BR102018068730A2

BR102018068730A2 - Tampa de mancal e arranjo de mancais

Info

Publication number: BR102018068730A2
Application number: BR102018068730-1A
Authority: BR
Inventors: Christian Dumanski; Markus Schauer; Josef Franz-Gielesberger
Original assignee: Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-05-28
Also published as: US20190085892A1; DE102018006376A1; AT520205A4; AT520205B1; CN109505870B; CN109505870A; US10400816B2

Abstract

a invenção refere-se a uma tampa de mancal (3) para um arranjo de mancal dividido (1) que compreende um bloco de mancal (2) além da tampa de mancal (3), em que a tampa de mancal (3) tem uma superfície de fixação (6) que, no estado montado do arranjo de mancal (1), fica em contato com uma superfície oposta de fixação (5) do bloco de mancal (2), e em que na superfície de fixação (6) é formado pelo menos um ressalto sobressalente sobre a mesma que pode ser comprimido na superfície oposta de fixação (5) do bloco de mancal (2) e apresenta uma forma em corte transversal redondamente convexa ou redonda em vista superior da superfície de fixação (6).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “TAMPA DE MANCAL E ARRANJO DE MANCAIS” [001] A invenção refere-se a uma tampa de mancal para um arranjo de mancais dividido que compreende um bloco de mancal, além da tampa de mancal, em que a tampa de mancal apresenta uma superfície de fixação que repousa no estado montado do arranjo de mancais em uma superfície oposta de fixação do bloco de mancais, e em que é projetado na superfície de fixação e sobre a mesma um ressalto sobressalente que pode ser pressionado na superfície oposta de fixação do bloco de mancal.

[002] Além disso, a invenção refere-se a um arranjo de mancais com uma tampa de mancal e um bloco de mancal adjacente à mesma.

[003] Os arranjos de mancais divididos com um bloco de mancal e uma tampa de mancal são conhecidos do estado da técnica, por exemplo, para o armazenamento de um virabrequim. A tampa do mancal é aparafusada ao bloco do mancal por meio de parafusos. Por exemplo, o documento de patente EP 1 075 605 B1 divulga um arranjo de mancais dividido em um elemento de alojamento, em particular um mancal deslizante de virabrequim para motores de pistão de movimento alternado, compreendendo um bloco de mancal e uma tampa de mancal produzida a partir de materiais de diferentes durezas, em que a tampa de mancal produzida a partir de um material de ferro disposta de modo fixável contra o bloco de mancal apresenta ressaltos pontiagudos de arestas vivas sobressalentes sobre sua superfície de fixação que podem ser pressionados durante uma montagem inicial da tampa do mancal com força na superfície oposta de fixação do bloco de mancal produzido a partir de um metal leve, e em que outras ranhuras são previstas na superfície de fixação da tampa do mancal. Os ressaltos são projetados como uma borda de corte ou perfil em pirâmide, em que os ressaltos apresentam um ângulo de corte de 50°a 110°. A altura da borda de corte sobre a superfície de fixação da tampa do mancal situa-se entre 0,25 mm e 1,5 mm. As ranhuras se conectam às bordas de corte dos ressaltos e são embutidas na superfície de fixação, em que essas ranhuras são arredondadas com um raio de 0,15 mm a 0,30 mm. Essas ranhuras servem para alojar o material do bloco

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2/11 de mancal prensado durante a preensão dos ressaltos no bloco de mancal.

[004] Exemplos adicionais de tais ressaltos nas superfícies de fixação estão descritos nos documentos de patente EP 1 075 605 B1, DE 198 19 080 A, EP 1 118 780 B1, WO 2007/081715 A2, Patente US No. 8 840 315 B2, EP 2 602 498 B1, US WO 2013/163410 A1, EP 0 897 485 B1 e AT 507 265 A1.

[005] O objetivo da presente invenção é criar uma tampa de mancal ou um arranjo de mancais dividido com o qual ou em que a tampa de mancal possa ser mais tensionada no bloco de mancal.

[006] O objetivo da invenção, com a tampa de mancal mencionada acima, é resolvido na medida em que pelo menos um ressalto apresenta uma forma em corte transversal redonda ou redondamente convexa em uma vista superior da superfície de fixação.

[007] Além disso, o objetivo da invenção é solucionado com o arranjo de mancais mencionado acima, em que a tampa de mancal é formada de acordo com a invenção.

[008] Com a forma em corte transversal redonda ou redondamente convexa é possível que o ressalto em comparação a modalidades conhecidas de fixações de posição ou posicionamentos desse tipo apresente um efeito de entalhe significativamente menor, mesmo nas regiões terminais do ressalto. A vantagem neste caso é que, através dessa configuração da tampa de mancal, tensões no elemento de alojamento de mancal podem ser reduzidas, em que, por conseguinte, possam também ser reduzidas as forças e tensões introduzidas no mancal deslizantes (ou mancais deslizantes) devido à tensão da tampa de mancal com o bloco de mancal. O mancal deslizante (ou mancais deslizantes) pode, assim, ser mantido de modo compatível no elemento de alojamento do mancal, onde sua vida útil pode ser estendida.

[009] Essas melhorias são particularmente pronunciadas se, de acordo com uma variante da modalidade, for previsto que pelo menos um ressalto seja projetado na

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3/11 forma de segmento esférico ou na forma de segmento elipsoide.

[010] De acordo com outra modalidade, pode ser previsto que na superfície de fixação seja formada uma cavidade, em que o ressalto fica disposto entre essa cavidade e uma superfície de mancal da tampa de mancal. Embora em si só o arranjo dos ressaltos nas outras duas áreas terminais das superfícies de fixação pareça mais próximo por motivos de segurança, os ressaltos podem ser posicionados muito próximos das áreas de alojamento de mancal devido ao efeito de entalhe reduzido. Isso, por sua vez, tem a vantagem de que o posicionamento e a fixação da tampa do mancal na área das superfícies de alojamento de mancal podem ser melhorados.

[011] Para melhorar ainda mais o referido efeito, pode ser previsto que o ressalto esteja disposto a uma distância até o início da área de mancal, que é de pelo menos 25% do diâmetro máximo e no máximo 300% do diâmetro máximo do ressalto.

[012] Uma redução adicional do efeito de entalhe do ressalto ao fixar a tampa do mancal com o bloco de mancal pode ser alcançada se, de acordo com uma outra variante da modalidade da tampa do mancal, for previsto que uma transição da superfície de fixação para o ressalto é executada de forma arredondada.

[013] Para reduzir ainda mais o efeito de entalhe do ressalto, também pode ser previsto que o ressalto tenha um diâmetro de pelo menos 0,2 mm e no máximo 4 mm.

[014] Um reposicionamento melhorado da tampa do mancal no bloco de mancal pode ser obtido com efeito de entalhe reduzido, se pelo menos uma elevação adicional for formada na superfície do ressalto. Desse modo, pelo menos uma possibilidade de posicionamento adicional é criada, em que uma cavidade adicional é formada dentro da cavidade na superfície oposta de fixação. Essa cavidade adicional permite um reposicionamento mais preciso da tampa do mancal. Além disso, ao material do bloco de mancal, portanto, é dada a possibilidade também de evitar mais facilmente a usinagem da tampa do mancal e do bloco do mancal.

[015] Para uma melhor compreensão da invenção, a mesma será explicada em

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4/11 mais detalhes com referência às Figuras a seguir.

[016] Cada uma delas mostra em uma representação esquemática bastante simplificada:

na Figura 1, um arranjo de mancal dividido na seção transversal;

na Figura 2, uma variante da modalidade de uma tampa de mancal em vista lateral;

na Figura 3, a tampa de mancal de acordo com a Figura 1 em vista superior das superfícies de fixação;

na Figura 4, a tampa de mancal de acordo com a Figura 1 em vista inclinada;

na Figura 5, um detalhe da tampa de mancal de acordo com a Figura 1;

na Figura 6, uma outra variante da modalidade de uma tampa de mancal em vista superior sobre as áreas de fixação;

na Figura 7, um detalhe da tampa de mancal de acordo com a Figura 6;

na Figura 8, um outro detalhe da tampa de mancal de acordo com a Figura 6.

[017] A título de introdução, deve notar-se que nas modalidades diferentemente descritas, as mesmas partes são providas com os mesmos números de referência e os mesmos nomes de componentes, em que as divulgações contidas ao longo da descrição podem, por analogia, ser remetidas às mesmas partes com os mesmos números de referência ou nomes de componentes. Além disso, os dados de posição escolhidos na descrição, como por exemplo acima, abaixo, lateral, etc. se referem à Figura imediatamente descrita e ilustrada e esses dados de posição podem ser transferidos em caso de mudança de posição, por analogia, para a nova posição.

[018] A Figura 1 mostra um arranjo de mancal dividido 1, tal como ele é usado, por exemplo, em um motor de pistão de movimento alternado. Este arranjo de mancal 1 compreende um bloco de mancal 2 assim como uma tampa de mancal 3, que formam em conjunto um elemento de alojamento de mancal 4 para um mancal deslizante, por exemplo, para um virabrequim. O bloco de mancal 2 apresenta em suas duas áreas terminais distais, respectivamente, uma superfície oposta de fixação

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5/11 e a tampa de mancal 3 em suas duas áreas terminais, respectivamente, superfícies de fixação 6 opostas às superfícies opostas de fixação 5. Sobre as superfícies de fixação 6 fica disposto junto às mesmas, de modo sobressalente, pelo menos um ressalto 7 por superfície de fixação 6, o qual pode ser pressionado no estado montado do arranjo de mancais 1 na superfície oposta de fixação 5 do bloco de mancal 2 mediante a compressão do bloco de mancal 2 e da tampa de mancal 3. Para o tensionamento do bloco de mancal 2 com a tampa de mancal 3, uma cavidade na forma de um orifício contínuo 8 é disposta nas áreas terminais distais. Nesse orifício 8, um pino não mostrado mais detalhadamente encontra seu elemento de alojamento. Com porcas correspondentes que são aparafusadas nos pinos, é possível obter o tensionamento. Alternativamente, esse orifício 8 não pode ser executado continuamente no bloco de mancal 2 ou na tampa do mancal 3, mas como orifício cego com rosca interna.

[019] Existe também a possibilidade, como indicado por linhas tracejadas na Figura 1, de que as áreas terminais distais da tampa de mancal 3 na direção do bloco de mancal 2 sejam formadas lateralmente. Da mesma forma, a formação inversa é possível, de modo que a tampa do mancal 3 seja parcialmente recebida em uma cavidade do bloco de mancal 2.

[020] Pelo menos os ressaltos 7 são produzidos a partir de um material que é mais duro do que o material do bloco de mancal 2 na região da superfície oposta de fixação 5, de modo que esses ressaltos 7 possam ser pressionados, comprimindo e tensionando o bloco de mancal 2 e a tampa de mancal 3 na superfície oposta de fixação 5. De preferência, no entanto, toda a tampa do mancal 3 é produzida a partir desse material mais duro. Por exemplo, a tampa do mancal 3 pode ser produzida a partir de um material de ferro e o bloco do mancal 2 ser produzido a partir de um metal leve. Em particular, a tampa do mancal 3 é produzida a partir de um material de ferro sinterizado.

[021] Mas há também a possibilidade de formação inversa, na qual o bloco de mancal 2 é mais duro, ou seja, do que a tampa do mancal 3 ou que os ressaltos 7.

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6/11 [022] O mancal deslizante pode ser feito por revestimento direto das superfícies correspondentes do elemento de alojamento de mancal 4 do bloco de mancal 2 e da tampa de mancal 3, também é possível usar as meias conchas de mancal deslizante conhecidas por si só, ou o mancal deslizante pode ser projetado com diferentes geometrias.

[023] Como melhor visto nas Figuras 2 a 5, que mostram a tampa de mancal 3 em diferentes representações, são os ressaltos 7.

[024] Nas Figuras 2 a 5, uma variante da modalidade da tampa do mancal 3 é mostrada em diferentes vistas.

[025] Nessa modalidade, os ressaltos 7 que se projetam para além das superfícies de fixação 6 apresentam uma forma em corte transversal redonda, em particular circular. A forma em corte transversal dos ressaltos 7 é considerada, nesse caso, em planta da superfície de fixação 6. Em particular, os ressaltos 7 são projetados em forma de segmento esférico, particularmente, de preferência, na forma de semiesferas, como pode ser visto na Figura 5, que mostra um corte através de um ressalto 7 ao longo da linha V-V na Figura 3. Assim, portanto, com cada corte paralelo à superfície de fixação 6 através dos ressaltos, obtém-se uma forma em corte transversal circular.

[026] No exemplo de modalidade apresentado da tampa de mancal 3, estão presentes quatro ressaltos 7, em que, respectivamente, dois estão dispostos por superfície de fixação 6. No entanto, esse número de ressaltos 7 não pretende ser limitante, embora seja um número preferido. Em geral, podem estar presentes entre um e vinte ressaltos 7 por superfície de fixação 6 da tampa do mancal 3. Vários ressaltos 7 podem ser dispostos ou formados, em particular, quando os ressaltos 7 são também utilizados para transmissão de força radial.

[027] Nas Figuras 6 a 8, uma outra modalidade da tampa de mancal 3 é mostrada em vistas diferentes.

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7/11 [028] Ao contrário da variante da modalidade da tampa de mancal 3 de acordo com as Figuras 2 a 5, no caso dessa variante da modalidade, os ressaltos 7 que se projetam sobre as superfícies de fixação 6 apresentam uma forma em corte transversal redondamente convexa, por sua vez, em vista superior das superfícies de fixação 6 da tampa de mancal 3.

[029] O termo redondamente convexo é entendido como uma forma em corte transversal geométrica se, para cada dois pontos arbitrários que se encontram dentro da forma em corte transversal, seu trecho de conexão também se situar sempre inteiramente na forma em corte transversal.

[030] No entanto, existe a possibilidade de que as transições da superfície de fixação 6 para os ressaltos 7 sejam curvadas de forma côncava. O resto dos ressaltos 7 apresenta também, nesse caso, a forma em corte transversal redondamente convexa.

[031] De preferência, os ressaltos 7 são formados em forma de segmento elipsoide, como se pode ver na sinopse das Figuras 6 a 8. A Figura 7, nesse caso, mostra um corte através de um ressalto 7 correspondente à linha VII-VII na Figura 6, e na Figura 8 mostra um corte através de um ressalto 8 correspondente à linha VIIIVIII da Figura 6.

[032] No entanto, pelo menos um ressalto 7 pode também apresentar uma outra forma em corte transversal redondamente convexa (em vista em planta da superfície de fixação 6), por exemplo, em formato de came ou ovoide, etc.

[033] Por uma questão de abrangência, deve-se notar que as seguintes modalidades são válidas para todas as variantes da tampa de mancal 3, mesmo que sejam explicadas apenas com referência a uma variante da tampa de mancal 3 e a menos que expressamente indicado em contrário.

[034] Como já foi dito acima, a tampa do mancal na região das superfícies de fixação 6 tem pelo menos um orifício 8. Esses orifícios 8 subdividem as superfícies de

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8/11 fixação 6 em uma parte de superfície de fixação 10 que está mais próxima de uma superfície de alojamento de mancal 9 do elemento de alojamento de mancal 4 (Figura 1) e de uma parte de superfície de fixação 11 ainda mais afastada dela (mostrada na Figura 3). As partes de superfície de fixação 10 mais próximas são formadas de modo correspondente entre o orifício 8 e a superfície de alojamento do mancal 9.

[035] No caso das duas variantes de modalidade ilustradas nas Figuras 2 a 8, os ressaltos 7 são formados ou dispostos exclusivamente sobre as partes 10 de superfície de fixação mais próximas, isto é, entre o orifício 8 e a superfície de alojamento do mancal 9.

[036] No entanto, existe também a possibilidade de que os ressaltos 7 fiquem dispostos exclusivamente sobre as partes de superfície de fixação 11 mais distantes no lado afastado da superfície de alojamento de mancal 4 dos orifícios 8, como pode ser visto na Figura 1.

[037] Além disso, os ressaltos podem ser dispostos em todas as partes da superfície de fixação 10, 11.

[038] Como pode ser visto em particular nas Figuras 5, 7 e 8, pode ser previsto de acordo com outra modalidade da tampa do mancal que uma transição da superfície de fixação 6 para o ressalto 7 está dotada de um arredondamento 12, ou seja, é projetada em formato arredondado. O raio do arredondamento 12 pode ser selecionado de uma faixa de 0,02 a 0,5.

[039] De acordo com uma variante da modalidade, pode ser previsto que o arredondamento 12 apresente vários raios, os quais são de preferência todos selecionados a partir da faixa mencionada acima para o raio do arredondamento 12.

[040] Também pode ser previsto de acordo com outra modalidade da tampa de mancal 3 que o ressalto 7 (ou ressaltos 7) apresente um diâmetro 13 de pelo menos 0,2 mm e no máximo 4 mm, em particular entre pelo menos 0,2 mm e no máximo 2 mm ou entre pelo menos 1 mm e no máximo 2 mm. O diâmetro máximo 13 é sempre

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9/11 concebido com diâmetro 13, isto é, aquele diâmetro 13 que é o diâmetro máximo por ressalto 7. Na modalidade da tampa de mancal 3 de acordo com as Figuras 6 a 8, o diâmetro 13 corresponde àquele diâmetro que define o círculo envolvente, com o qual a seção transversal do ressalto 7 é, então, envolvida em seguida à superfície de fixação 6, ou seja, a dimensão longitudinal máxima da forma em corte transversal elíptica.

[041] Para formas em corte transversal redondamente convexas dos ressaltos 7, a dimensão da seção transversal na direção perpendicular ao diâmetro 13 e em um plano com o diâmetro 12 é de preferência inferior ao diâmetro 13. Em particular, o diâmetro 13 pode ser de duas a oito vezes maior que a dita dimensão.

[042] Os ressaltos 7 podem apresentar uma altura 14 acima da superfície de fixação 6 que é selecionada a partir de uma faixa de 0,2 mm a 1 mm.

[043] Os ressaltos 7 podem ser dispostos a uma distância 15 em relação ao início da superfície de alojamento de mancal 9, que é pelo menos 25% do diâmetro máximo 13 e no máximo 300% do diâmetro máximo 13, em particular pelo menos 50% do diâmetro máximo 13 e no máximo 150% do diâmetro máximo 13, do respectivo ressalto 7. A distância 15 é determinada pelo ressalto 7 na direção perpendicular à superfície de alojamento de mancal 4, como pode ser visto nas Figuras 3 e 6.

[044] De acordo com uma outra variante da modalidade não ilustrada da tampa de mancal 3, pode ser previsto que pelo menos uma elevação adicional seja formada na superfície do ressalto 7.

[045] Em geral, todos os ressaltos 7 de uma tampa de mancal 3 podem ser executados iguais. Mas também é possível que por tampa de mancal 3 ou por superfície de fixação 5, ressaltos 7 sejam dispostos com diferentes formas em corte transversal ou, no caso de mesma forma em corte transversal, com um deslocamento de posição, a fim de, desse modo, melhorar ou simplificar a montagem correta da tampa de mancal 3 e do bloco de mancal 2 após uma separação.

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10/11 [046] De preferência, os ressaltos 7 são projetados em peça única com o restante da tampa de mancal 7, portanto, produzidos a partir do material e ao mesmo tempo com o restante da tampa de mancal 3.

[047] É também possível que nas superfícies de fixação 6 em torno dos ressaltos 7 sejam formadas cavidades, em particular cavidades em forma de ranhura. Portanto, a compressão dos ressaltos 7 nas superfícies opostas de fixação 5 pode ser simplificada.

[048] Embora se tenha sempre aceitado no exposto acima que os ressaltos 7 estivessem presentes exclusivamente nas superfícies de fixação 6 da tampa de mancal 3, também pode ser previsto que os ressaltos 7 sejam formados exclusivamente nas superfícies opostas de fixação 5 do bloco de mancal 2. Do mesmo modo, podem ser previstas modalidades do arranjo de mancal nas quais os ressaltos 7 estão dispostos ou formados nas superfícies de fixação 6, como também nas superfícies opostas de fixação 5.

[049] Pode ainda ser previsto que a tampa de mancal 3 apresente em seguida à superfície de alojamento de mancal 9 e após o traçado de corte transversal da superfície de alojamento de mancal 9 uma barra de reforço 16, como mostrado na Figura 4. Nesse caso, a barra de reforço 16 pode também apresentar uma altura variável 17, que é vista perpendicularmente à superfície de alojamento de mancal 4, em que a altura 17 máxima é formada na região de metade da cobertura angular da superfície de alojamento de mancal 4.

[050] A barra de reforço 16 também pode ser formada acima das superfícies de fixação 6.

[051] Além disso, uma transição da barra de reforço 16 acima das superfícies de fixação 6 na barra de reforço 16 acima da superfície de alojamento de mancal 4 pode ser dotada de um arredondamento.

[052] As modalidades mostram possíveis modalidades da tampa 3 de mancal,

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11/11 em que, nesse ponto, nota-se que diversas combinações das modalidades individuais são possíveis entre si.

[053] Por uma questão de ordem, deve-se finalmente salientar que, para uma melhor compreensão da construção do arranjo de mancais 1 ou da tampa do mancal 3, os mesmos não serão necessariamente mostrados em escala.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

Arranjo de mancal

Bloco de mancal

Tampa de mancal

Elemento de alojamento de mancal

Superfície oposta de fixação

Superfície de fixação

Ressalto

Orifício

Superfície de alojamento de mancal parte de superfície de fixação parte de superfície de fixação arredondamento

Diâmetro

Altura

Distância barra de reforço

Altura

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Claims

1. Tampa de mancal (3) para um arranjo de mancal dividido (1) que compreende um bloco de mancal (2), além da tampa de mancal (3), em que a tampa de mancal (3) apresenta uma superfície de fixação (6) que, no estado montado do arranjo de mancal (1), fica em contato com uma superfície de fixação oposta (5) do bloco de mancal (2), e em que na superfície de fixação (6) é projetado pelo menos um ressalto (7) que se projeta sobre a mesma, o qual pode ser comprimido na superfície oposta de fixação (5) do bloco de mancal (2), caracterizada por pelo menos um ressalto (7) apresentar uma forma em corte transversal redondamente convexa ou redonda em vista plana da superfície de fixação (6).

2. Tampa de mancal (3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos um ressalto (7) ser projetado em formato de segmento esférico ou em formato de segmento elipsoide.

3. Tampa de mancal (3), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por, na superfície de fixação (6), ser formada uma cavidade, em que o ressalto (7) fica disposto entre essa cavidade e uma superfície de alojamento de mancal (9).

4. Tampa de mancal (3), de acordo com uma das reivindicações 1 a

3, caracterizada por uma transição da superfície de fixação (6) para o ressalto (7) ser executada de forma arredondada.

5. Tampa de mancal (3), de acordo com uma das reivindicações 1 a

4, caracterizada por o ressalto (7) apresentar um diâmetro (13) de pelo menos 0,2 mm e no máximo de 4 mm.

6. Tampa de mancal (3), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o ressalto (7) ficar disposto a uma distância (15) em relação ao início da superfície de alojamento de mancal (9) que é de pelo menos 25% do diâmetro máximo (13) e no máximo 300% de um diâmetro máximo (13) do ressalto (7).

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7. Tampa de mancal (3), de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por, na superfície do ressalto (7), ser formada pelo menos uma elevação adicional.

8. Arranjo de mancais (1) com uma tampa de mancal (3) e um bloco de mancal adjacente (2) caracterizado por a tampa de mancal (3) ser formada, conforme definido em uma das reivindicações 1 a 7.