ES2215510T3 - Metodo para la fabricacion de una rueda de cadena con un engranaje de garras. - Google Patents
Metodo para la fabricacion de una rueda de cadena con un engranaje de garras.Info
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Abstract
Un método para la fabricación de una ruda de cadena con un engranaje de garras, que comprende un engranaje de garras (1) y una rueda de cadena coaxial (2) que se forma íntegramente mediante las operaciones siguientes: - una primera operación (A-B) de recalcado por un procedimiento de forja en caliente, formando así una pieza bruta (B) que tenga una forma que comprenda la rueda de cadena (2a) y el engranaje de garras (1a); y - una segunda operación (B-C) para aumentar la precisión de los respectivos perfiles de diente del engranaje de garras (1) y de la rueda de cadena (2), colocando la pieza bruta (B) en un aparato de forja en frío y laminando la pieza bruta (B) en el aparato de forja en frío para dar lugar a la pieza final (C).
Description
Método para la fabricación de una rueda de cadena
con un engranaje de garras.
La invención se refiere a un método para la
fabricación de una rueda de cadena con un engranaje de garras que
comprende axialmente una rueda de cadena y un engranaje de garras,
que se utiliza exclusivamente como rueda de cadena para la
transferencia en un vehículo de cuatro ruedas.
Se conoce la fabricación de una rueda de cadena
con un engranaje de garras mediante un método en el cual se forma
una matriz que no lleva ningún diente de engranaje, por un
procedimiento de forja en caliente, tallando a continuación en la
matriz los respectivos perfiles de diente del engranaje de garras y
de la rueda de cadena, un método en el cual se forman por separado
el engranaje de garras y la rueda de cadena y a continuación se
combinan entre sí, o un método en el que la matriz que lleva el
perfil de dientes del engranaje de garras se forma por un método de
forja en frío tallando a continuación en la matriz el perfil de los
dientes de la rueda de cadena. Todos los métodos convencionales
utilizan medios de tallado para formar el perfil de los dientes de
la rueda de cadena, y por lo tanto tienen una productividad baja,
dando lugar a un aumento de coste.
Especialmente el método en el que se forman por
separado la rueda de cadena y el engranaje de garras para
combinarlos entre sí incluye una operación de ensamblado, dando
lugar a otro aumento de coste adicional.
Además, para utilizar el medio de tallado se
adopta el siguiente criterio. Si el diámetro del engranaje de
garras es mayor que el de la rueda de cadena, tal como está
ilustrado en la Fig. 8, se forma una ranura 3 en un límite entre un
engranaje de garras 1 y una rueda de cadena 2, destinada a obtener
una salida para una herramienta de corte con el fin de evitar
interferencias con la herramienta de corte, con lo cual es
necesario aumentar la distancia L entre una parte efectiva M de los
dientes de la rueda de cadena 2 y el engranaje de garras 1. Por lo
tanto aumenta axialmente el grueso del conjunto de la rueda de
cadena con el engranaje de garras.
Cuando se utiliza el sistema de forja no es
necesario tener en cuenta la salida para la herramienta de corte.
Por lo tanto, el sistema de forja es adecuado para formar una rueda
de cadena con un engranaje de garras con un espesor axial más
reducido. Ahora bien, el sistema de forja exige altas presiones,
con lo cual se aplica una carga importante a una matriz, y en
consecuencia el sistema de forja no es conveniente para la
formación de un perfil de diente de alta precisión.
El documento EP-A- 552.021
describe un método para la fabricación de una rueda de cadena con
un engranaje de garras integrado, en una sola operación de
forja.
Se desea por lo tanto una técnica de forja que
sea capaz de obtener alta precisión con bajas presiones y un
desarrollo de un producto axialmente delgado.
La invención proporciona un método para la
fabricación de una rueda de cadena con un engranaje de garras, que
comprende un engranaje de garras y una rueda de cadena coaxial que
se forma de modo integral mediante las siguientes operaciones: una
primera operación de recalcado mediante un sistema de forja en
caliente, formando así una pieza bruta que tenga una forma que
comprenda la rueda de cadena y el engranaje de garras; y una
segunda operación para incrementar la precisión de los respectivos
perfiles de diente del engranaje de garras y de la rueda de cadena,
colocando para ello la pieza bruta en un aparato de forja en frío,
conformando la pieza bruta mediante el aparato de forja en frío
para obtener la pieza final.
La invención proporciona además un método para la
fabricación de una rueda de cadena con un engranaje de garras, que
comprende un engranaje de garras y una rueda de cadena coaxial con
un diámetro menor que el diámetro del engranaje de garras, que se
forma integralmente mediante las operaciones siguientes: una
primera operación de recalcado mediante un procedimiento de forja
en caliente, formando así una pieza bruta que tenga una forma que
comprenda la rueda de cadena y el engranaje de garras; una segunda
operación para aumentar la precisión de los respectivos perfiles de
diente del engranaje de garras y de la rueda de cadena, colocando
para ello la pieza bruta en un aparato de forja en frío y laminando
la pieza bruta mediante el aparato de forja en frío para obtener
una pieza secundaria, y una tercera operación para formar con un
medio de corte una ranura entallada de profundidad determinada,
perpendicular a una dirección axial, en un límite entre el
engranaje de garras y la rueda de cadena de la pieza secundaria con
el fin de obtener un producto final.
Es deseable formar, por lo menos en la segunda
operación, una ranura cóncava de forma anular, coaxial en el
engranaje de garras de la pieza bruta, en una superficie próxima a
la rueda de cadena, pudiendo formarse en la ranura cóncava una
parte laminada incompleta producida por el margen para el
laminado.
Además, en la tercera operación se puede eliminar
la parte laminada incompleta cuando se forme la ranura entallada.
Además, la distancia entre la rueda de cadena y el engranaje de
garras puede ser menor que la salida necesaria para una herramienta
de corte que se precise para formar la rueda de cadena mediante un
proceso de tallado.
La Fig. 1 es una ilustración de cada una de las
operaciones para la fabricación de una rueda de cadena con un
engranaje de garras conforme a la invención, específicamente un
producto que tenga una rueda de cadena con un diámetro mayor que el
diámetro del engranaje de garras;
La Fig. 2 es una ilustración de diferentes tipos
de productos que tengan una rueda de cadena con un diámetro mayor
que el diámetro del engranaje de garras, y que varían en la
distancia entre el engranaje de garras y la rueda de cadena;
La Fig. 3 es una ilustración de cada una de las
operaciones de fabricación de la rueda de cadena con el engranaje
de garras conforme a la invención, específicamente de un producto
que tenga una rueda de cadena con un diámetro menor que el diámetro
del engranaje de garras.
La Fig. 4 es una ilustración de una tercera
operación en la que una parte que no ha sido laminada se recorta
cuando se forma una ranura entallada;
La Fig. 5 es una ilustración de diferentes tipos
de productos con un engranaje de garras de diámetro mayor que el
diámetro de la rueda de cadena, y que difieren en la distancia
entre el engranaje de garras y la rueda de cadena;
La Fig. 6 es una ilustración de la tercera
operación en la que se elimina totalmente la parte no laminada en
una ranura cóncava, mediante la tercera operación.
La Fig. 7 es una ilustración del producto en el
que el engranaje de garras y la rueda de cadena se solapan
coaxialmente; y
La Fig. 8 es una ilustración de la necesidad de
una salida para una herramienta para utilizar un medio de corte
para formar el producto que tenga la rueda de cadena con un
diámetro mayor que el diámetro del engranaje de garras.
Para describir una rueda de cadena con un
engranaje de garras fabricado de acuerdo con la invención se
describirá previamente un producto que tenga un engranaje de garras
con un diámetro menor que el diámetro de la rueda de cadena,
haciendo para ello referencia a los dibujos que se acompañan.
La Fig. 1 muestra la forma del trabajo realizado
en cada operación. En una primera operación, es decir en una forja
en caliente, se conforma un material cilíndrico A formando una
pieza primaria B mediante recalcado. Específicamente se recalca una
matriz que tiene partes de diámetro grandes y pequeño apiladas una
sobre otra, con el fin de formar la pieza primaria C, que es una
pieza bruta que lleva un engranaje de garras la y una rueda de
cadena 2a en las partes de diámetro pequeño y grande
respectivamente. La pieza bruta, es decir la pieza primaria B, no
tiene todavía suficientemente las formas detalladas de los
respectivos perfiles de diente del engranaje de garras la y de la
rueda de cadena 2a, sino que tiene una distribución de volúmenes
que simplemente se adapta a la distribución de volúmenes del
producto.
A continuación, en una segunda operación, es
decir forja en frío, se lamina la pieza primaria B para formar una
pieza secundaria C cuya precisión aumenta en detalles que incluyen
los respectivos perfiles de diente de un engranaje de garras 1 y de
una rueda de cadena 2. La pieza secundaria C obtenida de esta
manera se considera como el producto.
De este modo, en una primera operación se forma
la pieza primaria B (la pieza bruta), cuya distribución de
volúmenes se ajusta a la distribución de volúmenes del producto. En
la segunda operación, la pieza bruta que se había formado en la
primera operación se prensa en una matriz, con lo cual se forma la
pieza secundaria C, empleando laminación para aumentar la
precisión. Por lo tanto este método reduce notablemente la presión
que se ha de aplicar a la matriz en comparación con el método en el
cual se conforma el material para obtener el producto en una sola
operación mediante forja en frío. Por lo tanto los respectivos
perfiles de diente del engranaje de garras 1 y de la rueda de
cadena 2 se forman con gran precisión a presión reducida.
Se considera que el producto formado por este
método es de los tipos representados en la Fig. 2: un tipo (a) en
el que el engranaje de garras 1 está separado de la rueda de cadena
2 por una distancia equivalente a una salida para una herramienta
de corte; un tipo (b) en el que no se obtiene la distancia
necesaria para la salida de la herramienta de corte entre el
engranaje de garras y la rueda de cadena, un tipo (c) en el que el
engranaje de garras está adyacente y en estrecho contacto con la
rueda de cadenas; y así puede haber más.
Los tipos (a) y (b) anteriores son adecuados para
una alternativa al producto formado mediante tallado. Ahora bien,
para el producto que tiene un engranaje de garras con un diámetro
menor que el diámetro de la rueda de cadena no es absolutamente
necesario disponer de la salida para la herramienta en una zona
límite entre el engranaje de garras y la rueda de cadena. Por lo
tanto el tipo (c) no solamente resulta ventajoso en cuanto a la
reducción de tamaño de todo el engranaje de transferencia sino
también aumenta notablemente la resistencia del engranaje de garras
debido a que la raíz del engranaje de garras y la matriz tienen una
estructura continua. A continuación se describirá el producto que
tiene una rueda de cadena con un diámetro menor que el diámetro del
engranaje de garras.
En esta forma, cuando un diente de la rueda de
cadena y una superficie lateral del engranaje de garras tienen la
estructura continua no se puede acoplar una parte de la malla de
una cadena con la superficie lateral de la rueda de cadena. Por lo
tanto hay que formar una ranura en el límite entre la rueda de
cadena y el engranaje de garras, de manera que se han de obtener a
ambos lados de la rueda de cadena espacios en los que puedan
penetrar las mallas.
Por lo tanto y tal como está representado en la
Fig. 3, en la primera operación, es decir la forja en caliente, se
conforma el material cilíndrico A para obtener la pieza primaria B
mediante recalcado. Específicamente se recalca la matriz que tiene
las partes de diámetro grande y pequeño en dos pisos, con el fin de
formar la pieza primaria B, que es la pieza bruta que tiene el
engranaje de garras la y la rueda de cadena 2a en las partes de
diámetro grande y pequeño respectivamente. La pieza bruta, es decir
la pieza primaria B, no tiene todavía suficientemente las formas
detalladas de los respectivos perfiles de dientes del engranaje de
garras la y de la rueda de cadena 2a, pero tiene la distribución de
volúmenes simplemente adaptada a la distribución de volúmenes del
producto. En la segunda operación, es decir la forja en frío, se
lamina la pieza primaria B para formar la pieza secundaria C, cuya
precisión se ha incrementado en detalles que incluyen los perfiles
de diente. Luego, en una tercera operación, se entalla una ranura 3
en la pieza secundaria C, formando así un producto terminado D.
En esta realización se forma una pestaña 4 junto
al engranaje de garras, con lo cual se da mayor fuerza al perfil de
diente.
Una parte no laminada 5 producida en el límite
entre la rueda de cadena y el acoplamiento de garras se elimina al
entallar la ranura 3 (véase la Fig. 4).
De esta manera se incluye intencionadamente en la
segunda operación un margen para la laminación, con lo cual se
puede reducir la carga que se ha de aplicar a la matriz. En este
caso, la parte no laminada que se ha obtenido se recorta mediante
ranurado.
Un producto de esta clase con una rueda de cadena
con un diámetro menor que el diámetro del engranaje de garras
también se considera como de los tipos (d) al (f) representados en
la Fig. 5: los tipos de la distancia larga y corta entre la rueda
de cadena 2 y el engranaje de garras 1. Cualquiera de los tipos se
puede utilizar adecuadamente para cualquier producto y se puede
utilizar para el producto que no tenga la pestaña 4.
Para el producto que tenga una rueda de cadena
con un diámetro menor que el diámetro del engranaje de garras, tal
como está representado en la Fig. 6, se forma un escalón entrante 6
en el engranaje de garras 1, en la superficie próxima a la rueda de
cadena (Fig. 6a), y a continuación se forman los dientes de la
rueda de cadena 2 de manera que penetren en el escalón rebajado 6.
En la tercera operación se recorta la ranura entallada 3 para
llegar a la superficie del fondo del escalón rebajado 6, con lo
cual se puede obtener un producto terminado (véase la Fig. 6b).
De esta manera, en la operación secundaria tal
como se ha descrito anteriormente, el perfil de diente de la rueda
de cadena y la superficie del fondo del escalón rebajado tienen
una estructura continua, y la parte que no ha sido laminada se
forma únicamente en el escalón rebajado. En consecuencia, la parte
no laminada se recorta completamente al formar la ranura
entallada.
Para cualquiera de estos productos, el perfil de
los dientes del engranaje de garras puede tener conicidad inversa,
o el producto se puede aligerar adelgazando la superficie lateral
del engranaje de garras.
Se emplea un medio de forja mediante el cual se
pueda conformar el engranaje de garras en la pared interior de una
ranura cóncava formada en la superficie lateral de la matriz. A
continuación se describirá esa realización.
La rueda de cadena con un engranaje de garras,
representada en la Fig. 7 en la que se forma una ranura cóncava
anular 7 coaxial en la superficie lateral de la rueda de cadena 2,
y donde el engranaje de garras 1 tiene un diámetro menor que el
diámetro de la rueda de cadena 2, estando situado en la pared
interior de la ranura cóncava 7, de tal manera que el engranaje de
garras 1 y la rueda de cadena 2 se solapan axialmente, empleándose
para su fabricación las operaciones siguientes. En la primera
operación se conforma la pieza bruta que tiene los perfiles de
diente incompletos del engranaje de garras y de la rueda de cadena.
En la segunda operación se aumenta la precisión.
El producto que tiene esa forma es más delgado en
comparación con el producto en el que la rueda de cadena y el
engranaje de garras están axialmente adyacentes y en estrecho
contacto entre sí.
De esta manera se puede reducir al mínimo la
dimensión del engranaje de transferencia.
Al realizar la invención, se adapta previamente
la distribución de volúmenes de la pieza bruta a la distribución de
volúmenes del producto por medio de una forja en caliente,
tendiendo a que haya una deformación grande. En la segunda
operación, es decir en la forja en frío se utiliza la laminación
eficazmente para incrementar la precisión. De esta manera se puede
formar la rueda de cadena de alta precisión con un engranaje de
garras con baja presión, pudiendo fabricarse diversos tipos de
productos que tengan un diámetro grande o un diámetro pequeño, es
decir incluyendo las formas que no se pueden obtener mediante
corte. Por lo tanto se puede reducir al mínimo el espesor del
producto.
En la primera operación la pieza bruta ya está
recalcada de tal manera que la distribución de volúmenes de la
pieza bruta se pueda adaptar a la distribución de volúmenes del
producto. De esta manera en la segunda operación, es decir en una
operación de forja en frío, la cantidad de deformación es pequeña y
por lo tanto se reduce la carga que se ha de aplicar a la matriz, y
en consecuencia se incrementa drásticamente la vida útil de la
matriz. Además, dado que tanto en la primera como la segunda
operación se emplea un medio de forja, no es necesario tener en
cuenta las holguras para la herramienta. De esta manera el
engranaje de garras y la rueda de cadena se acercan entre sí con lo
cual se puede reducir el espesor axial del producto.
La parte no laminada se puede producir en la
operación de entrada, y de esta manera la parte no laminada se
elimina totalmente al formar la ranura entallada.
La parte no laminada se produce en la operación
de entrada. Por lo tanto aunque se deje un margen grande para la
laminación, la parte no laminada se puede eliminar cuando se forme
la ranura entallada. Además se puede reducir la carga aplicada a la
matriz.
Claims (5)
1. Un método para la fabricación de una ruda de
cadena con un engranaje de garras, que comprende un engranaje de
garras (1) y una rueda de cadena coaxial (2) que se forma
íntegramente mediante las operaciones siguientes:
- una primera operación (A-B) de
recalcado por un procedimiento de forja en caliente, formando así
una pieza bruta (B) que tenga una forma que comprenda la rueda de
cadena (2a) y el engranaje de garras (1a); y
- una segunda operación (B-C)
para aumentar la precisión de los respectivos perfiles de diente
del engranaje de garras (1) y de la rueda de cadena (2), colocando
la pieza bruta (B) en un aparato de forja en frío y laminando la
pieza bruta (B) en el aparato de forja en frío para dar lugar a la
pieza final (C).
2. Un método para la fabricación de una rueda de
cadena con un engranaje de garras que comprende un engranaje de
garras (1) y una rueda de cadena coaxial (2) que tenga un diámetro
menor que el diámetro del engranaje de garras (1), y que se forma
íntegramente mediante las operaciones siguientes:
- una primera operación (A-B) de
recalcado mediante un procedimiento de forja en caliente, formando
así una pieza bruta (B) que tenga una forma que comprenda la rueda
de cadena (2a) y el engranaje de garras (1a);
- una segunda operación (B-C)
para aumentar la precisión de los respectivos perfiles de diente
del engranaje de garras (1) y de la rueda de cadena (2), colocando
para ello la pieza bruta (B) en un aparato de forja en frío y
laminando la pieza bruta (B) mediante el aparato de forja en frío
para obtener una pieza secundaria (C); y
- una tercera operación (C-D)
para formar mediante un procedimiento de corte una ranura entallada
(3) de una profundidad determinada, perpendicular a la dirección
axial, en una zona límite entre el engranaje de garras (1) y la
rueda de cadena (2) de la pieza secundaria (C), para obtener un
producto final (D).
3. El método según la reivindicación 2, donde por
lo menos en la segunda operación (B-C) se forma una
ranura cóncava anular (3) coaxial en el engranaje de garras (1) de
la pieza bruta (B), en una superficie próxima a la rueda de cadena
(2), dejando un margen para la laminación en el perfil de los
dientes de la rueda de cadena (2), pudiendo formarse en la ranura
cóncava (3) una parte laminada incompleta (5) obtenida por el
margen para la laminación.
4. El método del proceso según las
reivindicaciones 2 ó 3, donde en la tercera operación
(C-D) se elimina la parte laminada incompleta (5) al
formar la ranura entallada (3).
5. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la distancia entre la rueda de
cadena (2) y el engranaje de garras (1) es menor que la salida
necesaria para una herramienta de corte para formar la rueda de
cadena (2) mediante un procedimiento de tallado.
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