ES2201960T3 - Rodillo de soporte para vias de rodillos. - Google Patents

Rodillo de soporte para vias de rodillos.

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ES2201960T3 ES00104237T ES00104237T ES2201960T3 ES 2201960 T3 ES2201960 T3 ES 2201960T3 ES 00104237 T ES00104237 T ES 00104237T ES 00104237 T ES00104237 T ES 00104237T ES 2201960 T3 ES2201960 T3 ES 2201960T3
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Abstract

Cuerpo tubular de metal, preferiblemente acero, y brida (11) de metal, preferiblemente acero, susceptible de unirse con este cuerpo tubular (10), los cuales están destinados a formar, después de su unión, un rodillo de soporte para vías de rodillos, en donde el cuerpo tubular (10) está destinado a formar la superficie envolvente cilíndrica del rodillo de soporte y en donde está previsto en la brida (11) un asiento (12) aproximadamente cilíndrico que puede introducirse en el cuerpo tubular (10), estando prevista en la zona periférica del asiento (12) al menos una zona periférica con sobremedida respecto del diámetro interno del cuerpo tubular (10) y pudiendo encajarse a presión el asiento de la brida (11) en el cuerpo tubular (10), caracterizados porque entre el cuerpo tubular (10) y la brida (11) existe un ajuste de sobremedida correspondiente a un campo de tolerancia según ISO 286 de IT 10 o mayor y porque en dirección axial sigue a una zona (12a) con sobremedida al menos una zona (12b) con inframedida respecto del diámetro interno (14) del cuerpo tubular (10).

Description

Rodillo de soporte para vías de rodillos.
La presente invención concierne a un cuerpo tubular de metal, preferiblemente acero, y a una brida de metal, preferiblemente acero, susceptible de unirse con dicho cuerpo, los cuales están destinados a formar, después de su unión, un rodillo de soporte para vías de rodillos, en donde el cuerpo tubular está destinado a formar la superficie envolvente cilíndrica del rodillo de soporte y en donde está previsto en la brida un asiento aproximadamente cilíndrico que puede introducirse en el cuerpo tubular, estando prevista en la zona periférica del asiento al menos una zona periférica con una sobremedida con respecto al diámetro interno del cuerpo tubular y pudiendo el asiento de la brida encajarse a presión en el cuerpo tubular.
Se conocen por el estado de la técnica rodillos de soporte para vías de rodillos de la clase antes citada. Estos se utilizan, por ejemplo, para el transporte dentro de una empresa. Según la configuración y las dimensiones, un rodillo de esta clase puede servir para el transporte de mercancías diferentes en dirección longitudinal, estando dispuestos varios rodillos de soporte uno tras otro en esta dirección longitudinal y formando una vía de rodillos. La presente invención concierne especialmente a rodillos de soporte construidos con dimensiones correspondientemente mayores, preferiblemente de acero, que son adecuados para el transporte de mercancías pesadas.
Rodillos de soporte para vías de rodillos del género citado al principio son conocidos, por ejemplo, por la revista "Braunkohle, Wärme und Energie", año 1954, página 57. Sin embargo, el encaje a presión del asiento de la brida en el cuerpo tubular requiere, según este estado de la técnica, cuerpos tubulares que se hayan fabricado con mucha exactitud y que presenten solamente pequeñas tolerancias de cotas. Tales ajustes a presión son sólo posibles, según este estado de la técnica, cuando no se sobrepasa el campo de tolerancia de IT 8 según ISO 286, especialmente cuando se trata de cuerpos tubulares de metales no fluyentes, por ejemplo acero. En el encaje a presión empleando cuerpos tubulares y bridas de materiales fluyentes más fácilmente deformables, como, por ejemplo, cobre, latón, aluminio, como los que se emplean, por ejemplo, para uniones remachadas, están presentes otras condiciones.
El documento DE 32 15 888 A1 describe también rodillos de soporte para vías de rodillos en los que un inserto de cojinete está encajado a presión en un cuerpo tubular. Sin embargo, el segmento tubular y el inserto de cojinete consisten allí en plástico, de modo que las condiciones de fuerza en el encaje a presión, en el caso de una unión a presión, no son comparables con cuerpos tubulares de metal, especialmente acero.
En los rodillos de soporte conocidos hasta ahora para vías de rodillos de la clase citada se percibe como desventajoso el hecho de que el montaje es relativamente complicado. Por motivos de coste, se emplean en general tubos soldados con costura longitudinal para el cuerpo tubular del rodillo de soporte. Estos tubos tienen, debido a la fabricación, tolerancias de cotas relativamente grandes, con lo que el proceso de introducción centrada de la brida con su asiento cilíndrico semejante a un manguito en el cuerpo tubular requiere un montaje relativamente complicado que en general hace necesario un trabajo de repasado o un ajuste. En efecto, las bridas llevan en general una parte de eje que a su vez es recibida en un cojinete que forma la disposición de apoyo de rotación para todo el rodillo de soporte. Es necesario aquí un montaje exacto centradamente ajustado, ya que, en caso contrario, se produce un desgaste demasiado grande en el rodillo de soporte o en la disposición de apoyo, y/o debido a las altas velocidades de transporte actualmente usuales se pueden producir desequilibrios o incluso deterioros de la mercancía transportada, especialmente cuando este rodillo está diseñado para recibir y transportar cargas bastantes grandes.
Se conoce por el documento DE-A-4005996 un cuerpo de rodillo para la industria tipográfica que consiste en un tubo y dos muñones de cojinete frontales que se acoplan uno con otro mediante ensamble coaxial, existiendo entre los muñones de cojinete y el tubo, en la zona de guía del ensamble, una sobremedida de ajuste a presión entre el diámetro interno del tubo y el diámetro extremo de los muñones de cojinete. Se trata aquí de una unión a presión clásica con pequeñas sobremedidas entre las piezas a ensamblar, que se presentan solamente cuando se utiliza para el proceso de ensamble un tubo de precisión o bien se trabaja mecánicamente de manera complicada un tubo convencional. Los tubos soldados con costura longitudinal, con tolerancias de cotas sustanciales mayores debido a la fabricación, no se pueden ensamblar según el procedimiento conocido por este documento. Dado que en la unión a presión conocida no se logra aún una unión estable susceptible de ser cargada a causa de la pequeña sobremedida entre el tubo y los muñones de cojinete, se ha previsto, además, un proceso de recalcado adicional en el que se deforma la punta del tubo, con lo que el material fluye hacia dentro de una estría del muñón de cojinete.
Partiendo del estado de la técnica anteriormente citado, el problema de la presente invención consiste en proporcionar un cuerpo tubular de metal, preferiblemente acero, y una brida de metal, preferiblemente acero, susceptible de unirse con este cuerpo tubular, que están destinados a formar, después de su unión, un rodillo de soporte para vías de rodillos, según el género citado al principio, en donde el montaje hace posible una unión centrada entre el cuerpo tubular y la brida con su asiento cilíndrico incluso en el caso de cuerpos tubulares con considerables tolerancias de cotas, especialmente tubos soldados con costura longitudinal, con un coste tolerable, es decir que los tubos pueden permanecer en estado bruto.
La solución de este problema es proporcionada por un cuerpo tubular de metal y una brida de metal, susceptible de unirse con este cuerpo metálico, del género citado al principio, con las particularidades caracterizadoras de la reivindicación principal.
La solución según la invención se basa en la consideración de que el cuerpo tubular soldado con costura longitudinal presenta inexactitudes de cotas debido a la fabricación. Resultan superfluos un trabajo de repasado del cuerpo tubular o medidas especiales para el centrado haciendo que el asiento que está dispuesto en la brida, presente en dirección periférica, junto a la zona periférica con sobremedida con respecto al diámetro interno del cuerpo tubular, a continuación en dirección axial, al menos una zona con inframedida con respecto al diámetro interno del cuerpo tubular. Conforme a la invención, el asiento de la brida, según el tamaño de la sobremedida, puede ser encajado a presión con un consumo de fuerza correspondiente en el cuerpo tubular, por ejemplo mediante encaje por presión hidráulica. La zona o las zonas con sobremedida en el asiento son recalcadas entonces y tiene lugar una deformación. Como quiera que en dirección axial sigue a una zona de sobremedida una zona de inframedida, el material puede fluir y escapar hacia dentro del espacio libre así creado. El perfilado del asiento y las zonas con sobremedida o con inframedida se han elegido aquí según la invención de modo que se facilita el flujo del material y está presente espacio suficiente entre el asiento y el interior del cuerpo tubular para recibir el material deformado. Se subraya a este respecto que, dentro del marco de la invención, el cuerpo tubular y la brida con su asiento cilíndrico consisten en piezas de materiales no elásticos, es decir, metal, preferiblemente acero. La sobremedida necesaria se elige de modo que se tengan suficientemente en cuenta las tolerancias que se presenten en la zona del diámetro interno de tubos soldados con costura longitudinal.
En los rodillos de soporte según la invención para vías de rodillos está presente entre el cuerpo tubular y la brida un ajuste de sobremedida correspondiente a un campo de tolerancia según ISO 286 de IT 10 o mayor. Preferiblemente, el ajuste de sobremedida está en el campo de tolerancia de IT 11, IT 12 o mayor. En tubos soldados con costura longitudinal se presentan frecuentemente desviaciones en el cuerpo tubular que están en torno a algunos órdenes de magnitud por encima de los valores indicados, debiendo tenerse en cuenta en el cuerpo tubular no sólo tolerancias de medida del diámetro, sino, además, desviaciones de la exactitud circular condicionadas por la fabricación, cuando se trate de tubos soldados con costura longitudinal fabricados según determinados procedimientos. En este caso, las tolerancias de fabricación pueden ser tan considerables que resulte un ajuste de sobremedida correspondiente a un campo de tolerancia de IT 15 a IT 18. Incluso con tales desviaciones de cotas es posible también una unión a presión entre el cuerpo tubular y la brida en la solución según la invención cuando el cuerpo tubular y el asiento de la brida consisten, por ejemplo, en acero. Según un perfeccionamiento de la invención, es especialmente ventajoso que estén presentes zonas alternas con sobremedida y con inframedida, correspondiendo también preferiblemente el volumen de la zona con sobremedida respecto del diámetro interior del cuerpo tubular a aproximadamente el volumen de la zona con inframedida, de modo que el material que fluye en las condiciones del encaje a presión pueda escapar hacia la zona con inframedida.
Un perfeccionamiento preferido de la invención prevé que una zona con sobremedida presente, visto de perfil, aproximadamente la forma de un diente. Por ejemplo, la zona con sobremedida puede ser provista de un perfil de diente que presente un flanco de diente menos inclinado y un flanco de diente más inclinado. Los ensayos realizados han demostrado que este perfilado de los dientes del asiento se comporta de manera especialmente ventajosa al encajar la brida a presión en el cuerpo tubular. Preferiblemente, considerado en la dirección de encaje a presión, el flanco de diente llano está dispuesto en el lado delantero y el flanco de diente empinado está dispuesto en el lado trasero. El volumen del espacio libre detrás del flanco de diente es suficiente para recibir el material de la punta de diente casi aplastada al encajar el asiento a presión en el cuerpo tubular. A diferencia de la forma de diente aquí representada, son imaginables también otras formas geométricas, por ejemplo un radio ascendente con destalonado adyacente.
Otro perfeccionamiento preferido de la invención prevé que la brida presente en su periferia varias escotaduras abiertas hacia fuera, distribuidas por dicha periferia. En general, en estos rodillos de soporte para vías de rodillos la brida se aplica en estado encajado a presión al lado frontal del cuerpo tubular y se alinea en el exterior aproximadamente con el cuerpo tubular. La unión pura por encaje a presión entre la brida y el asiento o el cuerpo tubular no es suficiente en algunas aplicaciones para crear una unión suficientemente solidaria en rotación entre la brida y el cuerpo tubular que pueda absorber fuerzas correspondientemente mayores. Por este motivo, se establece adicionalmente en estos casos una unión de soldadura entre la brida y el cuerpo tubular, es decir, entre la brida y el lado frontal del cuerpo tubular. Para reducir aquí también el trabajo invertido en la fabricación, una variante preferida de la invención prevé que las escotaduras estén presentes en la periferia de la brida para recibir material de soldadura, por ejemplo de un alambre de soldadura, y así establecer la unión de soldadura entre la brida y el cuerpo tubular. Después del proceso de soldadura, el alambre de soldadura fundido ya no sobresale hacia fuera o sólo sobresale un poco, puesto que este material fluye hacia dentro de los rebajos de la brida. Esta técnica de unión ahorra tiempo en comparación con una soldadura con costura de soldadura que se extienda todo alrededor.
Las características citadas en las reivindicaciones subordinadas conciernen a perfeccionamientos preferidos de la solución del problema según la invención. Otras ventajas se desprenden de la descripción detallada siguiente.
Se describe seguidamente la presente invención con más detalle ayudándose de ejemplos de ejecución y haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Muestran en éstos:
la figura 1, una vista de una brida según la invención desde un lado;
la figura 2, una vista frontal de la brida de la figura 1, tomada en la dirección de la flecha II de la figura 1;
la figura 3, una representación de la brida y el cuerpo tubular antes del encaje a presión del asiento;
la figura 4, una representación correspondiente después del encaje a presión del asiento de la brida en el cuerpo tubular; y
la figura 5, una vista frontal en la dirección de la flecha V de la figura 4 después del proceso de soldadura.
Se hace referencia en primer lugar a la figura 1. La representación muestra una vista frontal de la parte del rodillo de soporte según la invención que presenta la brida. La propia brida está designada aquí con el número de referencia 11. Desde la brida 11 se extiende una parte a manera de manguito que se designa aquí como asiento 12 y que se encaja a presión en una cuerpo tubular 10, tal como se explicará aún más adelante en forma más pormenorizada con referencia a la figura 4. En el rodillo de soporte según la invención el asiento 12 no es de construcción cilíndrica lisa, sino que tiene una especie de perfil dentado. Las zonas de las puntas del perfil dentado se han designado con 12a. Estas son las zonas con sobremedida. Los flancos de estos dientes del perfil dentado son de construcción asimétrica en el presente ejemplo de ejecución, es decir que los flancos de diente delanteros 12c son más llanos en su ángulo y los flancos de diente traseros 12d son más empinados en su ángulo. En el otro lado de la brida 11 se une el eje 13, que está dispuesto en posición centrada. Este eje 13 sirve de apoyo de rotación del rodillo de soporte en un cojinete que no se ha representado aquí con detalle y que carece de importancia en relación con la presente invención. En lugar del muñón es posible también un taladro de ajuste en el que puede insertarse un cojinete que recibe entonces, por ejemplo, un árbol pasante.
La figura 2 muestra la vista de la brida tomada desde el lado frontal. Se aprecia que la brida 11 presenta en su periferia varias escotaduras 15 distribuidas aquí uniformemente por dicha periferia, a las cuales se adjudica importancia en relación con el proceso de soldadura durante la unión de la brida 11 y el cuerpo tubular 10. Esto se describe más adelante con mayor exactitud todavía haciendo referencia a la figura 5. En el presente ejemplo de ejecución según la figura 2 están presentes un total de seis de estas escotaduras. Sin embargo, el número exacto de escotaduras 15 es tan poco importante como su forma exacta. En general, las escotaduras 15 son depresiones a manera de artesa que están abiertas hacia fuera. El número y la anchura periférica de las escotaduras 15 se ajustan también a la resistencia de la unión de soldadura deseada entre la brida 11 y el cuerpo tubular 10.
Se hace referencia seguidamente a las figuras 3 y 4, que muestran una representación ampliada de la zona de unión entre el cuerpo tubular 10, la brida 11 y el asiento 12, pudiendo explicarse con ayuda de estos dibujos el montaje del rodillo de soporte según la invención constituido por estas piezas. El diámetro interno indicado en la figura 4 del cuerpo tubular 10, que se ha designado con 14, es en general tal que su medida es algo menor que el diámetro del asiento 12 en la zona de la punta de diente del perfil dentado. Se obtienen así las zonas 12a con sobremedida respecto del diámetro interno 14 del cuerpo tubular 10, las cuales están correspondientemente identificadas en el dibujo de la figura 4. Asimismo, se aprecia en el dibujo que entre dos zonas 12a con sobremedida se encuentra siempre, debido a la forma del perfil dentado, una zona 12b con inframedida respecto del diámetro interno 14 del cuerpo tubular 10. Si se encaja el asiento 12 a presión en el cuerpo tubular, por ejemplo por vía hidráulica, se aplastan entonces las zonas 12a con sobremedida, es decir, las zonas de las puntas del perfil dentado. La zona de la sobremedida y, por consiguiente, el volumen recalcado durante el encaje a presión dependen aquí de la respectiva desviación de la medida del diámetro interno 14 respecto de un valor normalizado correspondiente a las tolerancias que se presenten. Mediante las zonas 12b con inframedida se garantiza que el material recalcado pueda fluir desde las zonas 12a con sobremedida durante el encaje a presión del asiento 12 en el cuerpo tubular 10 y haya durante la deformación suficiente espacio para el escape del material que forma originalmente las zonas de las puntas de diente 12a y, por tanto, las zonas con sobremedida. Para el cuerpo tubular 10 se emplean tubos soldados con costura longitudinal que presencian tolerancias correspondientes debido a su fabricación, así como también irregularidades y zonas no exactamente redondas, por ejemplo en la zona de la costura de soldadura. Unicamente con una forma de diente de la clase descrita en la disposición sobre el diámetro es posible un centrado exacto del inserto, puesto que, si el diente discurriera, por ejemplo, en dirección longitudinal, el inserto sería expulsado de su asiento centrado por la compresión superficial mucho mayor a lo largo de la costura de soldadura del tubo y se empeoraría así considerablemente la marcha concéntrica. La costura longitudinal del tubo se ha designado con 17 en la figura 5.
La figura 5 muestra la vista frontal del rodillo de soporte después del proceso de soldadura. Se aprecia que el material de soldadura, por ejemplo alambre de soldadura 16, puede fluir hacia dentro de las escotaduras 15 de la brida 11, de modo que, después de unir la brida 11 con el cuerpo tubular 10, se obtiene un remate limpio en la periferia exterior.
La brida 11 podría suprimirse también por completo, pero entonces los insertos tendrían que ser encajados a presión en un dispositivo para garantizar el asiento correcto. El inserto se soldaría en este caso de manera que quedara dentro del tubo. Esto, por un lado, tendría la ventaja de un ahorro de material del inserto y, por otro lado, se suprimiría el fresado de las escotaduras 15, con un coste de soldadura ligeramente incrementado.

Claims (11)

1. Cuerpo tubular de metal, preferiblemente acero, y brida (11) de metal, preferiblemente acero, susceptible de unirse con este cuerpo tubular (10), los cuales están destinados a formar, después de su unión, un rodillo de soporte para vías de rodillos, en donde el cuerpo tubular (10) está destinado a formar la superficie envolvente cilíndrica del rodillo de soporte y en donde está previsto en la brida (11) un asiento (12) aproximadamente cilíndrico que puede introducirse en el cuerpo tubular (10), estando prevista en la zona periférica del asiento (12) al menos una zona periférica con sobremedida respecto del diámetro interno del cuerpo tubular (10) y pudiendo encajarse a presión el asiento de la brida (11) en el cuerpo tubular (10), caracterizados porque entre el cuerpo tubular (10) y la brida (11) existe un ajuste de sobremedida correspondiente a un campo de tolerancia según ISO 286 de IT 10 o mayor y porque en dirección axial sigue a una zona (12a) con sobremedida al menos una zona (12b) con inframedida respecto del diámetro interno (14) del cuerpo tubular (10).
2. Cuerpo tubular y brida según la reivindicación 1, caracterizados porque entre el cuerpo tubular (10) y el asiento (12) de la brida (11) está presente un ajuste de sobremedida correspondiente a un campo de tolerancia según ISO 286 de IT 11 o mayor, preferiblemente de IT 12 o mayor.
3. Cuerpo tubular y brida según la reivindicación 1 ó 2, caracterizados porque el cuerpo tubular (10) se ha fabricado a partir de un tubo soldado con costura longitudinal (17).
4. Cuerpo tubular y brida según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados porque el volumen de la zona (12a) con sobremedida respecto del diámetro interno (14) del cuerpo tubular (10) corresponde aproximadamente al volumen de la zona (12b) con inframedida.
5. Cuerpo tubular y brida según la reivindicación 4, caracterizados porque el asiento (12) presenta, visto en dirección axial, varias zonas (12a) con sobremedida que se alternan con varias zonas (12b) con inframedida.
6. Cuerpo tubular y brida según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizados porque una zona (12a) con sobremedida presenta, visto de perfil, aproximadamente la forma de un diente.
7. Cuerpo tubular y brida según la reivindicación 6, caracterizados porque una zona (12a) con sobremedida, con perfil dentado, presenta un flanco de diente menos inclinado (12c) y un flanco de diente más inclinado (12d).
8. Cuerpo tubular y brida según la reivindicación 7, caracterizados porque, considerado en la dirección de encaje a presión, el flanco de diente llano (12c) está dispuesto en el lado delantero y el flanco de diente empinado (12d) está dispuesto en el lado trasero.
9. Cuerpo tubular y brida según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizados porque, en estado encajado a presión, la brida (11) se aplica al lado frontal (10a) del cuerpo tubular (10) y se alinea por fuera aproximadamente con el cuerpo tubular (10).
10. Cuerpo tubular y brida según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizados porque la brida (11) presenta en la periferia varias escotaduras (15) abiertas hacia fuera, distribuidas por dicha periferia y destinadas a recibir material de soldadura (16) para la unión soldada con el cuerpo tubular (10).
11. Cuerpo tubular y brida según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizados porque en el lado de la brida (11) alejado del cuerpo tubular (10) está previsto en posición centrada un eje (13).
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