BR112013008968B1

BR112013008968B1 - mancal de rolamento para um eixo

Info

Publication number: BR112013008968B1
Application number: BR112013008968-7A
Authority: BR
Inventors: Schwarzbich Jörg; Ullrich Thomas
Original assignee: Rollax Gmbh & Co Kg
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2021-05-04
Also published as: DE202010008787U1; HUE028106T2; EP2627922A1; EP2627922B1; WO2012049029A1; US20130294717A1; CN103069181A; PL2627922T3; KR101414546B1; CN103069181B; BR112013008968A2; ES2555881T3; US8740466B2; KR20130060284A

Abstract

MANCAL DE ROLAMENTO PARA UM EIXO A presente invenção se refere a um mancal (suporte) de rolamento para um eixo que possui uma superfície periférica cilíndrica, o mancal compreendendo uma trilha (calha) (12) para ser ajustada em cima do eixo, e corpos de rolamento (16) dispostos para rolar sobre a trilha (12). Em concordância com a presente invenção, a trilha (12) possui uma seção transversal interna poligonal, de maneira que esta trilha (12) engata a superfície periférica do eixo somente na adjacência do centro de cada lateral (28) do polígono.

Description

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um mancai (suporte) de rolamento que possui uma superfície periférica cilíndrica, o mancai compreendendo uma trilha (calha) para ser ajustada em cima do eixo, e corpos de rolamento dispostos para rolar sobre a trilha.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

A expressão "eixo" como aqui utilizada se refere genericamente para um membro rotacionável que possui uma superfície periférica cilíndrica que é circundada pela trilha do mancai de rolamento. Tipicamente, o mancai de rolamento possui, em adição para a trilha ajustada sobre o eixo, uma trilha externa que forma, com a trilha interna, uma fenda anular na qual os corpos de rolamento são acomodados de maneira tal que estes corpos de rolamento rolam sobre a superfície periférica 20 externa da trilha interna e sobre a superfície periférica interna da trilha externa.

As trilhas de tais mancais de rolamento têm comumente sido manufaturadas por usinagem, por exemplo, fresagem de um blankde metal. O pedido patente alemão número DE 10 25 2004 048 172 Al apresenta um método de manufaturação de uma trilha para um mancai de rolamento a partir de uma luva de metal extraída a fundo (deep-drawn)sem usinagem.

De maneira para que a trilha esteja em engate de ajuste (fixação) correto com o eixo, tanto o eixo e quanto 30 a trilha têm que possuir somente pequenas tolerâncias dimensionais.

APPRESENTAÇÀO DA PRESENTE INVENÇÃO

É um objetivo da presente invenção o de proporcionar um mancai de rolamento em que tolerâncias dimensionais maiores do eixo e da trilha interna sejam permitidas.

De maneira a conseguir este objetivo da presente invenção, a trilha possui uma seção transversal interna poligonal, de maneira que esta trilha engata a superficie periférica do eixo somente na adjacência do centro de cada lateral do poligono.

Então, tolerâncias de diâmetro do eixo e/ou tolerâncias do diâmetro interno da trilha podem ser absorvidas por deformação elástica das laterais do poligono, de maneira que a superficie interna da trilha é ampliada e adaptada para o diâmetro efetivo do eixo. A quantidade total de deformação elástica é tão pequena que a superficie de periférica externa da trilha, sobre a qual os corpos de rolamento rolam, irá praticamente não se desviar a partir da configuração circular. Na medida em que os cantos do poligono irão normalmente não tocar a superficie periférica do eixo, a área de contato entre a trilha e a superficie periférica do eixo irá ser significativamente menor para o mancai em concordância com a presente invenção do que para um mancai convencional no qual a trilha possui uma seção transversal interna circular. Isto, entretanto, não reduz o ajuste por força entre a trilha e o eixo devido para que o fato de que as forças radiais que atuam entre o eixo e a trilha são concentradas sobre as zonas relativamente pequenas na adjacência do centro de cada lateral do poligono, de maneira que as forças de pressionamento são correspondentemente altas. Quando, devido para o fato de tolerâncias de manuf aturação, uma situação ocorre na qual o diâmetro externo do eixo é maior do que o diâmetro interno o menor da trilha (como mensurado a partir do centro de uma lateral do poligono para o centro da lateral oposta do poligono), as laterais do poligono podem se comportar elasticamente, sem que os comprimentos destas laterais venham a ser aumentadas por uma quantidade significativa. Por esta razão, ainda mesmo quando as tolerâncias são relativamente grandes, as resistências de tensão atuando em direção circunferencial da trilha permanecem tão pequenas que as estas resistências de tensão não conduzem para uma ruptura da trilha.

Concretizações vantajosas e desenvolvimentos adicionais da presente invenção são indicados nas reivindicações de patente dependentes posteriormente.

Em uma concretização preferida da presente invenção, a trilha possui, como observada em uma seção axial, um perfil de onda que engata a superficie periférica do eixo com pelo menos um vértice interno (depressão de onda), enquanto que pelo menos um vértice externo (crista de onda) forma uma superficie de trilha para o corpo de rolamento. Neste caso, a trilha necessita possuir a seção transversal poligonal somente na adjacência das depressões de ondas, enquanto que esta trilha pode possuir uma seção transversal externa circular na adjacência das cristas de onda. Então, no caso de um diâmetro excessivo do eixo, a deformação elástica das laterais do poligono irá afetar somente as porções de depressão de onda, enquanto que as cristas de onda não são praticamente deformadas.

Em uma concretização particularmente preferida da presente invenção, a trilha possui, como observada em seção longitudinal, a configuração de um " (M)" ou ” W ", de maneira que duas depressões de onda engatam a superficie periférica do eixo e duas cristas de onda definem a superficie de trilha para os corpos de rolamento. Então, para corpos de rolamento configurados esféricos ou em barril com coroa positiva, as duas cristas de onda possuem também o efeito para centrar o corpo de rolamento. Quando a trilha possui um perfil configurado em (M) com três depressões de onda e duas cristas de onda, a depressão de onda central localizada entre as duas cristas de onda possui preferivelmente um diâmetro interno maior do que o das duas depressões de onda externas, de maneira que a trilha irá engatar a superfície periférica do eixo somente 5 com a depressão de onda externa e necessita possuir a seção transversal poligonal somente nestas áreas.

A trilha pode ser manufaturada por formação em metal de um corpo de metal cilíndrico. Por exemplo, o perfil de onda da trilha pode ser obtido por laminação de um corpo 10 tubular, e subseqüentemente, um mandril poligonal é inserido para a trilha de maneira que as áreas de depressões de ondas são deformadas de maneira tal que a superfície periférica interna assume a seção transversal poligonal. O corpo tubular pode em si mesmo ser formado a 15 partir de um blankplano de lâmina de metal por primeiramente extração do blankpara uma configuração configurada em pote e, então, corte do fundo do pote e um flange na periferia externa do pote, dependendo de como o caso pode ser.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO

Uma concretização exemplificativa da presente invenção irá agora ser explanada com referência para a descrição detalhada a seguir lida em conjunção com os Desenhos das 25 Figuras acompanhantes. Nos Desenhos das Figuras acompanhantes:

Figura 1 mostra uma seção axial de um mancai de rolamento em concordância com a presente invenção;

Figura 2 mostra uma vista frontal do mancai de rolamento; 30 e

Figura 3 mostra um detalhe da Figura 2.

Os Desenhos das Figuras são somente representações esquemáticas/diagramáticas e a presente invenção não está limitada para a concretização neles representada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

O mancai de rolamento (10) mostrado na Figura 1 compreende uma trilha interna (12), uma trilha externa (14) , e uma pluralidade de corpos de rolamento que são configurados como esferas (16) neste exemplo.

A face externa (14) é composta de diversas partes e compreende um alojamento (18) no qual dois anéis cônicos (20) são dispostos simetricamente em imagem de espelho e suportados de maneira tal que estes anéis definem uma superficie de trilha configurada em (V) para as esferas (16) .

A trilha interna (12) é formada por uma lâmina de metal de espessura uniforme que foi transformada para um perfil de onda. Neste exemplo, o perfil de onda possui aproximadamente a configuração de um " (M)" (quando considerando a seção através da parte de topo na Figura 1) e forma duas depressões de onda (22) que são niveladas na periferia interna, com duas cristas de onde (24) e uma depressão de onda central (26) interposta dentre estas. As duas cristas de onda (24) definem uma superficie de trilha para as esferas (16). Neste exemplo mostrado, as cristas de onda (24) são as simétricas, de maneira que seus flancos externos que se inclinam em direção das depressões de onda (22) são mais Íngremes do que os flancos internos sobre os quais as esferas (16) rolam.

Como pode ser observada mais claramente na Figura 2, a seção transversal das superfícies periféricas internas das depressões de onda (22) é não circular, mas poligonal. No exemplo mostrado, a seção transversal interna é configurada como um icoságono regular possuindo 20 (vinte) laterais (28) de igual comprimento que são retas sob condições normais. Opcionalmente, o número de cantos e, em conseqüência disso, o número de laterais (28) também pode ser maior ou menor, mas o número de laterais deveria preferivelmente ser de pelo menos 10 (dez).

Devido para o fato de seção transversal poligonal, o diâmetro interno da trilha interna (12) varia entre um 5 diâmetro minimo (dl), como mensurado a partir do centro de lateral para centre de lateral, e um diâmetro máximo (d2) , como mensurado a partir de canto para canto. O diâmetro interno da depressão de onda central (26) é maior do que (d2), de maneira que as regiões de superficie as mais 10 internas da trilha (12) são formadas pelas superficies periféricas internas poligonais das duas depressões de onda (22) .

Como é mostrado na Figura 3, o mancai de rolamento (10) serve para suporte de um eixo (30) que possui uma 15 superficie periférica cilíndrica. A trilha interna (12) do mancai de rolamento (10) é ajust ada em cima da superficie periférica cilíndrica do eixo, de maneira que todas as vinte laterais (28) do polígono formam tangentes para a superficie periférica do eixo (30), enquanto que os cantos 20 do polígono são espaçados separados a partir desta superficie periférica. Um ajuste por força entre o eixo (30) e a tr ilha (12) é assegurado tanto quanto o diâmetro externo do eixo (30) seja de pelo menos (dl) . Se o eixo possui, devido para o fato de tolerâncias de manufaturação, 25 um diâmetro um pouco maior, então, as regiões das depressões de onda (22) que formam as laterais (28) do poligono podem elasticamente se projetar externamente como foi indicado em linhas tracejadas na Figura 3. Por conseqüência, tanto quanto o diâmetro externo do eixo (30) 30 seja menor do que (d2) , as tolerâncias de manufaturação podem ser absorvidas elasticamente sem provocação de esforços de tensão excessivos na trilha interna (12), o que poderia provocar uma ruptura da trilha.

Graças para o perfil de onda da trilha (12), as deformações elásticas das laterais (28) são limitadas para os vértices internos das depressões de onda (22), enquanto que as cristas de onda são praticamente não influenciadas em conseqüência disso e ainda assim, formam uma superfície de trilha circular quase perfeita para as esferas (16).

No exemplo mostrado, a trilha interna (12) possui, sobre ambas as extremidades, sobre as laterais externas de cada uma das duas depressões de onda (22), um flange que se projeta radialmente externamente e torna mais fácil empurrar (impulsionar) o mancai de rolamento em cima do eixo (30) . Em adição para a fixação do mancai de rolamento (10) sobre o eixo (30) que é conseguida pelo ajuste por força, outros recursos, tal como anéis de garra, podem ser utilizados para consecução de uma fixação axial adicional do mancai de rolamento, especialmente a trilha interna (12) do mesmo, sobre o eixo (30) . Opcionalmente, as garras para uma tal fixação podem ser formadas integralmente com um dos flanges da trilha (12).

A presente invenção foi descrita em termos de uma concretização exemplificativa preferida. Aquelas pessoas especializadas no estado da técnica irão compreender que diversas substituições e variações são conceptiveis e podem ser feitas sem afastamento a partir do escopo de proteção da presente invenção conforme descrito e estabelecido pelas reivindicações de patente posteriormente.

Claims

1. Um mancal de rolamento para um eixo (30) que possui uma superfície periférica cilíndrica, o mancal compreendendo uma trilha (12) para ser ajustada em cima do eixo (30), e corpos de rolamento (16) dispostos para rolar sobre a trilha (12), onde a trilha (12) possui uma seção transversal interna poligonal, de maneira que esta trilha (12) engata a superfície periférica do eixo (30) somente na adjacência do centro de cada lateral (28) do polígono, caracterizado pelo fato de que a trilha (12) possui, em uma seção axial, um perfil de onda com pelo menos uma depressão de onda (22), o vértice interno da qual forma a seção transversal interna poligonal da trilha (12), e pelo menos uma crista de onda (24) formando uma superfície de trilha para os corpos de rolamento (16).

2. O mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o número de laterais (28) do polígono é pelo menos dez.

3. O mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o perfil de onda da trilha (12) compreende pelo menos duas cristas de onda (24) e pelo menos duas depressões de onda (22), os vértices internos da qual forma a seção transversal interna poligonal.

4. O mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as cristas de onda (24) são axialmente dispostas entre as duas depressões de onda (22) e são separadas umas a partir das outras por uma outra depressão de onda (26).

5. O mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno da trilha (12) no vértice interno da depressão de onda (26) que é localizada entre as duas cristas de onda (24) é maior do que o diâmetro interno máximo (d2) da seção transversal interna poligonal.

6. O mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a trilha (12) é formada por uma lâmina metálica configurada.