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Fue una de las innovaciones más importantes de la empresa como proveedora de sectores como automoción e industrial

Los rodamientos de agujas con jaula de Schaeffler cumplen 70 años con el futuro por delante

Redacción Interempresas20/01/2021

Hace 70 años Georg Schaeffler revolucionó la tecnología de los rodamientos. La idea era mejorar el guiado de las agujas en los rodamientos de agujas utilizando una jaula. Las primeras pruebas prácticas con rodamientos de agujas guiadas por jaula se realizaron en febrero de 1950. Los resultados fueron convincentes: los componentes mostraron un desgaste y un rozamiento extremadamente bajos. La solicitud de patente de septiembre de 1950 sentó las bases para el éxito del producto.

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Con la idea de la jaula de agujas, Georg Schaeffler revolucionó la tecnología de los rodamientos. Foto: Schaeffler.

En febrero de 1951, justo un año después de la creación del primer prototipo de rodamientos de agujas con jaula, Schaeffler obtuvo los primeros pedidos de producción en volumen de los fabricantes de automóviles, a los que seguiría su utilización en aplicaciones industriales. “Con esta innovación, mi padre, Georg Schaeffler, sentó las bases para el rápido crecimiento de nuestra empresa. El rodamiento de agujas guiadas por jaula es una de las innovaciones más importantes en la historia de nuestra empresa como proveedora de los sectores de la automoción e industrial”, afirma Georg F. W. Schaeffler, accionista familiar y presidente de la Junta de Supervisión. “El desarrollo de este producto es, en sí mismo, un ejemplo destacado de lo que nos distingue: hemos utilizado todas las sinergias de los rodamientos de agujas guiadas por jaula, lo que nos permitirá servir este producto innovador a todos los mercados objetivo relevantes y generar auténticos beneficios para los clientes, tanto en el sector de la automoción como en el industrial”.

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Réplica del primer rodamiento de agujas guiadas por jaula de Schaeffler. Foto: Schaeffler.

Mayores velocidades con menos rozamiento

Con su invención, Georg Schaeffler eliminó serias desventajas que presentaban los rodamientos de agujas sin jaula que se habían utilizado anteriormente como estándar: las largas agujas tendían a moverse en sentido transversal durante la rotación del rodamiento (inclinación), lo que causaba el atasco del mismo. Además, se generaba una cantidad sustancial de rozamiento entre las agujas que giraban en sentido contrario. El desarrollo de la nueva jaula de agujas posibilitó superar estos inconvenientes y alcanzar unas velocidades considerablemente más elevadas con menos rozamiento. Esto permitió que los ingenieros sustituyeran otras ejecuciones de rodamientos por rodamientos de agujas guiadas por jaula y mejoraran así significativamente el rendimiento de sus aplicaciones.

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Los dos hermanos, Wilhelm y Georg Schaeffler, iban a visitar a sus clientes equipados con una maleta de muestra de varios rodamientos de agujas. Foto: Schaeffler.
En particular, los rodamientos de agujas han realizado una contribución inestimable al desarrollo de automóviles pequeños, asequibles y de alto rendimiento. “Sin rodamientos de agujas fiables, las modernas unidades propulsoras de la automoción seguirían siendo inconcebibles hoy en día”, dice Matthias Zink, CEO de Automotive Technologies en Schaeffler. También se ha ido implementado gradualmente el uso de rodamientos de agujas en la ingeniería mecánica y de plantas, en la maquinaria agrícola y de la construcción, y en la tecnología de transporte.
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Perspectiva de la producción de rodamientos de agujas en 1950. Foto: Schaeffler.

Su papel en los mercados futuros

Los rodamientos de agujas seguirán desempeñando un papel clave en el futuro. En la e-movilidad, los rodamientos de agujas son vitales para el funcionamiento de numerosas transmisiones electrificadas. Las coronas de agujas facilitan la disposición de los rodamientos con un espacio constructivo mínimo, ya que su altura constructiva solo corresponde al diámetro de las agujas. Además, tienen una gran capacidad de carga y son económicos en comparación con otras ejecuciones de rodamiento. Los rodamientos de agujas KZK (jaulas de muñequilla de cigüeñal) se utilizan, por ejemplo, en los ejes eléctricos con diseño coaxial. Un ejemplo de aplicación es la unidad propulsora de eje eléctrico de Schaeffler, que se produce para el Audi e-tron desde 2018.

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Ejemplo de aplicación en el sector de automoción de los rodamientos de agujas: la unidad propulsora de eje eléctrico de Schaeffler, que se produce para el Audi e-tron desde 2018. Foto: Schaeffler.
También en la industria, donde los robots de construcción ligera (lightweight robots, LWR) tienen cada vez más demanda, la utilización de los rodamientos de agujas permite ejecuciones de articulación ligeras y compactas mediante la reducción de su tamaño (downsizing). Los rodamientos de agujas proporcionan una variabilidad mínima y el máximo nivel de seguridad. El ejemplo más reciente es el rodamiento de agujas de contacto angular XZU de Schaeffler, que se utiliza como apoyo de brazo articulado tanto en los robots de construcción ligera como en los robots colaborativos (cobots), y como rodamiento principal de soporte en el nuevo reductor de precisión RTWM, una unidad reductora preparada para el montaje para las articulaciones del robot.
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Los rodamientos de agujas también desempeñan un papel excepcional en temas de futura importancia, como los robots de construcción ligera. Aquí, garantizan la rigidez necesaria mientras que requieren muy poco espacio. Foto: Schaeffler.

Desarrollo tecnológico

Lo que originalmente surgió como una ingeniosa idea de Georg Schaeffler ha sido desarrollado continuamente por los ingenieros de Schaeffler a lo largo de 70 años, tanto por lo que respecta al rendimiento como a la variedad de tipos disponibles. En comparación con un rodamiento de agujas macizo de los años 50, la duración de vida útil de los rodamientos con las mismas dimensiones se ha multiplicado por quince y se ha triplicado su capacidad de carga estática. La densidad de potencia, que ha mejorado enormemente gracias a la corona de agujas, ofrece un considerable potencial de reducción del tamaño para las aplicaciones que reduzcan la energía y los recursos.

También ha ido aumentado constantemente la variedad de tipos: en la actualidad, el programa de rodamientos de agujas de Schaeffler comprende más de 15.000 variantes para satisfacer una gran variedad de requerimientos. Desde que hace 70 años se presentó la solicitud de patente, Schaeffler ha vendido más de 100.000 millones de rodamientos de agujas. La longitud del alambre que se utiliza en la producción de 60.000 millones de agujas anuales bastaría para dar 18 veces la vuelta al ecuador de la Tierra. Cada día se producen unos 170 millones de rodamientos de agujas a partir de este alambre.

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El rodamiento de agujas de contacto angular XZU de Schaeffler se utiliza en los robots de construcción ligera y los robots colaborativos. Foto: Schaeffler.
En 1950 se presentó la solicitud de patente de un rodamiento de agujas con jaula concebido por Georg Schaeffler que revolucionó la tecnología de los rodamientos
Los rodamientos de agujas guiadas por jaula también desempeñan un papel excepcional en temas de futura importancia, como la robótica colaborativa y la electromovilidad
En la actualidad ya se han vendido más de 100.000 millones de rodamientos de agujas de Schaeffler

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