ES A1. Número de publicación: PATENTES Y MARCAS. Número de solicitud: Int. Cl. 7 : B23B 5/40

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: k Número de solicitud: k Int. Cl. 7 : B23B 5/40 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 k 22 Fecha de presentación: k 43 Fecha de publicación de la solicitud: k 71 Solicitante/s: DANOBAT, S. COOP Poĺıgono Kalea Arriaga, Elgoibar, Guipúzcoa, ES k 72 Inventor/es: Andonegui Milikua, Javier k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: k 74 Agente: Buceta Facorro, Luis k 54 Título: Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto. ES A1 57 k Resumen: Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto; dicho proceso se desarrolla de la forma siguiente:.- en primer se monta la caja diferencial (1) en un plato de indexado.- seguidamente se centra y se fija la caja (1) a través de uno de los dos orificios (1.1) de los palieres, bien por su exterior o por su interior, fijándose axialmente la caja (1) mediante el empuje axial de una campana (5).- a continuación se mecaniza su esfera interior (1.3) a través de unas aberturas de la campana (5) y se gira la caja (1) 90 mecanizando uno de los orificios (1.2) de los satélites, a través de uno de una pareja de orificios contrapuestos de la campana (5), para, finalmente, girar la caja (1) 180 y mecanizar el orificio (1.2) opuesto, mecanizándose asílacaja(1)conunúnico amarre. Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES A1 2 DESCRIPCION Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto. La caja del diferencial de un vehículo conocida como boîtier différentiel o differential housing, es una pieza en la que es fundamental conseguir la máxima precisión, en cuanto al punto central de intersección de tres teóricos ejes, de los cuales, uno se corresponde con el de la conformación esférica interior de la propia caja del diferencial, el segundo es el eje de los satélites y el tercero es el de los semi-ejes o palieres. Con las soluciones de mecanizado actuales, el punto de intersección deestostresejesestási- tuado dentro de una teórica esfera de diámetro comprendido entre seis y ocho centésimas de milímetro; es decir que la desviación entre el punto de intersección de los tres precitados ejes y el teórico cero central, está comprendido entre ±3-4 centésimas de milímetro. Aunque esta es una alta precisión, al tratarse la caja del diferencial de una pieza básica dentro del automóvil en cuanto a su seguridad y funcionamiento, los fabricantes de automóviles tratan de que esta precisión sea cada vez mayor, pero hasta la fecha, los procesos de mecanización conocidos no permitían mejorarla. En efecto, dentro de los procesos de mecanización hasta ahora conocidos, existen las siguientes soluciones: Solución A En una primera operación se mecaniza el interior de los orificios para los palieres. Asimismo se habrán mecanizado los orificios de la valona en donde se fijara por atornillado la corona de la caja diferencial que será impulsada por el piñón del extremo del correspondiente árbol propulsor, si la caja diferencial llevara tal solución. En una segunda operación se mecanizan los orificios para los ejes de los satélites. Finalmente y aprovechando los alojamientos de los palieres se introduce en cada uno de ellos un mandril de centraje, pertenecientes a un dispositivo de sujeción doble e hidráulico que se complementan con un tercer mandril de fijación formado por un cilindro de sujeción de émbolo doble, que penetra en uno de los orificios para los satélites. Este tercer mandril se sitúa entre los otros dos, en dirección perpendicular a aquellos y comporta unos apoyos sobre los que descansan las partes exteriores de los alojamientos de los palieres. Con la pieza así dispuesta se procede al mecanizado de su esfera interior, torneado esférico, estando la pieza estática. Solución B Es una variante del proceso anterior y consiste en llevar a cabo el torneado de la esfera con la pieza en rotación. Para ello, se disponen, en las mordazas de un torno, dos tetones que se introducen en los alojamientos de los ejes de los satélites que previamente se habrán mecanizado. Con la pieza así dispuesta se procede, mediante las mordazas del torno, a girar la pieza mecanizando la esfera interior con la pieza en rotación. Este proceso consigue un mejor acabado de la esfera interior Solución C La pieza es amarrada por el exterior de los alojamientos de los palieres, bloqueándose y mecanizándose la esfera interior. Esta operación se lleva a cabo en una máquina que tiene dos unidades de mandrinado que, cuando se ha terminado de mecanizar la esfera, bajan y mecanizan los dos orificios para los ejes de los satélites. Esta solución sólo requiere de dos atadas o amarres pero la precisión no es óptima porque las dos unidades de mandrinado son independientes, aunque van fijadas al carro de la máquina. En esta solución existe una variante según la cual, las dos unidades de mandrinado van fijadas al armazón de la máquina, no al carro. En este caso y aún suponiendo que la fijación sea precisa, al tratarse de tornos verticales, las dilataciones o contracciones del cabezal afectan al posicionamiento de las unidades de mandrinado. En cualquier caso, los procesos tradicionales requieren, para el mecanizado de la esfera interior de la caja del diferencial y de los orificios de los satélites, de tres o de dos sucesivos res de la pieza y nunca se había conseguido hasta ahora realizar este mecanizado de la caja diferencia con un único amarre. Es evidente que el hecho de tener que soltar la pieza y volverla a fijar hace perder exactitud al mecanizado, pero hasta la fecha no se había conseguido una solución que evitara los sucesivos amarres. De acuerdo con la solución ahora preconizada, el mecanizado de la caja diferencial se lleva a cabo con un único amarre, según el proceso siguiente:.- Se monta la pieza en un plato de indexado del cabezal de un torno, centrándose y fijándose la pieza, aprovechando bien el interior de uno de los alojamientos de los palieres o el exterior del mismo, es decir la zona en donde se sitúan los correspondientes rodamientos..- Con la pieza así dispuestaseprocedeenprimer lugar al mecanizado de la esfera interior..- Seguidamente y manteniendo a la pieza tal y como esta fijada y centrada se procede a girarla 90 hasta situarla de manera que se mecaniza uno de los orificios de los ejes de los satélites..- Por últimosegiraalapieza180 ysemecaniza el otro orificio de los ejes de los satélites.

3 3 ES A1 4 De esta forma, con un solo amarre se puede mecanizar la esfera interior y los orificios de los satélites, alcanzándose así una precisión superior a la conseguida con las soluciones tradicionales. Se ha previsto que, en una variante del proceso ya indicado, una vez que se mecaniza la esfera interior y se gira a la pieza 90 hasta situarla correctamente para mecanizar uno de los orificios de los satélites, este mecanizado se lleva a cabo con una herramienta que pasa hasta el otro lado de la pieza, de manera que en una única operación se mecanizan los dos orificios de los satélites. Para lograr todo ello, se ha diseñado una pieza, que denominaremos campana que presenta, al menos, dos grandes aberturas contrapuestas para permitir la carga de la pieza en la máquina y el mecanizado de la esfera interior. Entre estas dos grandes aberturas la campana presenta sendos orificios pasantes y contrapuestos, para el paso a través de ellos de la herramienta que a de mecanizar los alojamientos para los ejes de los satélites. Esta campana establece un empuje axial contra la caja diferencial, complementando así laya comentada fijación que de la caja diferencial se lleva a cabo por el interior o el exterior de uno de los alojamientos de los palieres. La figura 1 muestra una vista en sección de una caja diferencial (1). La figura 2 es una vista esquemática de una máquina-herramienta (2) preparada para desarrollar el proceso objeto de la presente invención. La figura 3 es una vista en perspectiva de una pieza que denominaremos campana (5). Las figuras 4, 5 y 6 son las vistas en alzado, perfil y planta superior de la campana (5). La figura 7 es una vista ampliada de la parte del cabezal (3) en donde se monta la caja diferencial (1) para su mecanizado. La figura 8 es una vista ampliada y parcialmente seccionada de la figura 7, para apreciar la fijación de la caja diferencial (1) por el interior de uno de los alojamientos (1.1) de los palieres. La figura 9 es una vista como la de la figura 8 pero ahora con la fijación de la caja diferencial (1) por el exterior de uno de los alojamientos (1.1). El objeto de la presente invención es un proceso para la mecanización de la caja diferencial (1) de un vehículo y el dispositivo para llevar a cabo dicho proceso. Tal y como se aprecia en la figura 1, la caja diferencial (1) de un vehículo presenta dos orificios enfrentados (1.1) para el alojamiento de los dos semi-ejes o palieres. También presenta dos orificios enfrentados (1.2) para los ejes de los satélites y debe presentar una conformación esférica interior (1.3). En el exterior de la caja diferencial (1) se configura una valona (1.4) que, en algunos, casos posee unos orificios para la fijación de la corona que recibe el movimiento del piñón dispuesto en un extremo del correspondiente árbol propulsor. Para que la caja diferencial tenga un funcionamiento óptimo se debería cumplir que el punto de intersección C del eje (E1) de los orificios (1.1), del eje (E2) de los orificios (1.2) y de un eje (E3) de la esfera interior (1.3) se corten en un mismo punto que debe ser el punto central En la realidad esto no se cumple y dicho punto de intersección se encuentra dentro de una teórica esfera de un diámetro comprendido entre seis y ocho centésimas de milímetro. Los intentos para aumentar la precisión, chocaban hasta ahora con el hecho de que para llevar a cabo el mecanizado de la caja diferencial (1) es preciso centrar y fijar a esta última y los propios os de amarre que, por ejemplo, permitían el torneado de la esfera interior, impedían el mecanizado de los orificios (1.2), siendo necesario soltar la pieza (1) y volverla a fijar en una nueva posición. Estos sucesivos amarres, que según las soluciones conocidas eran dos o tres, impedían mejorar la precisión final más allá de unas tolerancias del orden de las seis a ocho centésimas de milímetro. Con la solución ahora preconizada se consigue llevar a cabo dicho mecanizado con un solo amarre de la pieza (1) mediante el empleo de una máquina-herramienta (2) y en concreto un torno, en cuyo cabezal (3) y, concretamente en la parte denominada morro del cabezal (3), va dispuesto un plato de indexado (4), en relación con el cual se monta la caja diferencial (1) a mecanizar, con la particularidad de la utilización de una pieza, a modo de campana (5) de un especial diseño. Tal y como se aprecia en las figuras 3, 4, 5 y 6 la campana (5) esta constituida por una monopieza que determina un casquete (5.1) en relación con el cual hay un orificio pasante (5.2). La campana (5) se ensancha según una configuración en conicidad (5.3) para rematar en una parte cilíndrica (5.4), en la que existen dos orificios pasantes (5.5) dispuestos en contraposición diametral y entre ellos, también en contraposición, dos grandes aberturas (5.6). En el detalle de la figura 7 se aprecia como queda dispuesta la caja diferencial (1) en relación con la campana (5); mientras que en la vista ampliada y seccionada de la figura 8 se aprecia el montaje de la campana (5) a través de un tornillo central (7) que rosca en la parte (6), pasando por el orificio (5.2) de la campana (5). Asimismo,enlafigura8seapreciacomoesel montaje de la caja diferencial (1), según el cual, por el interior de uno de los orificios (1.1) de los palieres, se introduce una pinza (9.1) relacionada con una pieza (11) unida al émbolo (10) de un cilindro. En la posición de avance del émbolo (10) la pieza (11) no interactúa. En la posición de retroceso del émbolo (10) la pieza (11), por su conicidad exterior, abre a la pinza (9.1) que centra y fija a la caja diferencia (1) por el interior del orificio (1.1). De esta forma, la caja diferencial (1) queda centrada y fijada, apoyando contra el plato (8). En esta posición, la campana (5) establece un empuje axial contra la valona (1.4) de la caja diferencial (1) colaborando así ensufijación. Para proceder al montaje de la caja diferencial (1) en la máquina (2) el propio robot de esta última toma la caja diferencial (1) y, a través de las grandes aberturas (5.6) de la campana (5), dispone a la caja diferencial (1) en posición de montaje, momento en el que los medios de centrado y fijación (9.1, 10 y 11) actúan, así comola 3

4 5 ES A1 6 campana (5) que, presiona axialmente a la caja diferencial (1) de manera que esta última queda perfectamente centrada y fijada. Con la caja diferencial (1) así dispuesta se procede, en primer lugar, al mecanizado de la esfera interior (1.3). Para llevar a cabo ente mecanizado se aprovechan de nuevo las grandes aberturas (5.6) de la campana (5); de manera que la herramienta de mecanizar pasa a través de dichas aberturas (5.6). Cuando se ha mecanizado la esfera inferior (1.3), manteniendo a la caja diferencial en su centrado y fijación,selagira90, hasta situarla de manera que entonces se mecaniza uno de los orificios (1.2) de los satélites. Concluida la mecanización de uno de los orificios (1.2), se gira la caja diferencial 180 yse mecaniza el otro orificio (1.2) El mecanizado de los orificios (1.2) se lleva a cabo haciendo pasar a la herramienta por los orificios (5.5) de la campana (5). Se ha previsto, como una variante del proceso descrito que, mediante la herramienta apropiada se pueda mecanizar, en una sola operación, los dos orificios (1.2) de la caja diferencial (1). Es decir que, cuando se termina el mecanizado de la esfera interior (1.3) y se gira 90 a la caja diferencial (1) hasta disponerla para proceder al mecanizado de uno de sus orificios (1.2), entonces que la herramienta pase por el interior de la caja diferencial (1) hasta el otro lado de la misma, mecanizando así, en una misma operación, el otro orificio (1.2). En cualquier caso y de acuerdo con la presente invención, se mecaniza la esfera interior (1.3) y los orificios (1.2) de la caja diferencial (1) sin necesidad de tener que soltar la caja (1) en ningún momento, con un único amarre de la caja (1) lo que permite mejorar la precisión del mecanizado. En la figura 9 se ha representado una variante del dispositivo de fijación de la caja diferencial (1) según la cual, ahora se centra y fija a esta última actuando por el exterior del orificio (1.1), justo en la zona de apoyo del correspondiente rodamiento de la caja (1). Tal y como se aprecia en la figura 9, también ahora se utiliza una pinza (9.2) que en su parte exterior presenta una conicidad, en correspondencia con la de un alojamiento central del plato (8); de manera que en función del posicionamiento del émbolo (10) las conicidades de la pinza (9.2) y del alojamiento central del plato (8) establecerán el cierre o la apertura de la pinza (9.2) y, con ello, la fijación o liberación de la caja diferencial (1). Es evidente que el hecho de que el centrado y la fijación de la caja diferencial (1) se lleve a cabo por el interior o por el exterior del orificio (1.1) no altera en nada a la esencia de la invención, como tampocoloalteraelcambioenlosmecanismos de fijación, ya que las pinzas (9.1) y (9.2) pueden adoptar cualquier otra realización convencional, que permita el centrado y la fijación de la caja diferencial (1), sin variar el concepto fundamental de la presente invención que radica en el hecho de poder mecanizar la caja diferencial, (1) con un solo amarre de esta última. En este mismo sentido, la realización representada de la campana (5) solo debe entenderse como un ejemplo de realización práctica, no limitativo, ya que, manteniendo el concepto de una configuración general a modo de campana, que se fija por la parte más estrecha y que posee unas aberturas (5.6) para posibilitar la carga de la caja diferencial (1) y para permitir el mecanizado de su esfera interior (1.3), así como unos orificios o aberturas (5.5) para permitir el mecanizado de los orificios (1.2) de los satélites, se pueden llevar a cabo diferentes diseños exteriores de la campana (5) que no alterarían en nada su esencialidad funcional que radica en permitir el montaje y la fijación de la caja diferencial (1) así como su mecanizado, con un solo amarre de dicha caja (1)

5 7 ES A1 8 REIVINDICACIONES 1. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, caracterizado porque dicho proceso se desarrolla de la forma siguiente:.- en primer lugar y mediante el correspondiente robot de la máquina (2) se monta la caja diferencial (1) en un plato de indexado (4) dispuesto en el morro del cabezal (3) de la máquina.- seguidamente se centra y se fija la caja diferencial (1) a través de uno de los dos orificios (1.1) que esta última tiene para los palieres, fijándose axialmente la caja diferencial (1) mediante el empuje axial de una campana (5).- con la caja diferencial (1) ya centrada y fijada se procede al mecanizado de su esfera interior (1.3) a través de unas aberturas (5.6) de la campana (5).- cuando se ha mecanizado la esfera interior (1.3) se gira la caja diferencial 90 ysemecaniza uno de los orificios (1.2) de los satélites, a través de uno de una pareja de orificios (5.5) contrapuestos de la campana (5), para, finalmente, girar la caja (1) 180 y mecanizar el orificio (1.2) contrapuesto, completándose así este mecanizado de la caja (1) con un único amarre de la caja diferencial (1). 2. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque se ha previsto que, una vez mecanizada la esfera interior (1.3) y girada 90 la caja diferencial (1), para proceder al mecanizado de uno de los orificios (1.2) de los satélites, la herramienta pase por el interior de la caja diferencial (1), mecanizado, simultáneamente y en una operación, el otro orificio contrapuesto (1.2) de la caja diferencial (1) Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el centrado y fijación de la caja diferencial (1) se lleva a cabo por el interior de uno de los dos orificios (1.1) de los palieres. 4. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el centrado y fijación de la caja diferencial (1) se lleva a cabo por el exterior de uno de los dos orificios (1.1) de los palieres. 5. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, caracterizado porque el dispositivo para llevarlo a cabo, se constituye por un plato de indexado (4) dispuesto en el morro del cabezal (3) de la máquina (2) y una pieza campana (5); y porque esta última presenta unas grandes aberturas (5.6) para permitir el montaje de la caja diferencial (1) en la máquina (2) y el mecanizado de su esfera interior (1.3); así como unos orificios (5.5) contrapuestos, para permitir el paso de la herramienta de mecanizado de los orificios (1.2) de los satélites. 6. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, en todo de acuerdo con la quinta reivindicación, caracterizado porque los medios de centrado y fijación de la caja diferencial (1), cuando actúan por el interior de uno de los dos orificios de los palieres (1.1), se constituyen por una pinza en cono (9.1) actuable por la acción de un émbolo (10). 7. Proceso para la mecanización de la caja del diferencial de un vehículo y dispositivo para llevarlo a efecto, en todo de acuerdo con la quinta reivindicación, caracterizado porque los medios de centrado y fijación de la caja diferencial (1), cuando actúan por el exterior de uno de los dos orificios de los palieres (1.1), se constituyen por una pinza en cono (9.2), actuable por la acción de un émbolo (10)

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13 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES k 21 N. solicitud: k 22 Fecha de presentación de la solicitud: k 32 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 51 Int. Cl. 7 : B23B 5/40 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas A US A (GROSS et al.) , todo el documento. 1 A GB A (ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN AKTIENGESELLSCHAFT) , todo el documento. Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página A. Gómez Sánchez 1/1