ES2216936T3 - Cojinete de deslizamiento. - Google Patents
Cojinete de deslizamiento.Info
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Abstract
Cojinete de deslizamiento que comprende una pieza de caja de bisagra (2) que presenta una abertura pasante de cojinete (4) y un casquillo de cojinete con collar (6) introducido por presión en la abertura de cojinete (4), en el que un perno de cojinete (8) está introducido y alojado de forma oscilante en el interior, presentando el semicojinete con collar (6) una pieza de casquillo (10) cilíndrica y un collar (12) orientado radialmente hacia fuera y en el que la pieza de casquillo (10) cilíndrica del casquillo de cojinete con collar (6) introducido en la abertura de cojinete (4) mediante recalcado axial de la superficie frontal (34), está deformada radialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro, y se apoya sin juego contra la pared interior de la abertura de cojinete (4) y contra la superficie del contorno del perno de cojinete (8), y en el que en el lado del cojinete de deslizamiento opuesto al collar (12) del casquillo de cojinete con collar (6) está previsto un elemento de soporte axial (40) en forma de disco anular, que se apoya radialmente en el exterior contra la zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra (2) que rodea la abertura de cojinete (4), caracterizado porque la superficie frontal (34) de la pieza de casquillo (10) cilíndrica del casquillo de cojinete con collar (6) está desplazada detrás de la zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra (2) que rodea la abertura de cojinete (4) o, a lo sumo, discurre enrasada con ésta, y porque el elemento de soporte axial (40) en forma de disco anular se apoya radialmente en el interior contra un escalón (20) axial del perno de cojinete (8) y porque el perno de cojinete (8) está asegurado en su posición de forma imperdible contra el elemento de soporte axial (40) en dirección axial.
Description
Cojinete de deslizamiento.
La invención se refiere a un cojinete de
deslizamiento que comprende una pieza de caja de bisagra que
presenta una abertura pasante de cojinete y un casquillo de cojinete
con collar introducido por presión en la abertura de cojinete, en el
que un perno de cojinete está introducido y alojado de forma
oscilante en el interior, presentando el semicojinete con collar una
pieza de casquillo cilíndrica y un collar orientado radialmente
hacia fuera y en el que la pieza de casquillo cilíndrica del
casquillo de cojinete con collar introducido en la abertura de
cojinete mediante recalcado axial de la superficie frontal, está
deformada radialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro y se
apoya sin juego contra la pared interior de la abertura de cojinete
y contra la superficie del contorno del perno de cojinete, y en el
que, en el lado del cojinete de deslizamiento opuesto al collar del
casquillo de cojinete con collar, está previsto un elemento de
soporte axial en forma de disco anular, que se apoya radialmente en
el exterior contra la zona de superficie de la pieza de caja de
bisagra que rodea la abertura de cojinete. El concepto seleccionado
anteriormente de pieza de caja de bisagra debe entenderse de forma
amplia. Puede tratarse de un brazo de bisagra o de una pieza de
pared fija a un lugar o a una máquina, en la que esté configurada
una abertura de cojinete. Un soporte deslizante de este tipo se
conoce del documento
DE-A-3308113.
En la fabricación y montaje de cojinetes de
deslizamiento, especialmente en la producción en cadena en el sector
de la automoción, por ejemplo en el montaje de componentes
oscilantes, como puertas, portones o cajas de radiador, resulta
ventajoso que el número de etapas de montaje pueda reducirse al
máximo. Preferiblemente, deben usarse componentes premontados para
configurar el montaje en la cadena de forma más eficiente.
La presente invención se basa, por tanto, en el
objetivo de proporcionar un cojinete de deslizamiento del tipo
mencionado al principio que cumpla este aspecto.
Este objetivo se alcanza mediante el cojinete de
deslizamiento del tipo mencionado con las características de la
reivindicación 1.
A decir verdad, en un cojinete de deslizamiento
no genérico según el documento DE 19646777 A1 con una abertura de
cojinete en una pieza de caja y un casquillo de cojinete de
deslizamiento cilíndrico enrollado sin collar introducido dentro, se
sabía alcanzar una deformación del casquillo orientada radialmente
hacia fuera y radialmente hacia dentro y, con ello, una disposición
sin juego del casquillo en la abertura de cojinete, mediante
recalcado axial de las superficies frontales opuestas del casquillo
cilíndrico; sin embargo, de este modo, no podía obtenerse una unidad
premontada compuesta de pieza de caja, casquillo y perno de
cojinete.
Según la invención se crea un cojinete de
deslizamiento compuesto por una pieza de caja de bisagra, casquillo
y perno, que puede fabricarse como unidad premontable,
transportarse, almacenarse y, finalmente, suministrarse al montaje
en cadena. El casquillo de cojinete con collar se introduce por
presión en ajuste forzado en la abertura de cojinete de la pieza de
caja de bisagra y el perno de cojinete se sujeta de forma imperdible
en la abertura del casquillo de cojinete con collar mediante acción
conjunta con el elemento de soporte axial. Preferiblemente, el perno
comprende una sección de collar o pestaña que, por su parte, se
apoya contra el collar del perno de cojinete con collar y, de este
modo, se asegura.
Del documento DE 29622973 U se conoce un cojinete
de deslizamiento no genérico, en el que una pieza de caja en forma
de copa embutida aloja un casquillo enrollado sin collar. Tras
introducir un perno de cojinete en la abertura, se sumerge el lado
frontal accesible libremente del casquillo de cojinete y, al mismo
tiempo, se consigue una deformación radial hacia fuera y hacia
dentro del casquillo. El perno se asegura frente a caída mediante un
disco de cubierta. La unidad obtenida de este modo debe disponerse,
por su parte, en una abertura de una pieza de caja de bisagra. Por
tanto, se requieren etapas de montaje adicionales. Además, el coste
de las piezas es mayor que en el caso del cojinete según la
invención y, por tanto, más caro.
En otra configuración del concepto de la
invención, la sección del perno de cojinete que se fija a través del
elemento de soporte axial está deformado radialmente hacia fuera y
forma un reborde del perímetro interior radial del elemento de
soporte axial. De este modo, el perno se sujeta de forma imperdible
en la abertura de cojinete. Se entiende que el perno de cojinete
puede fijarse de otro modo de forma imperdible contra el elemento de
soporte axial en sentido axial. Así, el elemento de soporte axial
podría estar configurado, por ejemplo, por dos piezas y encajarse en
ranuras anulares perimetrales u otras muescas del vástago del perno
de cojinete. El elemento de soporte axial podría presentar lengüetas
elásticas o similares que sobresalgan radialmente hacia dentro, que
puedan encajarse en las muescas, o podrían montarse otros elementos
de montaje. Por otro lado, una deformación del lado frontal del
perno de cojinete se demuestra como ventajosa, puesto que puede
fabricarse de forma sencilla.
El perno de cojinete podría presentar una
escotadura en el lado frontal, para poder unir mediante encaje de
otras piezas de montaje con otra pieza de caja de bisagra para
configurar una articulación. Por otro lado, se demuestra ventajoso
que el perno de cojinete presente una sección de fijación en un
extremo, con la que puede unirse con otra pieza de caja de bisagra
para configurar una articulación. Preferentemente, el perno de
cojinete puede unirse de forma fija frente a giro con la otra pieza
de caja de bisagra.
En una variante especialmente ventajosa de la
invención, la pieza de casquillo cilíndrica del casquillo de
cojinete con collar se deforma mediante un recalcado axial de su
superficie frontal radialmente hacia dentro y hacia en el exterior
contra la pared interior de la abertura de cojinete y contra la
superficie del contorno del perno de cojinete, de manera que resulta
un par inicial de arranque del cojinete de deslizamiento entre 0,5
Nm y 0,4Nm, preferentemente, entre 0,5 y 2,5 Nm y de forma
especialmente preferente, entre 0,5 y 2 Nm. Preferiblemente, el par
inicial de arranque es siempre superior en más de 1 Nm al par del
cojinete de deslizamiento que se ajusta tras el arranque.
Al concepto anterior corresponde, también, un
significado inventivo independiente de la configuración de cojinete
de deslizamiento descrita anteriormente. Se constató mediante una
deformación más o menos fuerte, que puede controlarse mediante la
aplicación de fuerza en la superficie frontal de la pieza de
casquillo cilíndrica del casquillo de cojinete con collar, que puede
predeterminarse el par necesario para girar el cojinete de
deslizamiento, en el que como se mencionó anteriormente, se
distingue entre el par inicial de arranque del cojinete de
deslizamiento y un par que se ajusta posteriormente, comparable
aproximadamente con la fricción estática y la fricción de
deslizamiento que se ajusta posteriormente entre los componentes de
la fricción.
La invención resulta de especial importancia en
la fabricación de cojinetes de deslizamiento para articulaciones de
vehículos, especialmente, en la fabricación y montaje de bisagras de
puerta de vehículos. Por un lado, debe obtenerse un par en puertas
de vehículos que resulte ligero para el usuario y, por tanto,
manejable cómodamente. Por otro lado, debe garantizarse que en el
curso del montaje del vehículo, especialmente, teniendo en cuenta el
paso de las carrocerías a través de la instalación de pintura, las
puertas del vehículo se fijen en una posición parcialmente abierta.
Puesto que las carrocerías en las líneas de producción se deslizan a
menudo sobre planos inclinados hacia arriba y hacia abajo, existe el
peligro de que las puertas abiertas del vehículo se cierren solas o
se abran demasiado en desplazamientos hacia delante.
Con la presente invención pudo resolverse por
primera vez este problema creando un cojinete de deslizamiento en el
que mediante un recalcado axial más o menos fuerte de la superficie
frontal del casquillo de cojinete de desplazamiento puede ajustarse
el par inicial de arranque como también el par de la articulación
resultante que se ajusta posteriormente.
Se ha demostrado conveniente que en el caso de un
diámetro de perno de cojinete entre 5 y 20 mm, el diámetro de las
aberturas de cojinete en la pieza de caja de bisagra sea entre 2 y
2,5mm superior al diámetro del perno de cojinete. De este modo,
resulta una holgura radial de entre 1 y 1,25 mm, en la que se encaja
la pieza cilíndrica del casquillo de cojinete con collar. Mediante
recalcado axial de la superficie frontal de la pieza cilíndrica de
casquillo puede ajustarse ahora el par. Se reivindica, por tanto,
protección para un procedimiento con las características de la
reivindicación 15. En este punto se hace mención que sería inútil
reivindicar como característica de procedimiento una fuerza de
deformación dentro de un determinado intervalo de fuerza, con la que
se realiza el recalcado de la superficie frontal de la pieza
cilíndrica del casquillo cojinete con collar. La fuerza para generar
una dureza deseada en forma de un par deseado depende de la
dimensión de la superficie frontal, sobre la que se actúa usando un
casquillo de recalcado. Pequeñas variaciones de la dimensión de la
holgura, que de forma ventajosa corresponde, básicamente, al grosor
del casquillo de recalcado, conducen a resultados que se desvían. No
obstante, la zona de fuerza necesaria para crear un determinado
intervalo de par puede averiguarse mediante sencillas pruebas, en
las que en una geometría predeterminada del cojinete deslizamiento
se realizan algunas pruebas de deformación con efecto de fuerza
distinto y se miden los pares de fuerza resultantes. Mediante una
sencilla valoración gráfica puede averiguarse, entonces, el
intervalo preferente.
Otras características, detalles y ventajas de la
invención resultan de las reivindicaciones adjuntas y de la
representación gráfica y la siguiente descripción de una forma de
realización preferente del cojinete de deslizamiento según la
invención, así como de la representación de algunas mediciones en
forma de diagramas. En el dibujo se muestran:
Figura 1a a: vistas parciales de distintas etapas
de fabricación del cojinete 1d de deslizamiento según la
invención,
Figura 2: una representación de pares iniciales
de arranque o del par que se ajusta posteriormente dependiendo de la
fuerza de deformación en la fabricación del cojinete de
deslizamiento; y
Figura 3: una representación que corresponde a la
fig. 2 en otra geometría del cojinete de deslizamiento.
Las fig. 1a -1d muestran distintas etapas de
fabricación de un cojinete de deslizamiento según la invención. Este
comprende una pieza de caja de bisagra 2 con una abertura de
cojinete 4 fabricada como taladro cilíndrico y un casquillo de
cojinete con collar 6 introducido por presión en la abertura de
cojinete 4. En el casquillo de cojinete con collar 6 se introduce un
perno de cojinete 8. El casquillo de cojinete con collar 6 comprende
una pieza cilíndrica 10 y el collar 12, que se apoya contra una zona
de superficie 14 de la pieza de caja de bisagra 2 que rodea
directamente la abertura de cojinete 4. El perno de cojinete 8
comprende una primera sección 16 cilíndrica de mayor diámetro y una
segunda sección 18 cilíndrica de menor diámetro. En el paso entre
las dos secciones 16 y 18 se configura un escalón 20 axial con una
superficie de apoyo 24 que discurre paralela al plano del collar del
casquillo de cojinete con collar 6 o paralela a una superficie 22 de
la pieza de caja de bisagra 2. El perno de cojinete 8 comprende,
además, una sección 26 en forma de pestaña que sobresale
radialmente, con la que se apoya contra el collar 12 del casquillo
de cojinete con collar 6 y lo asegura frente a caída en estado de
montado definitivo.
El paso entre la sección 16 de mayor diámetro y
la sección 18 de menor diámetro del perno de cojinete 8 se
selecciona de forma que la superficie de apoyo 24 discurre en el
plano de la superficie de la pieza de caja de bisagra 2. Partiendo
del estado representado en la fig. 1A, una pieza de presión 28 se
asemeja a una geometría que corresponde a la holgura 30 entre la
pared de la abertura de cojinete 4 y la superficie exterior de la
sección 16 de diámetro ampliado del perno de cojinete 8 y, como se
desprende de la fig. 1b, se desplaza en sentido axial 32 hacia la
holgura. Al mismo tiempo, la pieza de presión 28 recalca la
superficie frontal 34 axial del casquillo de cojinete con collar 6 y
la deforma radialmente hacia fuera y hacia dentro. De este modo, se
consigue un apoyo libre de juego del casquillo de cojinete con
collar contra la pared de la abertura de cojinete 4 y contra la
superficie del contorno de la sección de diámetro ampliado del perno
de cojinete 8. Tras el proceso de recalcado, la superficie frontal
34 retrocede contra la superficie 22 de la pieza de caja de bisagra
2 en sentido axial. Como se representa en la fig. 1c, ahora puede
invertirse un elemento de soporte axial 36 en forma de disco anular
en un material de cojinete combinado de acero/plástico mediante la
sección de menor diámetro del cojinete y colocarse en contacto, por
un lado, con la superficie 22 de la pieza de caja de bisagra 2 y,
por otro lado, en contacto con la superficie de apoyo 24 del perno
de cojinete 8. El elemento de soporte axial comprende una superficie
de deslizamiento 38, que está formada por una capa deslizante de
plástico basada en PTFE, que se introduce en una superficie porosa,
que está formada preferiblemente por una capa de bronce porosa
sinterizada en un dorso de acero 40. De forma correspondiente, se
fabrica el casquillo de cojinete con collar 6.
En otra etapa de montaje que se desprende de la
fig. 1d, la sección 18 de menor diámetro del perno de cojinete 8 se
deforma radialmente hacia fuera. De este modo, se forma un reborde
en la sección periférica 42 radial interior del elemento de soporte
axial 40. El perno de cojinete 8 se sujeta de forma imperdible en la
abertura de cojinete.
El perno de cojinete 8 comprende en su lado
opuesto una sección de fijación 44, a través de la cual puede unirse
de forma fija frente a giro a otra pieza de caja de bisagra no
representada.
La fig. 2 muestra el comportamiento del par
inicial de arranque o del par dependiendo de la fuerza de
calibración de un cojinete de deslizamiento, que está formado por
una pareja de un perno de cojinete con un diámetro exterior dentro
del casquillo de cojinete con collar de 7,8 mm y una abertura de
cojinete en la pieza de caja de bisagra con un diámetro de 10,08 mm.
Se fabricaron 10 cojinetes de deslizamiento distintos, en los que la
superficie frontal axial dentro de la holgura entre la abertura de
cojinete y el perno de cojinete se recalcó con una fuerza de 24 kN
(1), 20 kN (2) y 16 kN (3-10). Resulta un par
inicial de arranque o un par que se ajusta posteriormente, que se
desprende del diagrama. El diagrama muestra que en caso de una
fuerza de deformación de aprox. 16 kN, se alcanza un par inicial de
arranque o un par en la zona de 0,5 - 2 Nm.
La fig. 3 muestra una representación
correspondiente, en la que un perno ligeramente mayor respecto a la
medición de la fig. 2 con un diámetro de 7,88 mm y una abertura de
cojinete menor de 10,0 mm se usa como pareja perno/caja. Usando la
misma fuerza de deformación resultan pares iniciales de arranque o
pares de arranque que son superiores a los de la fig. 2.
Claims (15)
1. Cojinete de deslizamiento que comprende una
pieza de caja de bisagra (2) que presenta una abertura pasante de
cojinete (4) y un casquillo de cojinete con collar (6) introducido
por presión en la abertura de cojinete (4), en el que un perno de
cojinete (8) está introducido y alojado de forma oscilante en el
interior, presentando el semicojinete con collar (6) una pieza de
casquillo (10) cilíndrica y un collar (12) orientado radialmente
hacia fuera y en el que la pieza de casquillo (10) cilíndrica del
casquillo de cojinete con collar (6) introducido en la abertura de
cojinete (4) mediante recalcado axial de la superficie frontal
(34), está deformada radialmente hacia fuera y radialmente hacia
dentro, y se apoya sin juego contra la pared interior de la
abertura de cojinete (4) y contra la superficie del contorno del
perno de cojinete (8), y en el que en el lado del cojinete de
deslizamiento opuesto al collar (12) del casquillo de cojinete con
collar (6) está previsto un elemento de soporte axial (40) en forma
de disco anular, que se apoya radialmente en el exterior contra la
zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra (2) que
rodea la abertura de cojinete (4), caracterizado porque la
superficie frontal (34) de la pieza de casquillo (10) cilíndrica del
casquillo de cojinete con collar (6) está desplazada detrás de la
zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra (2) que
rodea la abertura de cojinete (4) o, a lo sumo, discurre enrasada
con ésta, y porque el elemento de soporte axial (40) en forma de
disco anular se apoya radialmente en el interior contra un escalón
(20) axial del perno de cojinete (8) y porque el perno de cojinete
(8) está asegurado en su posición de forma imperdible contra el
elemento de soporte axial (40) en dirección axial.
2. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque el perno de cojinete
(8) presenta un collar o pestaña (26) que se extiende radialmente
con una superficie de apoyo que se extiende de forma paralela al
plano del collar del casquillo de cojinete con collar, con la que el
perno de cojinete (8) se apoya contra el collar (12) del casquillo
de cojinete con collar y asegura éste frente a caída.
3. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la sección (18)
del perno de cojinete (8) que se encaja a través del elemento de
soporte axial (40) está deformado radialmente hacia fuera y forma un
reborde del perímetro (42) interior radial del elemento de soporte
axial (40).
4. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el perno de
cojinete (8) presenta una sección de fijación (44) en un extremo,
con la que puede unirse con otra pieza de caja de bisagra para
configurar una articula-
ción.
ción.
5. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 4, caracterizado porque el perno de cojinete
(8) puede unirse con otra pieza de caja de bisagra de forma fija
frente a giro.
6. Cojinete de deslizamiento según una de las
reivindicaciones precedentes caracterizado porque la pieza de
casquillo (10) cilíndrica está deformada sin juego mediante
recalcado axial de su superficie frontal (34) radialmente hacia
fuera y radialmente hacia en el interior contra la pared interior de
la abertura de cojinete (4) y contra la superficie del contorno del
perno de cojinete (8), de forma que el par inicial de arranque del
cojinete de deslizamiento esté entre 1 y 6 Nm.
7. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 6, caracterizado porque el par inicial de
arranque del cojinete de deslizamiento se encuentra entre 2 y 5
Nm.
8. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 7, caracterizado porque el par inicial de
arranque del cojinete de deslizamiento se encuentra entre 3 y 5
Nm.
9. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 6, caracterizado porque el par del cojinete de
deslizamiento se encuentra entre 0,5 y 4 Nm.
10. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 9, caracterizado porque el par del cojinete de
deslizamiento se encuentra entre 0,5 y 2,0 Nm.
11. Cojinete de deslizamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el par
inicial de arranque del cojinete de deslizamiento es siempre
superior a 0,5 Nm, preferiblemente 1 Nm mayor que el par que se
ajusta tras el arranque.
12. Cojinete de deslizamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
casquillo de cojinete con collar (6) y/o el elemento de soporte
axial (40) está fabricado de un material combinado de metal y
plástico.
13. Cojinete de deslizamiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en caso de
un diámetro de perno de cojinete entre 5 y 20 mm, el diámetro de la
abertura de cojinete es entre 1 y 4 mm mayor que el diámetro de
perno de coji-
nete.
nete.
14. Cojinete de deslizamiento según la
reivindicación 13, caracterizado porque en caso de un
diámetro de perno de cojinete entre 5 y 12 mm, el diámetro de la
abertura de cojinete se encuentra entre 1 y 2,5
mm.
mm.
15. Procedimiento para fabricar un cojinete de
deslizamiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14, que
comprende una pieza de caja de bisagra que presenta una abertura de
cojinete y un casquillo de cojinete con collar introducido por
presión en la abertura de cojinete, en el que se ha introducido un
perno de cojinete y está alojado dentro de forma oscilante, con un
par predeterminado necesario para girar el perno,
caracterizado porque la pieza de casquillo cilíndrica del
casquillo de cojinete con collar introducido en la abertura de
cojinete se deforma mediante recalcado axial de la superficie
frontal radialmente hacia fuera y radialmente hacia el interior
contra la pared interior de la abertura de cojinete y contra la
superficie del contorno del perno de cojinete y porque, al mismo
tiempo, dependiendo de la fuerza seleccionada para ello que actúa
sobre el lado frontal, se alcanza un par inicial de arranque del
cojinete de deslizamiento entre 1 y 6 Nm, preferentemente entre 2 y
5 Nm y, además, la superficie frontal (34) de la pieza de casquillo
cilíndrica (10) del casquillo de cojinete con collar (6) se desplaza
detrás de la zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra
(2) que rodea la abertura de cojinete (4) o, como máximo, discurre
enrasada respecto a ésta y porque en el lado del cojinete de
deslizamiento opuesto al collar (12) del casquillo de cojinete con
collar (6) se prevé un elemento de soporte axial (40) en forma de
disco anular, de forma que se apoya radialmente en el exterior
contra la zona de superficie (22) de la pieza de caja de bisagra (2)
que rodea la abertura de cojinete (4) y radialmente en el interior
contra un escalón (24) axial del perno de cojinete (8), de forma que
el perno de cojinete (8) está asegurado en su posición de forma
imperdible contra el elemento de soporte axial (40) en sentido
axial.
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