2265981_t3

14
19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: 2 265 981 51 Int. Cl.: B23D 31/00 (2006.01) B26D 7/08 (2006.01) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: 00965697 .6 86 Fecha de presentación : 10.10.2000 87 Número de publicación de la solicitud: 1324849 87 Fecha de publicación de la solicitud: 09.07.2003 54 Título: Proceso para fracturar bielas. 45 Fecha de publicación de la mención BOPI: 01.03.2007 45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: 01.03.2007 73 Titular/es: Sameh Guirgis 4259 Tumbleweed Crescent Windsor, Ontario N9G 3B9, CA 72 Inventor/es: Guirgis, Sameh y Bhattacharjee, Sudip 74 Agente: Elzaburu Márquez, Alberto Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). ES 2 265 981 T3 Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid

Upload: jose-caballero-chep

Post on 28-Jan-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

mec

TRANSCRIPT

Page 1: 2265981_t3

19© OFICINA ESPAÑOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

11© Número de publicación: 2 265 98151© Int. Cl.:

B23D 31/00 (2006.01)

B26D 7/08 (2006.01)

12© TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3

86© Número de solicitud europea: 00965697 .686© Fecha de presentación : 10.10.200087© Número de publicación de la solicitud: 132484987© Fecha de publicación de la solicitud: 09.07.2003

54© Título: Proceso para fracturar bielas.

45© Fecha de publicación de la mención BOPI:01.03.2007

45© Fecha de la publicación del folleto de la patente:01.03.2007

73© Titular/es: Sameh Guirgis4259 Tumbleweed CrescentWindsor, Ontario N9G 3B9, CA

72© Inventor/es: Guirgis, Sameh yBhattacharjee, Sudip

74© Agente: Elzaburu Márquez, Alberto

Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, dela mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europeade Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo seconsiderará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 delConvenio sobre concesión de Patentes Europeas).E

S2

265

981

T3

Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid

Page 2: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

DESCRIPCIÓN

Proceso para fracturar bielas.

Esta invención se refiere a un proceso para fracturar bielas y similares.

Antecedentes de la invención

(I) Antecedentes de la técnica anterior

Se ha usado muchos métodos para fracturar bielas, que incluyen:

(i) Hacer pasar un haz de electrones a lo largo de un plano de separación deseado, como en la patente de EEUUNº. 3.751.080.

(ii) Disponer agujeros en el plano de fractura a través de los cuales se introduce la fuerza de fractura que actúade manera perpendicular al plano de fractura, como en la patente de EEUU Nº 3.994.054.

(iii) Usar un tratamiento térmico o congelación para hacer frágil el área de fractura, como en la patente deEEUU Nº. 4.768.694.

(iv) Aplicar una fuerza estática o de impulso que actúe perpendicularmente al plano de fractura, como en laspatentes de EEUU Nos. 4.860.419; 5.115.564; y 5.320.265.

(v) Accionar unos mandrinos de expansión que usan una disposición de cuña, como en la patente de EEUUNº. 5.503.317, que forma la técnica anterior más próxima.

Sin embargo, la mayoría de los métodos conocidos para fracturar las bielas se basan en el mismo principio: laaplicación de una “presión hacia fuera” al agujero del cigüeñal hasta que las tensiones generadas son suficientementeelevadas para fracturar la biela correspondiente. Alguno de estos métodos intentaron superar la dificultad de fracturarun material de resistencia tan elevada reduciendo o debilitando el área de fisura, mediante el uso de técnicas tales conoel enfriamiento criogénico y el endurecimiento por haz de electrones, las cuales tienen un efecto perjudicial en lascaracterísticas del material.

Puesto que las bielas se hacen de materiales de elevada resistencia, se requiere que la fuerza de fractura sea de granmagnitud. El uso de una gran fuerza tiene un efecto negativo en la calidad de la biela fracturada, especialmente en lasbielas de gran tamaño en un entorno de alta producción. A pesar de las mejoras, todavía existen algunas desventajastales como: deformación plástica, falta de flexibilidad en adaptar la misma técnica a diferentes tamaños de bielas,rotura repetida de los elementos de la máquina que ejercen la fuerza, y calidad deficiente de la biela fracturada.Además, algunas técnicas son lentas, costosas, y técnicamente muy sofisticadas. Antes de exponer la idea de la presenteinvención, es necesario tratar los principios de ingeniería en los cuales se apoya la invención.

(II) Antecedentes técnicos

(a) Mecánica de la fractura

Los fallos de resistencia de los elementos de soporte de cargas pueden ser de los tipos preponderante en fluencia(dúctil) o preponderante en fractura (frágil). En el caso de un elemento agrietado, puede fallar debido a que hayaalcanzado la rotura plástica o la condición de rotura, y prevalecerá la que se satisfaga en primer lugar.

Los materiales de alta resistencia son más susceptibles de incurrir en el modo de fractura antes de alcanzar laresistencia de rotura plástica. Puesto que las bielas se hacen de materiales de alta resistencia, generalmente caen bajolas fuerzas de tracción debido a que alcanzan el estado límite de fractura.

La fractura puede tener lugar bajo una de dos condiciones, es decir, esfuerzo plano o deformación plana, depen-diendo del grosor del elemento. Por lo general, las bielas son suficientemente gruesas para resistir una fractura pordeformación plana. En presencia de una entalla en V o de una grieta, la fractura se produce bajo condiciones esencial-mente elásticas, con una zona de plasticidad limitada en la punta de la grieta.

El factor de intensidad de tensiones (K), es el parámetro que caracteriza la extensión de la grieta. Para cada modelode tensiones, hay un valor correspondiente del factor de intensidad de tensiones. Cuando el factor de intensidad detensiones alcanza cierto valor, la grieta se propaga y se produce la rotura por fractura. Ese valor crítico del factor deintensidad de tensiones en condiciones de deformación plana, denominado tenacidad a la fractura por deformaciónplana (K1c) se puede considerar como una propiedad del material que caracteriza la resistencia al agrietamiento. Portanto, se obtendría el mismo valor para un material dado aunque se ensayaran probetas de formas geométricas ytamaños diferentes.

2

Page 3: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

La temperatura más baja y la mayor velocidad de deformación disminuyen la tenacidad a la fractura por deforma-ción plana para un material específico, aunque aumentar la longitud de una grieta preexistente o disminuir el área defractura aumentarán el factor de intensidad de tensiones, si todos los demás factores permanecen sin cambios.

(b) Resonancia de un sistema estructural

La biela, con todas las limitaciones de movimiento y rotación impuestas a la misma durante el proceso de fractura,puede ser vista como un sistema estructural. Antes de explicar como lograr una condición de resonancia y hacer uso dela misma en esta técnica de fractura, es una ayuda introducir las definiciones siguientes que corresponden a un sistemaestructural idealizado con un número finito de grados de libertad:

Grados de grados de libertad: se denomina grados de grados de libertad (GOF) al número de desplazamien-tos independientes requerido para definir las posiciones desplazadas de todas las masas con respecto a suposición original.

Modo de vibración natural: un sistema con múltiples grados de libertad (MDOF) experimentaría un movi-miento armónico simple, sin cambiar de forma deflectada, si se inicia la vibración simple por una distribu-ción apropiada de los desplazamientos en diversos DOF. En otras palabras, para algunas formas deflectadascaracterísticas, el sistema vibraría con un movimiento armónico simple, y se mantendría la forma inicial através del movimiento. Cada forma deflectada característica (φn) se denomina un modo natural de vibracióndel sistema MDOF.

Propiedades de vibración naturales: el tiempo (Tn) requerido para que un sistema complete un ciclo delmovimiento armónico simple en uno de sus modos naturales se denomina el periodo natural de ese modode vibración concreto. La frecuencia cíclica natural correspondiente es fn y la frecuencia circular natural devibración es ωn, donde:

Tn = 2π/ωn = 1/fn

Un sistema vibrante con un número N de DOF tiene N frecuencias de vibración naturales ωn (n = 1, 2,...,N), dispuestas en secuencia desde la menor a la mayor (ω1 < ω2 <...< ωN) con periodos naturales Tn, ymodos naturales φn correspondientes.

Frecuencia de excitación: la frecuencia de una fuerza armónica aplicada a un sistema se denomina la fre-cuencia de excitación o la frecuencia de fuerza.

Amortiguación: se denomina amortiguación el proceso mediante el cual la vibración disminuye constante-mente de amplitud.

Resumen de la invención

La presente invención emplea un enfoque innovador para fracturar las bielas. En este proceso, se usan variosfactores para elevar el factor de intensidad de tensiones en la biela hasta el punto de fractura. Por consiguiente, seha evitado el uso de una gran fuerza aislada mediante la aplicación de varias fuerzas de pequeña magnitud. Esoelimina muchos problemas asociados al uso de grandes fuerzas. También da un mejor control sobre el proceso defractura, puesto que se optimiza la contribución de cada factor para obtener los mejores resultados. Para este proceso,se debería proporcionar un elevador de tensiones en un proceso anterior, usando cualquiera de los métodos conocidos,a fin de predeterminar el plano de fractura.

La presente invención utiliza los siguientes factores:

(a) Fatiga: si las tensiones en una biela a la que previamente se le ha hecho una entalla fluctúan debido ala aplicación de fuerzas armónicas (o de cualesquiera fuerzas variables a lo largo del tiempo), la grietapreexistente (elevador de tensiones) se ampliará incrementalmente dependiendo del intervalo de fluctuaciónen el factor de intensidad de tensiones. Es importante observar que el crecimiento de la grieta se refiere alcambio en el factor de intensidad de tensiones, no a su valor absoluto. Además, conforme crece la grieta,crecerá el valor absoluto del factor de intensidad de tensiones.

(b) Resonancia: durante el proceso de fractura, la biela estará en contacto con muchos elementos de la máquina.Estos elementos imponen limitaciones de movimiento, denominadas condiciones de los límites geométri-cos. La biela, con estas condiciones de límites, representa un sistema estructural de masa distribuida, conun número infinito de grados de libertad. Sin embargo, puede ser idealizada y analizada como un sistemacon un número finito de grados de libertad usando el método de los elementos finitos.

Si se somete un sistema estructural MDOF a un sistema exterior de fuerzas, en el que la distribuciónespacial de las componentes de las fuerzas es independiente del tiempo, adquiere una forma deformadadeterminada. Esta forma no se parece necesariamente a ninguno de los modos de vibración natural del

3

Page 4: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

sistema. Sin embargo, tiene la misma configuración que uno de esos modos naturales, y con una selecciónjuiciosa de las fuerzas exteriores, la forma deformada forzada puede presentar una mejor aproximación aese modo φΓ, el cual tiene una frecuencia natural ωΓ. En la mayoría de los casos, φΓ es uno de los primerospocos modos naturales.

Si las componentes de las fuerzas tienen la misma variación sinusoidal a lo largo del tiempo, con unafrecuencia que es la misma frecuencia natural ωΓ o próxima a la misma, se produce una condición deresonancia. Por consiguiente, el intervalo de fluctuación del factor de intensidad de tensiones y su valormáximo aumentan sustancialmente. La grieta se extiende, y puede producirse la fractura, dependiendo delas magnitudes relativas del factor de intensidad de tensiones y de la tenacidad de fractura del material.

El principio anteriormente mencionado se aplica en la presente invención, donde se aplican simultánea-mente dos fuerzas armónicas, con la misma amplitud y un ángulo de fase de 180º, a los dos lados de labiela. Las dos fuerzas actúan a lo largo de una línea recta paralela al plano de fractura predeterminado yperpendicularmente al eje de la superficie cilíndrica del agujero. Además, la disposición de la fijación per-mite una deformación libre de la pieza principal, centrada en la entalla en V, de cada uno de los dos nerviosque definen el agujero.

Un método sugerido para aplicar los dos fuerzas armónicas es transformar el movimiento rotativo generadopor un motor eléctrico en un par de movimientos rotativos, uno en el sentido de las agujas del reloj y elotro en el sentido contrario al de las agujas del reloj. Se puede transformar estos movimientos rotativosen movimientos lineales usando medios de leva, los cuales transfieren la presión a la biela a través de doscontactos. El uso de un único motor garantizará que no hay un desfase de tiempo entre las dos fuerzasiguales pero opuestas.

(c) Fuerzas de pretensado: se aplican tres fuerzas de pretensado en la presente invención. La primaria se aplicamoviendo una mandíbula superior, la cual es parte de la disposición de fijación, en una dirección perpen-dicular al plano de fractura predeterminado y apartándose del mismo. Esta fuerza trabaja para eliminar laszonas de tensión de compresión creadas por las fuerzas armónicas y para disminuir la deformación debidaa su aplicación, dando más rigidez al sistema. Eliminar las zonas de compresión es favorable, puesto quedesvían la fractura del plano predeterminado.

Las fuerzas de pretensado secundario son dos fuerzas estáticas, iguales en magnitud y que actúan en lamisma línea recta en direcciones opuestas, hacia el eje del agujero. Para aplicar estas fuerzas, se puede usarel mismo mecanismo usado para aplicar las fuerzas armónicas. En primer lugar los dos contactos avanzanhasta que aprietan ligeramente la parte que aplica las fuerzas secundarias de pretensado y en segundo lugar,se mueven hacia delante y hacia atrás aplicando las fuerzas armónicas.

Estas fuerzas tienen acciones de fijación y amortiguación. Sin embargo, puesto que actúan en el mismomodo de carga de apertura que la fuerza primaria, se pueden superponer las tensiones debidas a todas ellas.Esto facilitará la reducción adicional de las fuerzas de fractura de magnitud elevada.

Bajo el efecto de las fuerzas exteriores, la forma deformada de la biela cambia a lo largo del tiempo. Sinembargo, durante cada ciclo, pasa a través de posiciones de deformación máxima y mínima en los instantesTmax y T0, respectivamente. El factor de intensidad de tensiones correspondiente a las fuerzas armónicastiene un valor máximo en la posición de deformación máxima. Se puede determinar tanto T0 como Tmaxanalíticamente, conociendo las características de las fuerzas.

(d) Fuerza dinámica: finalmente se aplica una fuerza dinámica en un instante Tf aumentando súbitamente lafuerza de pretensado primaria como una fuerza de impulso en Tf , o a una velocidad más lenta dentro deun periodo centrado en Tf . El instante Tf se determina realizando diversos ensayos sencillos, aplicando lafuerza de fractura durante diferentes ciclos en diferentes instantes tales como To (deformación mínima) oTmax (Ki máximo) y comparando la calidad de las bielas fracturadas.

Por ejemplo, si T0 viene después de 0,10 segundos a partir del comienzo de cada ciclo, y el periodo de vibraciónnatural es de 0,25 segundos, se puede realizar un ensayo aplicando una fuerza de impulso en T0 durante el ciclo 101 alcabo de 25,10 segundos a partir del comienzo de la excitación armónica. En otro ensayo, se aplica una fuerza dinámicadurante un periodo que arranca en el instante 25,05 segundos y que termina en el instante 25,15 segundos medidosa partir del comienzo de la excitación. Se realizan ensayos similares aplicando la fuerza de fractura durante ciclosdiferentes y en instantes diferentes, y comparando la calidad de las bielas fracturadas, se identifica Tf . Sin embargo,un periodo más largo antes de aplicar la fuerza dinámica aumenta el efecto de la fatiga.

Todas las fuerzas exteriores usadas en los factores anteriormente mencionados están ene el mismo modo de cargay, generalmente, tensan la biela dentro del régimen elástico lineal. De este modo, el factor de intensidad de tensionesdebido a su efecto colectivo, ΣK1, se obtiene sumando los valores de Ki que corresponderían a cada uno de ellos, si seaplicara individualmente. La fractura se produce cuando ΣKi = Kic.

4

Page 5: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

La flexibilidad del sistema de fuerzas externo usado en la presente invención, hace la técnica adecuada para unaamplia variedad de tipos y tamaños de bielas, comenzando por los destinados a aplicaciones de servicio ligero, talescomo los cortacéspedes y los motores marinos fuera de borda, hasta los más poderosos motores de combustión.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra la biela formada en una pieza en la cual 1A es la parte destinada a convertirse en la varilla, 1Bes la parte destinada a convertirse en el sombrero. 1CL y 1CR son el elevador de tensiones, 1DL y 1DR son los lados enlos cuales se aplican las fuerzas de pretensado secundarias, y 1E es el plano de fractura predeterminado.

La Figura 2 muestra una idealización de una biela como un sistema estructural.

La Figura 3 muestra el sistema de fuerzas exteriores usado para fracturar la biela, donde F1 es la fuerza primariade pretensado, F2L, F2R son las fuerzas secundarias de pretensado; F3L, F3R son las fuerzas armónicas; y F4I, F4D sonla fuerza de impulso y la fuerza dinámica de baja velocidad de aplicación, respectivamente. También muestra lasdisposiciones de fijación y los elementos que ejercen la fuerza de la máquina; donde 2 es la mandíbula superior; 3 esla mandíbula inferior; 4L, 4R, son los dos contactos, y 6; 7; 8; 9; 10; 11 son los otros elementos de fijación.

La Figura 4 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea 5 de la Figura 3.

La Figura 5 muestra la forma deformada de la biela bajo el efecto de las fuerzas de pretensado y de las fuerzasarmónicas. Se ha exagerado la configuración deformada en aras de la claridad.

La Figura 6 muestra los primeros tres modos naturales de vibración del sistema estructural idealizado. Obsérvesecomo el primer modo (Modo 1) tiene la misma configuración de forma deformada que la estructura mostrada en laFigura 5.

La Figura 7 muestra los diferentes modos de cargar un elemento estructural agrietado, estando todas las fuerzasque se usan en este sistema estructural en el modo de apertura.

Descripción de la invención

Lo siguiente es una descripción de las dos partes del proceso, el análisis de tensiones y la ejecución del proceso.

(I) Análisis de tensiones

Se debería realizar un análisis de tensiones una vez para cada tipo de biela, usando cualquier paquete de softwareinformático apropiado según las etapas siguientes:

(a) Crear un modelo sólido tridimensional de la biela.

(b) Idealizar la biela como un sistema estructural, usando el modelo sólido con las limitaciones de movimien-tos y rotación que representan las condiciones de límites geométricos, y determinar las pocas frecuenciasprimeras de vibración natural y las formas de modo del sistema, usando el método de los elementos finitos.

(c) Determinar la forma deformada caracterizante del sistema bajo el efecto de un par de fuerzas armónicas deamplitud igual a la unidad, una fuerza de pretensado primaria, y un par de fuerzas de pretensado secunda-rias, cada una de las cuales de magnitud unidad, aplicando todas simultáneamente.

(d) definir la forma φΓ de modo natural que tiene la misma configuración que la forma deformada determinadaen la etapa (c), y su correspondiente frecuencia natural ωΓ.

(e) Determinar las formas deformadas del sistema bajo el efecto de las fuerzas descritas en la etapa (c) apli-cando cada una individualmente.

(f) Usar los resultados de la etapa (e), se determina una combinación óptima de fuerzas armónicas y de pre-tensado que produce una forma deformada que se asemeja estrechamente a la forma modal φΓ.

(g) Determinar los instantes T0 y Tmax, medidos a partir del comienzo de cualquier ciclo armónico, donde T0es el instante en el cual la forma deformada de la biela es más próxima a su forma original, Tmax es elinstante en el cual el factor de intensidad de tensiones, correspondiente a las fuerzas armónicas, tiene unvalor máximo.

(II) Ejecución del proceso

En primer lugar, se fija la biela en posición en la mandíbula superior 2, la cual se puede mover en una direcciónperpendicular al plano de fractura predeterminado, y en la mandíbula inferior, la cual es estacionaria. Ambas mandí-bulas están en contacto con la superficie cilíndrica interior del agujero, mientras que los otros elementos 6, 7, 8, y 9

5

Page 6: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

aprietan la superficie de la biela contra las dos mandíbulas. Está soportada en los puntos 10 y 11, como se muestra enla Figura 3. Sin embargo, los emplazamientos exactos de estos puntos dependen de la configuración de la biela y delas exigencias de fabricación.

En segundo lugar, se aplica la fuerza F1 de pretensado, desplazando la mandíbula superior de manera que se apartadel plano 1E.

En tercer lugar, los dos contactos 4 y 5 avanzan, en direcciones opuestas, para entrar en contacto con los lados1DL y 1DR aplicando las fuerzas F2L y F2R de pretensado secundarias. En cuarto lugar, se mueve hacia delante y haciaatrás los dos contactos 4L y 4R, simultáneamente, aplicando las dos fuerzas armónicas F3L y F3R con un ángulo de fasede 180º, mientras su frecuencia es tan próxima como sea posible prácticamente a la frecuencia natural del sistemaseleccionada.

En quinto lugar, se aplica una fuerza F4I de impulso de fractura en el instante Tf , originando un aumento súbitode F1 y, por tanto, fracturando la biela. Se determina Tf en primer lugar, realizando los ensayos que se describieronanteriormente.

Una alternativa para ejecutar la última etapa es aplicar una fuerza dinámica de velocidad de aplicación lenta, dentrode un periodo de tiempo centrado en el mismo instante.

Aunque en esta especificación se ha establecido el modo preferido para realizar esta invención, es obvio que existendiversos modos alternativos. Uno de ellos es, por ejemplo, aplicar una fuerza armónica al sombrero, en una direcciónque es perpendicular al plano de fractura predeterminado.

Aunque la presente descripción del proceso incorpora todos los factores anteriormente mencionados, no se deberíaconsiderar que eliminar las fuerzas de pretensado o cualquiera de ellas se aparta del objeto de esta invención. Esta esuna opción válida, especialmente para las bielas de pequeño tamaño. En este caso, se debería seguir el procedimientodescrito anteriormente, con excepción de las etapas relacionadas con la fuerza o fuerzas omitidas.

Aunque se han descrito realizaciones particulares de la invención, es evidente que resultarán obvias muchas alter-nativas para los expertos en la técnica a la luz de la descripción que antecede. Por consiguiente, se pretende cubrirtodas estas alternativas y modificaciones como situadas dentro del objeto de las reivindicaciones anexas.

6

Page 7: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la separación por fractura, en un sombrero (1B) y una varilla (1A) de una biela formada enuna pieza que tiene un agujero en la misma a lo largo de un plano de fractura (1E) predeterminado, comprendiendo elproceso:

a) fijar una parte de la biela destinada a convertirse en la varilla, selectivamente, sobre una mandíbula inferior (3)estacionaria, una parte de la biela destinada a convertirse en el sombrero (1B), selectivamente, sobre una mandíbulasuperior (2) desplazable a lo largo de una línea recta perpendicular al plano de fractura (1E) predeterminado.

b) aplicar dos fuerzas armónicas (F3L y F3R) a dos lados de la biela, donde en cualquier instante, las dos fuerzasarmónicas son iguales en magnitud, opuestas en dirección, y actúan a lo largo de una línea recta que es sustancial-mente paralela al plano de fractura (1E) predeterminado y perpendicular al eje de la superficie cilíndrica del agujero,lográndose dicha aplicación empujando dos contactos contra los dos lados, y

c) aplicar una fuerza dinámica (F4I y F4D) empujando la mandíbula superior (2) alejándola de la mandíbula inferior(3) para fracturar de esta forma la biela en dicho sombrero y dicha varilla.

2. Un proceso como el de la reivindicación 1, en el que la etapa b) es precedida de la aplicación de una fuerza depretensado a la mandíbula superior (2), empujando dicha mandíbula superior (2) de forma que se aleja de la mandíbulainferior y pretensando con ello la biela.

3. Un proceso como el de la reivindicación 1, en el que la etapa b) es precedida de la aplicación de dos fuerzas depretensado a los dos lados de la biela, donde las dos fuerzas de pretensado son iguales en magnitud, opuestas en direc-ción, y actúan a lo largo de una línea recta que es sustancialmente paralela al plano de fractura (1E) predeterminado yperpendicular al eje del agujero, lográndose dicha aplicación empujando los dos contactos contra los dos lados.

4. Un proceso como el de la reivindicación 1, en el que la etapa b) es precedida por:

a) aplicar una fuerza de pretensado a la mandíbula superior, empujando dicha mandíbula superior de forma que sealeja de la mandíbula inferior y pretensando con ello la biela, y

b) aplicar dos fuerzas de pretensado a los dos lados de la biela, donde las dos fuerzas de pretensado son igualesen magnitud, opuestas en dirección, y actúan a lo largo de una línea recta que es sustancialmente paralela al plano defractura predeterminado y perpendicular al eje del agujero, lográndose dicha aplicación empujando los dos contactoscontra los dos lados.

5. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la frecuencia de las fuerzas armónicases sustancialmente la misma que una frecuencia natural seleccionada de un sistema estructural que idealiza la bieladurante el proceso de fractura, siendo dicha frecuencia natural seleccionada la frecuencia natural asociada a un modode vibración natural que tiene sustancialmente la misma configuración que la forma deformada caracterizante de dichosistema estructural bajo el efecto de las fuerzas armónicas.

6. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha fuerza dinámica es aplicadadurante un periodo de tiempo centrado en un instante en el cual la forma deformada de la biela es la más próxima a suforma original.

7. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha fuerza dinámica es una fuerzade impulso aplicada sustancialmente en un instante en el cual la forma deformada de la biela es la más próxima a suforma original.

8. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha fuerza dinámica se aplicadurante un periodo de tiempo centrado en un instante en el cual el factor de intensidad de tensiones correspondiente alas fuerzas armónicas tiene un valor máximo.

9. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha fuerza dinámica es una fuerza de impulsoaplicada sustancialmente en un instante en el cual el factor de intensidad de tensiones correspondiente a las fuerzasarmónicas tiene un valor máximo.

10. Un proceso para la separación por fractura de una parte que tiene un agujero cilíndrico que la atraviesa enuna primera porción y una segunda porción, teniendo el agujero cilíndrico un eje central, teniendo la parte dos ladosopuestos próximos a la intersección de un plano de fractura predeterminado que pasa a través del agujero cilíndrico yla parte, incluyendo el proceso la etapa de:

aplicar al menos una fuerza de fatiga a al menos una de la primera porción y la segunda porción, siendoaplicada dicha al menos una fuerza para fracturar la parte en la primera porción (1B) y la segunda porción(1A) de forma que se separe la primera porción de la segunda porción sustancialmente a lo largo de dicho

7

Page 8: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

plano de fractura (1E) predeterminado, siendo seleccionada dicha al menos una fuerza de fatiga del grupoque comprende:

i) una fuerza cíclica longitudinal aplicada a una de la primera porción y de la segunda porción respecto ala otra de la primera porción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza cíclica longitudinalen una dirección sustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado

ii) una fuerza cíclica lateral aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicada cada unade dichas fuerzas cíclicas laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmenteparalela al plano de fractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, siendoen cada instante cada una de dichas fuerzas cíclicas laterales sustancialmente igual en magnitud yactuando en dirección opuesta la una respecto a la otra.

11. Un proceso como el de la reivindicación 10, en el que dicha parte es una biela, dicha primera porción es unaporción de sombrero y dicha segunda porción es una porción de varilla.

12. Un proceso como el de la reivindicación 10 u 11, en el que dicha al menos una fuerza de fatiga es una fuerzacíclica longitudinal aplicada a una de la primera porción y de la segunda porción respecto a la otra de la primeraporción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza cíclica longitudinal en una dirección sustancialmenteperpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado

13. Un proceso como el de la reivindicación 10 u 11, en el que dicha al menos una fuerza de fatiga es una fuerzacíclica lateral (F3L y F3R) aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicada cada una de dichasfuerzas cíclicas laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmente paralela al plano defractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, siendo en cada instante cada una de dichasfuerzas cíclicas laterales sustancialmente igual en magnitud y actuando en dirección opuesta la una respecto a la otra.

14. Un proceso para la separación por fractura de una parte como el de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13,incluyendo el proceso las etapas de:

a) aplicar al menos una fuerza de pretensado a al menos una de la primera porción, la segunda porción, ydichos lados de dicha parte, siendo seleccionada dicha al menos una fuerza de pretensado del grupo quecomprende:

i) una fuerza de pretensado longitudinal aplicada a una de la primera porción y de la segunda porciónrespecto a la otra de la primera porción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza depretensado longitudinal en una dirección sustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura pre-determinado, y

ii) una fuerza de pretensado lateral aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicadacada una de dichas fuerzas de pretensado laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que essustancialmente paralela al plano de fractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al ejecentral, donde en cada instante, cada una de dichas fuerzas de pretensado laterales son sustancialmenteiguales en magnitud y actúan en dirección opuesta la una respecto a la otra.

15. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que dicha al menos una fuerza de fatigaes una fuerza armónica, seleccionándose la frecuencia de las fuerzas armónicas de forma que se logre una condiciónde resonancia en dicha parte.

16. Un proceso como el de la reivindicación 14 ó 15, en el que dicha al menos una fuerza de pretensado es unafuerza de pretensado longitudinal aplicada a una de la primera porción y la segunda porción respecto a la otra dela primera porción y la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza de pretensado longitudinal en una direcciónsustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado.

17. Un proceso como el de la reivindicación 14 ó 15, en el que dicha al menos una fuerza de pretensado es unafuerza de pretensado lateral aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicada cada una de dichasfuerzas de pretensado laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmente paralela al planode fractura (1E) predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, donde en cada instante, cada una dedichas fuerzas de pretensado laterales son sustancialmente iguales en magnitud y actúan en dirección opuesta la unarespecto a la otra.

18. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en el que dicha parte es una biela, dichaprimera porción es una porción de sombrero y dicha segunda porción es una porción de varilla.

19. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que dicha al menos una fuerza defatiga es una fuerza cíclica longitudinal aplicada a una de la primera porción y de la segunda porción respecto a laotra de la primera porción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza cíclica longitudinal en una direcciónsustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado.

8

Page 9: 2265981_t3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ES 2 265 981 T3

20. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que dicha al menos una fuerza de fatigaes una fuerza cíclica lateral (F3L y F3R) aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicada cadauna de dichas fuerzas cíclicas laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmente paralelaal plano de fractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, donde en cualquier instante cadauna de dichas fuerzas cíclicas laterales son sustancialmente iguales en magnitud y actúan en dirección opuesta la unarespecto a la otra.

21. Un proceso para la separación por fractura de una parte como el la reivindicación 14, incluyendo el proceso lasetapas de:

aplicar al menos una fuerza dinámica (F4I y F4D) a una de la primera porción y de la segunda porción respecto ala otra de la primera porción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha al menos una fuerza dinámica en unadirección sustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado, siendo aplicada dicha fuerzadinámica para fracturar la parte en una primera porción y una segunda porción de manera que se separe la primeraporción de la segunda porción sustancialmente a lo largo de dicho plano de fractura (1E) predeterminado.

22. Un proceso como el de la reivindicación 21, en el que dicha al menos una fuerza de fatiga es una fuerzaarmónica, seleccionándose la frecuencia de las fuerzas armónicas de forma que se logre una condición de resonanciaen dicha parte.

23. Un proceso como el de la reivindicación 21 ó 22, en el que dicha al menos una fuerza dinámica se aplicadurante un periodo de tiempo centrado en un instante en el cual la forma deformada de la parte es la más próxima a suforma original.

24. Un proceso como el de la reivindicación 21 ó 22, en el que dicha al menos una fuerza dinámica es una fuerzade impulso aplicada sustancialmente en un instante en el cual la forma deformada de la parte es la más próxima a suforma original.

25. Un proceso como el de la reivindicación 21 ó 22, en el que dicha al menos una fuerza dinámica se aplicadurante un periodo de tiempo centrado en un instante en el cual el factor de intensidad de tensiones correspondiente ala al menos una fuerza de fatiga tiene un valor máximo.

26. Un proceso como el de la reivindicación 21 ó 22, en el que dicha al menos una fuerza dinámica es una fuerzade impulso aplicada sustancialmente en un instante en el cual el factor de intensidad de tensiones correspondiente a laal menos una fuerza de fatiga tiene un valor máximo.

27. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, en el que dicha al menos una fuerza depretensado es una fuerza de pretensado longitudinal aplicada a una de la primera porción y la segunda porción respectoa la otra de la primera porción y la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza de pretensado longitudinal en unadirección sustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado.

28. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, en el que dicha al menos una fuerza depretensado es una fuerza de pretensado lateral aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicadacada una de dichas fuerzas de pretensado laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmenteparalela al plano de fractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, donde en cualquier instan-te, cada una de dichas fuerzas de pretensado laterales son sustancialmente iguales en magnitud y actúan en direcciónopuesta la una respecto a la otra.

29. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 28, en el que dicha parte es una biela, dichaprimera porción es una porción de sombrero (1B) y dicha segunda porción es una porción de varilla (1A).

30. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 29, en el que dicha al menos una fuerza defatiga es una fuerza cíclica longitudinal aplicada a una de la primera porción y de la segunda porción respecto a laotra de la primera porción y de la segunda porción, siendo aplicada dicha fuerza cíclica longitudinal en una direcciónsustancialmente perpendicular a dicho plano de fractura (1E) predeterminado.

31. Un proceso como el de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 29, en el que dicha al menos una fuerza de fatiga(F3L y F3R) es una fuerza cíclica lateral aplicada a cada uno de los lados opuestos de la parte, siendo aplicada cadauna de dichas fuerzas cíclicas laterales a lo largo de una línea sustancialmente recta que es sustancialmente paralelaal plano de fractura predeterminado y sustancialmente perpendicular al eje central, donde en cualquier instante cadauna de dichas fuerzas cíclicas laterales son sustancialmente iguales en magnitud y actúan en dirección opuesta la unarespecto a la otra.

9

Page 10: 2265981_t3

ES 2 265 981 T3

10

Page 11: 2265981_t3

ES 2 265 981 T3

11

Page 12: 2265981_t3

ES 2 265 981 T3

12

Page 13: 2265981_t3

ES 2 265 981 T3

13

Page 14: 2265981_t3

ES 2 265 981 T3

14