrolíticamente.

Así mismo, una unidad de cubo, que es un tipo de cojinete de rodillos, a menudo es utilizado en un entorno con la posibilidad de recibir humedad en su interior y por tanto con una lubricidad insuficiente. Los elementos rodantes cerámicos, los miembros de anillo de guía y componentes de contacto rodantes similares están característicamente menos expuestos a daños en dicho entorno insuficientemente lubricado según lo expuesto. Por consiguiente, por ejemplo, una unidad de cubo con un componente de contacto rodante formado con materiales cerámicos adoptado como material pueden mostrar una durabilidad mejorada cuando se emplee en un entorno de lubricación insuficiente.

Así mismo, si los materiales cerámicos se adoptan como material de un componente de una junta universal que incluya un miembro de transmisión de par condicho fin, por ejemplo el miembro de transmisión de par con dicho fin, pueden proporcionar una junta universal de peso reducido y también impedir que la junta universal acorte su vida cuando un miembro de transmisión de par se corroa y de esta manera se dañe o se corroa electrolíticamente.

Así mismo, una junta universal presenta un miembro de transmisión de par con dicho fin de rodamiento y detección repetidamente sobre una superficie en un miembro de anillo de guía , y entre el miembro de transmisión de par de la junta universal y el miembro de anillo de guía no se dispone en una película de aceite suficiente. Así mismo, una junta universal se utiliza a menudo en un entorno que ofrece la posibilidad de recibir humedad en ella y, por tanto, que presenta una lubricidad insuficiente. Un miembro de transmisión de par cerámico para una junta universal es característicamente menos propenso a recibir daños en dicho entorno de lubricación insuficiente que el referido con anterioridad. Por consiguiente, por ejemplo, una junta universal con un miembro de transmisión de par formado al efecto con materiales cerámicos adoptados como materiales pueden mostrar una durabilidad mejorada cuando se emplee en un entorno de lubricación insuficiente.

Así mismo, si se adoptan materiales cerámicos como material para un miembro deslizante que constituya un cojinete de fricción, una unidad de cojinete dinámica de fluido o un dispositivo deslizante similar, y contacte con otro miembro adyacente y también se deslice con respecto al otro miembro, pueden proporcionar un dispositivo deslizante de peso reducido y también impedir que el dispositivo deslizante tenga una corta duración cuando su miembro deslizante se corroa y de esta manera resulte dañado o se corroa electrolíticamente un componente.

Sin embargo, el nitruro de silicio, el sialon y materiales cerámicos similares requieren un coste de producción más elevado que el acero, y la adopción de materiales cerámicos como material para componentes de cojinetes de rodillos, o juntas universales o dispositivos deslizantes incrementa de modo desventajoso sus costes de producción.

En los últimos años se ha desarrollado un procedimiento de producción de ß-sialon, un tipo de material cerámico de forma poco costosa mediante la adopción de un proceso de producción que incluye una síntesis de combustión (véase la Patente japonesa Abierta a Inspección Pública No. 2004-91272 (Documento de Patente 1) , la Patente japonesa abierta a Inspección Pública No. 2005-75652 (Documento de Patente 2) y Patente japonesa Abierta a Inspección Pública No. 2005-194154 (Documento de Patente 3) por ejemplo) . Esto permite que se consiga la

adopción del ß-sialon como material para componentes de cojinetes de rodillos, juntas universales o dispositivos deslizantes para fabricarlos de manera no costosa.

Documento de Patente 1: Patente japonesa Abierta a inspección Pública No. 2004-91272

Documento de Patente 2: Patente japonesa Abierta a inspección Pública No. 2005-75652

Documento de Patente 3: Patente japonesa Abierta a inspección Pública No. 2005-194154

Divulgación de la invención Los documentos de Patente JP 2005 315336 A y JP 2004 353820 A divulgan ambos unas juntas universales tipo bola, el artículo "Esquema General y Perspectiva Futura de Producción en Masa de Síntesis Directa de Meramix en Polvo Ultrafino", Material Stage, vol. 7, No. 1, 10 de abril de 2007, páginas 99 a 102 divulga un miembro de contacto rodante que está constituido por un cuerpo sinterizado que contiene beta-sialon, sinterizado a una presión menor de 1 mPa a una temperatura en el intervalo de 1550ºC a 1800ºC.

Problemas a ser resueltos por la invención Para adoptar el ß-sialon referido como material para un componente de un cojinete de rodillos, sin embargo, el componente del cojinete de rodillos constituido por ß-sialon debe presentar una longevidad a la fatiga de contacto de rodamiento suficiente. La longevidad a la fatiga de contacto de rodamiento no se corresponde necesariamente con una resistencia a la fractura del miembro y elementos similares y no se puede decir que un componente de un cojinete de rodillos conformado con ß-sialon tenga más lngevidad a la fatiga de contacto de rodamiento suficiente. Por tanto, no ha sido fácil tampoco asegurar que un cojinete de rodillos incluya un componente constituido por ßsialon de manera fiable presente una durabilidad suficiente.

Así mismo, para adoptar el ß-sialon como material para un miembro de transmisión de par para una junta universal, sin embargo, el miembro de transmisión de par para una junta universal que está constituido por ß-sialon debe tener la suficiente durabilidad. Más en concreto, la junta universal presenta el miembro de transmisión de par deslizando sobre un anillo de de rodamiento y rodando sobre él como opera la junta universal. Por consiguiente, el miembro de transmisión de par de la junta universal recibe una fatiga de contacto rodante y deslizante. La durabilidad contra la fatiga de contacto rodante y deslizante no necesariamente se corresponde con la resistencia a la fractura del miembro de transmisión de par y elementos similares, y no se puede decir que el miembro de transmisión del par de la junta universal que está constituido a partir de ß-sialon necesariamente ofrezca la suficiente durabilidad contra la fatiga de contacto rodante y deslizante. De esta manera, no ha sido fácil tampoco asegurar que la junta universal que incluye el miembro de transmisión del par formado al efecto a partir de ß-sialon de manera fiable presente la suficiente durabilidad.

Así mismo, para adoptar el ß-sialon retenido como material para un miembro deslizante, sin embargo, el miembro... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un miembro de transmisión de par (113, 123) para su incorporación en una junta universal (101, 102) , entre un miembro de anillo de guía (112, 122) conectado a un primer miembro de eje (116, 126) y a un segundo miembro de eje (115, 125) susceptible de poder rodar y deslizarse y transmitir la rotación transmitida a un miembro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) alrededor de un eje geométrico con el otro miembro de dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) , estando configurado el miembro de transmisión de par por un cuerpo sinterizado que o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por impurezas o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por un aditivo de sinterización e impurezas, presentando el miembro de transmisión de par una superficie de contacto (113A, 123A) que sirve como una superficie que contacta con otro miembro, estando dicha superficie incluida en una porción que presenta una capa de densidad elevada (113B, 123B) con una densidad superior a una porción interior (113C, 123C)

en el que dicha capa de densidad elevada (113B, 123B) presenta una superficie incluida en una porción que presenta una capa de densidad superior (113D, 123D) de densidad mayor a otra porción de dicha capa de densidad elevada (113B, 123B) , en el que cuando dicha capa de densidad superior (113D, 123D) es observada en sección transversal con un microscopio óptico con iluminación oblicua, dicha capa muestra una porción observada como una porción de color blanco que presenta una relación de área igual o inferior a un 3, 5%.

2. El miembro de transmisión de par (113, 123) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, cuando dicha capa de densidad elevada (113B, 123B) es observada en sección transversal con un microscopio óptico con iluminación oblicua, dicha capa muestra una porción observada como una porción de color blanco que presenta una relación de área igual o inferior a un 7%.

3. Una junta universal (101, 102) que comprende:

un miembro de anillo de guía (112, 122) conectado a un primer miembro de eje (116, 126) ;

un miembro de transmisión de par (113, 123) dispuesto en contacto con dicho miembro de anillo de guía (112, 122) susceptible de rodamiento y deslizamiento sobre una superficie de dicho miembro de anillo de guía (112, 122) ; y un segundo miembro de eje (115, 125) conectado por medio de dicho miembro de transmisión de par (113, 123) y dicho miembro de anillo de guía (112, 122) con dicho primer miembro de eje (116, 126) , permitiendo la junta universal una rotación transmitida a un miembro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) alrededor de un eje geométrico al otro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) , siendo dicho miembro de transmisión de par (113, 123) el miembro de transmisión de par (113, 123) para una junta universal de acuerdo con la reivindicación 1.

4. Un procedimiento de producción de un miembro de transmisión de par (113, 123) para su incorporación en una junta universal (101, 102) entre un miembro de anillo de guía (112, 122) conectado a un primer miembro (116, 126) y a un segundo miembro de eje (115, 125) susceptible de rodar y deslizarse y transmitir la rotación transmitida a un miembro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) alrededor de un eje geométrico al otro entre dicho primer miembro de eje (116, 126) y dicho segundo miembro de eje (115, 125) comprendiendo las etapas de:

la preparación de un material de fuente en polvo que o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por impurezas o bien contiene ß-sialon como componente principal y presenta un resto formado por un aditivo de sinterización e impurezas;

la conformación de dicho material de fuente en polvo genéricamente en una geometría de dicho miembro de transmisión de par (113, 123) para dicha junta universal para proporcionar un cuerpo conformado; y la sinterización de dicho cuerpo conformado a una presión igual o inferior a 1 MPa, comprendiendo además la etapa de conformación de una superficie de dicho cuerpo conformado antes de la sinterización de dicho cuerpo conformado y la etapa de trabajado de una superficie de dicho cuerpo conformado sinterizado, para eliminar una porción que incluye dicha superficie, en el que la etapa de trabajado de una superficie elimina dicho cuerpo conformado sinterizado hasta un grosor igual o inferior a 100 m, en el que, en la etapa de sinterización de dicho cuerpo conformado, dicho cuerpo conformado es sinterizado a una temperatura que oscila entre 1550ºC y 1800ºC.

5. El procedimiento de producción de un miembro de transmisión de par (113, 123) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que, en la etapa de sinterización de dicho cuerpo conformado, dicho cuerpo conformado es sinterizado en 32

una atmósfera entre una atmósfera de un gas inerte y una atmósfera de una mezcla gaseosa de nitrógeno y oxígeno.


 

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