BR112020007874B1

BR112020007874B1 - Cobertura de polímero resistente à temperatura para vedação de mancal de rolo

Info

Publication number: BR112020007874B1
Application number: BR112020007874-3A
Authority: BR
Inventors: James A. Hargraves; Michael A. Mason
Original assignee: Amsted Rail Company, Inc
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20190120294A1; WO2019083901A1; AU2018355177B2; BR112020007874A2; CA3079088A1; SE544635C2; US10746228B2; AU2018355177A1; RU2750399C1; US20200340719A1; US11506243B2; SE2050592A1

Abstract

a presente invenção se refere a uma cobertura de polímero resistente à temperatura para a vedação de mancal de rolo que inclui um corpo de cobertura e um prolongamento do diâmetro interno definindo porções respectivas de uma única parte contínua. um corpo de cobertura circunda um eixo de rotação da cobertura de polí-mero e se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação a partir de um diâmetro interno a um diâmetro externo. o prolongamento do diâmetro interno se conecta a um corpo de cobertura no diâmetro interno, circunda o eixo de rotação, e é orientado em um ângulo oblíquo ao eixo de rotação para se estender não só (a) radialmente para dentro a partir do diâmetro interno, mas também (b) axial-mente em afastamento a partir do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação. a vedação de mancal de rolo inclui um invólucro de vedação, uma borda de elastômero, e a cobertura de polímero resistente à temperatura.

Description

Referência cruzada aos pedidos relacionados

[001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade ao Pedido de Patente U.S. N° de série 15/791.186 depositado em 23 de outubro de 2017, oi qual está incorporado aqui por referência em sua totalidade.

Antecedentes

[002] A demanda por custos mais baixos de transporte de mercadorias está aumentando o peso médio dos vagões em todo o mundo. Para suportar um peso maior, os vagões devem estar equipados com rolos fortes capazes de transportar cargas axiais e radiais.

[003] Os mancais de rolos cônicos transportam com eficiência cargas axiais e radiais. Um mancal de rolo cônico inclui uma ou mais linhas de rolos cônicos. Cada linha circunda o eixo de rotação do rolo. Cada rolo cônico tem a forma de um cone truncado. Essa geometria permite que o mancal de rolos cônicos suporte cargas axiais (cargas paralelas ao eixo de rotação do rolo). Uma escolha popular para carros de carga é o mancal de rolo cônico de duas fileiras, que possui duas fileiras de rolos cônicos. As duas fileiras são inclinadas em direções opostas para localizar o eixo, ou articulação, em ambas as direções ao longo do eixo de rotação.

[004] Os mancais de rolo cônicos, assim como outros tipos de mancais de rolo, operam com um lubrificante dentro do mancal para reduzir fricção entre os rolos e os trilhos nos quais os rolos rolam. Para conter o lubrificante dentro do mancal e para evitar que água, sujeira, e outros contaminantes entrem no mancal, o mancal é vedado. A vedação pode ser uma vedação de contato que forma uma barreira física entre o lado de dentro do mancal e o ambiente externo. Vedações de contato comuns incluem um anel de borracha que veda um espaço entre uma porção giratória e não giratória do mancal de rolo.

Sumário

[005] Em uma modalidade, uma vedação de mancal de rolo inclui um invólucro de vedação, uma borda de elastômero, e uma cobertura de polímero. A borda de elastômero é fixada à borda do diâmetro interno de um invólucro de vedação para completar uma vedação entre um invólucro de vedação e um anel de desgaste ao mesmo tempo em que permite a rotação de um invólucro de vedação e a borda de borracha sobre o anel de desgaste. A cobertura de polímero envolve parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação e protege a vedação. A cobertura de polímero inclui um prolongamento do diâmetro interno configurado para fixar a cobertura de polímero ao anel de desgaste com o prolongamento do diâmetro interno em um ângulo oblíquo ao anel de desgaste.

[006] Em uma modalidade, a cobertura de polímero para a vedação de mancal de rolo inclui um corpo de cobertura e um prolongamento do diâmetro interno sendo porções respectivas de uma única parte contínua. Um corpo de cobertura circunda um eixo de rotação da cobertura de polímero e se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação a partir de um diâmetro interno to um diâmetro externo. O prolongamento do diâmetro interno se conecta a um corpo de cobertura no diâmetro interno, circunda o eixo de rotação, e é orientado em um ângulo oblíquo ao eixo de rotação para se estender não só (a) radialmente para dentro a partir do diâmetro interno, mas também (b) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação.

[007] Em uma modalidade, um método de montar uma vedação de mancal de rolo inclui posicionar a cobertura de polímero para envolver parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação, e encaixar por interferência um prolongamento do diâmetro interno da cobertura de polímero sobre um anel de desgaste circulado por um invólucro de vedação, o prolongamento do diâmetro interno sendo orientado em um ângulo oblíquo com relação ao seu eixo de rotação para se estender não só (a) radialmente para fora a partir do anel de desgaste, mas também (b) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno do prolongamento do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação.

Breve descrição dos desenhos

[008] As Figuras 1 e 2 ilustram uma vedação de mancal de rolo em uma implementação exemplificativa, de acordo com uma modalidade.

[009] A Figura 3 proporciona uma vista mais detalhada da vedação de mancal de rolo das Figuras 1 e 2 que mostra a cobertura de polímero resistente à temperatura.

[010] A Figura 4 ilustra outra vedação de mancal de rolo com a cobertura de polímero resistente à temperatura, que é montada em um anel de desgaste, de acordo com uma modalidade.

[011] As Figuras 5 e 6 ilustram o comportamento dependente de temperatura de uma cobertura de polímero simplificada implementada em uma vedação de mancal de rolo montada em um anel de desgaste de aço, de acordo com uma modalidade.

[012] As Figuras 7, 8, e 9 mostram uma vedação de mancal de rolo com uma cobertura de polímero resistente à temperatura montada em um anel de desgaste, e ilustram a capacidade de resposta da cobertura de polímero resistente à temperatura para as mudanças de temperatura, de acordo com uma modalidade.

[013] As Figuras 10 e 11 ilustram a cobertura de polímero resistente à temperatura para implementação em uma vedação de mancal de rolo, de acordo com uma modalidade.

[014] A Figura 12 ilustra a vedação de mancal de rolo implementando uma cobertura de polímero resistente à temperatura das Figuras 10 e 11, de acordo com uma modalidade.

[015] As Figuras 13, 14, e 15 ilustram mudança de formato de uma cobertura de polímero resistente à temperatura exemplificativa em resposta às mudanças de temperatura, em uma modalidade.

[016] A Figura 16 ilustra um método para montar uma vedação de mancal de rolo tendo uma cobertura de polímero resistente à temperatura, de acordo com uma modalidade.

Descrição detalhada das modalidades

[017] As Figuras 1 e 2 ilustram uma vedação de mancal de rolo 110 em uma implementação exemplificativa, em que dois casos de vedação de mancal de rolo 110 são usados para vedar um mancal de rolo 100. Na implementação ilustrada nas Figuras 1 e 2, o mancal de rolo 100 é montado em uma articulação 280 de um eixo, tal como a eixo de vagão ou a eixo de caminhão. A Figura 1 mostra um mancal de rolo 100 em vista em perspectiva com uma seção seccionada para revelar as partes internas. Para maior clareza de ilustração, a articulação 280 é omitida na Figura 1. A Figura 2 mostra uma vista em seção total do mancal de rolo 100 montado na articulação 280 com a seção sendo tomada ao longo do eixo de rotação 190 da articulação 280. As Figuras 1 e 2 são mais bem vistas juntas na descrição a seguir.

[018] O mancal de rolo 100 inclui duas fileiras de rolos cônicos 150: uma fileira interna de rolos cônicos 150(1) próxima da extremidade interna 102 da articulação 280, e uma fileira externa de rolos cônicos 150(2) próxima da extremidade externa 104 da articulação 280. Cada rolo cônico 150 tem o formato de um cone truncado. Os rolos cônicos 150(1) são inclinados na direção oposta de rolos cônicos 150(2). Os rolos cônicos 150(1) e 150(2) são posicionados entre a copo de mancal 130 e os respectivos cones de mancal 140(1) e 140(2). Os cones de mancal 140 são montados na articulação 280.

[019] As vedações de mancal de rolo 110(1) e 110(2) circulam o eixo de rotação da articulação 280 e vedam os lados interno e externo, respectivamente, do mancal de rolo 100. Vedações de mancal de rolo são montadas nos respectivos anéis de desgaste 120(1) e 120(2) fixados a e cercar a articulação 280. Anéis de desgaste 120 cercam o eixo de rotação 190. O mancal de rolo 100, as vedações de mancal de rolo 110, e os anéis de desgaste 120 cooperam para formar uma montagem de mancal de rolo que pode ser montada em uma articulação, por exemplo, a articulação 280.

[020] Na modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, o mancal de rolo 100 adicionalmente inclui um anel de espaçamento 132 entre os cones de mancal 140(1) e 140(2) para garantir o posicionamento preciso dos cones de mancal 140(1) e 140(2). Sem se desviar do âmbito desse documento, os cones de mancal 140(1) e 140(2) podem em vez disso ser dimensionados de modo a estar em contato direto um com o outro sem a necessidade de um anel de espaçamento 132; ou cones de mancal 140(1) e 140(2) podem ser implementados em cone de mancal de dois lados integralmente formados e únicos. Na medida em que a articulação 280 gira em relação ao copo de mancal 130, os rolos cônicos 150(1) e 150(2) rolam em trilhos voltados para dentro 234(1) e 234(2) do copo de mancal 130.

[021] Em uma modalidade, o mancal de rolo 100 inclui quadros 160(1) e 160(2). Os rolos cônicos 150(1) e 150(2) estão assentados em assentos dos respectivos quadros 160(1) e 160(2), e os quadros 160(1) e 160(2) servem para manter um espaçamento desejado entre os rolos cônicos 150 de cada fileira.

[022] Na modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, a articulação 280 forma um filete 282 em sua extremidade interna 102 e termina em uma porção guia inclinada 284 em sua extremidade externa 104. A porção guia inclinada 284 facilita a instalação do mancal de rolo 100 sobre a articulação 280. O mancal de rolo 100 é axialmente preso entre (a) um anel de apoio 172 apoiado contra o filete 282, mas também (b) uma tampa de retenção 174 fixada à extremidade externa 104 da articulação 280 por meio de parafusos (ou tarraxas) 176. Mais especificamente, os cones de mancal 140 são dispostos entre os anéis de desgaste 120, os quais por sua vez são presos entre o anel de apoio 172 e a tampa de retenção 174.

[023] Sem se desviar do âmbito desse documento, o mancal de rolo 100 pode ser um diferente tipo de mancal de rolo do que o mostrado nas Figuras 1 e 2, tal como um mancal de rolo cônico de fileira única, um mancal de rolo cônico de quatro fileiras, um mancal de rolo cilíndrico, um mancal de rolo esférico, ou um mancal de esfera. Em tais modalidades alternativas, o copo de mancal 130, os rolos cônicos 150, e os cones de mancal 140 são substituídos por componente adequado para formar o tipo de mancal de rolo correspondente; ainda as referidas modalidades de mancal de rolo 100 ainda incluem vedações de mancal de rolo 110. Da mesma forma, as direções inclinadas dos rolos cônicos 150 podem ser invertidas a partir do que é representado nas Figuras 1, 2 e 3. Além disso, embora a operação do mancal de rolos 100 envolva tipicamente a rotação do articulação 280 em relação a um copo de mancal de não rolamento 130, as funções podem ser revertidas de modo que o copo de rolamento 130 gire em torno de uma articulação estacionária 280 ou copo de mancal 130 e articulação 280 giram em velocidades diferentes.

[024] A Figura 3 proporciona uma vista mais detalhada de vedação de mancal de rolo 110 em seção transversal. Em particular, a Figura 3 mostra a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 de vedação de mancal de rolo 110. A seção 100' ilustrada na Figura 3 é equivalente à porção superior da vista em seção total da vedação de mancal de rolo 110(2) mostrada na Figura 2, mas se aplica à vedação de mancal de rolo 110(1) também.

[025] A vedação de mancal de rolo 110 inclui cobertura de polímero resistente à temperatura 310, um invólucro de vedação 320, uma borda de elastômero 322, um dispositivo de inserção 324, e um rotor 330, cada um dos quais circunda o eixo de rotação 190. O invólucro de vedação 320 é acoplado ao copo de mancal 130. O rotor 330 é montado no anel de desgaste 120. A cobertura de polímero resistente à temperatura 310 é encaixada por interferência no anel de desgaste 120 e envolve parcialmente em torno do lado de não rolamento 325 do invólucro de vedação 320. O lado de não rolamento 325 do invólucro de vedação 320 é um lado de invólucro de vedação 320 voltado em afastamento a partir de mancal de rolo 100. A borda de elastômero 322 é fixado a uma borda do diâmetro interno 321 do invólucro de vedação 320 e veda o invólucro de vedação 320 à superfície voltada radialmente para fora 350 do anel de desgaste 120. O dispositivo de inserção 324 é montado no invólucro de vedação 320 e forma uma vedação de labirinto com o rotor 330. Nesse documento, "diâmetro interno" da parte que cerca o eixo de rotação 190 se refere ao perímetro da parte que está mais próximo do eixo de rotação 190. De modo similar, "diâmetro externo" da parte que cerca o eixo de rotação 190 se refere ao perímetro da parte que é mais afastada a partir do eixo de rotação 190

[026] O polímero resistente à temperatura 310 é a única parte contínua que é composta de um polímero, tal como um polímero termoplástico de engenharia (tal como poliéster ou um material compósito), um polímero resistente à ultravioleta, um polímero de consolidação a calor, ou um polímero termoplástico de engenharia resistente à ultravioleta. Polímero resistente à temperatura 310 inclui um prolongamento do diâmetro interno 312 e um corpo de cobertura 314, cada um cercando o eixo de rotação 190. O corpo de cobertura 314 se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação 190 a partir de um diâmetro interno 370 para um diâmetro externo 372. O prolongamento do diâmetro interno 312 se conecta ao corpo de cobertura 314 no diâmetro interno 370, e é orientado em um ângulo oblíquo com relação ao eixo de rotação 190 e superfície voltada radialmente para fora 350 para se estender não só (a) radialmente para dentro a partir do diâmetro interno 370, mas também (b) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno 370 ao longo de uma direção 390 paralela ao eixo de rotação 190. Na modalidade mostrada na Figura 3, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 adicionalmente inclui um prolongamento de diâmetro externo 316 que se conecta ao diâmetro externo 372 do corpo de cobertura 314. Nesse documento, "radialmente para dentro" se refere a uma direção em direção do eixo de rotação 190, "radialmente para fora" se refere a uma direção em afastamento a partir do eixo de rotação 190, e uma direção "axial" se refere a uma direção que é substancialmente paralela ao eixo de rotação 190. Prolongamento de diâmetro externo 316 circunda o eixo de rotação 190 e se estende predominantemente ao longo do eixo de rotação 190 em uma direção oposta à direção 390. Sem se desviar do âmbito desse documento, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 pode ser proporcionada sem prolongamento de diâmetro externo 316.

[027] Quando a articulação 280 gira em relação ao copo de mancal 130, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 e o rotor 330 giram com a articulação 280, enquanto que o invólucro de vedação 320 (junto com a borda de elastômero 322 e o dispositivo de inserção 324) permanecem fixados ao copo de mancal 130, de modo que a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 e o rotor 330 giram em relação ao invólucro de vedação 320 (e a borda de elastômero 322 e o dispositivo de inserção 324).

[028] A vedação de mancal de rolo 110 proporciona três camadas de vedação entre o mancal de rolo 100 e o ambiente externo: a vedação de labirinto entre o dispositivo de inserção 324 e o rotor 330, a vedação de contato entre a borda de elastômero 322 e o anel de desgaste 120, e uma proteção adicional (cobertura) dessa vedação de contato proporcionada pela cobertura de polímero resistente à temperatura 310. A cobertura de polímero resistente à temperatura 310 pode adicionalmente servir para bloquear ou atenuar radiação infravermelha gerada na vedação de contato entre a borda de elastômero 322 e o anel de desgaste 120 na medida em que a vedação de contato entre a borda de elastômero 322 e o anel de desgaste 120 se aquece durante a operação. A referida radiação infravermelha é com frequência usada como a base para detectar, por exemplo, por sensores de infravermelho de margem, mancais de rolo superaquecidos e retirando os referidos mancais de rolo superaquecidos fora de uso.

[029] O anel de desgaste 120 é tipicamente produzido de aço, ou outro material tendo um coeficiente de expansão térmica inferior do que o polímero de cobertura de polímero resistente à temperatura 310. Desse modo, o anel de desgaste 120 e a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 não expande e contrai na mesma maneira quando submetida às mudanças de temperatura. Como discutido em detalhes adicionais abaixo em referência às Figuras 7, 8, e 9, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 é, em virtude do prolongamento encaixado por interferência do diâmetro interno 312 e o seu ângulo oblíquo para a superfície voltada radialmente para fora 350, capaz de manter contato com o anel de desgaste 120 através de uma ampla faixa de temperatura mesmo quando o coeficiente de expansão térmica do anel de desgaste 120 é mais baixo do que aquele da cobertura de polímero resistente à temperatura 310. A cobertura de polímero resistente à temperatura 310 é, portanto, capaz de proteger (cobertura) a vedação de contato associada com a borda de elastômero 322 por uma ampla faixa de temperatura. além de, em virtude do contato mantido pela ampla faixa de temperatura, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 evita que luz infravermelha escape do mancal de rolo 100 através de espaços na vedação entre o anel de desgaste 120 e a cobertura de polímero resistente à temperatura 310. Na ausência dessa resistência à temperatura, essa luz infravermelha pode resultar em uma leitura de temperatura erroneamente alta por um sensor infravermelho na margem do caminho e forçar a remoção do rolamento de rolos do uso. Em uma modalidade, a cobertura de polímero robusta em temperatura 310 é capaz de manter contato com a superfície voltada radialmente para fora 350 ao longo de um caminho que circunda completamente o eixo de rotação 190 em uma faixa de temperatura que varia de -40 °C (-40 graus Fahrenheit) a 80 °C (176 graus Fahrenheit). Essas temperaturas são limites razoáveis para a faixa de operação de um rolamento de rolo, como o rolamento de rolo 100, implementado em um vagão ou caminhão, por exemplo.

[030] Em uma modalidade, o rotor 330 é composto de, ou inclui, polímero reforçado por fibra. Nessa modalidade, a diferença no coeficiente de expansão térmica entre o rotor 330 e o anel de desgaste 120 é menor do que a diferença no coeficiente de expansão térmica entre a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 e o anel de desgaste 120. Desse modo, o rotor 330 pode permanecer adequadamente assentado no anel de desgaste 120 por pelo menos a faixa de temperatura associada com o acoplamento adequado entre a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 e o anel de desgaste 120.

[031] Embora a Figura 3 mostre o anel de desgaste 120 sendo acoplado à articulação 280 por meio de um anel 340, o anel de desgaste 120 pode ser montado diretamente na articulação 280 sem se desviar do âmbito desse documento. Além disso, entende-se que o aparente conflito de sobreposição entre o anel de desgaste 120 e cada prolongamento de diâmetro interno 312, borda de elastômero 322 e rotor 330 é um artefato de desenho de máquina. O desenho mostra as peças individuais como devem ser fabricadas, mas, na montagem, uma ou mais peças flexionam ou são comprimidas para fornecer um ajuste apertado.

[032] Em um modalidade, a cobertura de polímero resistente à temperatura 310 forma uma nervura 318 que se salienta em direção de invólucro de vedação 320 e cercando o eixo de rotação 190. Embora mostrado na Figura 3 como em contato com o invólucro de vedação 320, a nervura 318 pode estar a uma distância a partir do invólucro de vedação 320, sem se desviar do âmbito desse documento. Sem se desviar do âmbito desse documento, a nervura 318 pode ser implementada como uma série de nervuras cada uma das quais espaçada a partir de suas nervuras vizinhas, em que a série de nervuras circunda o eixo de rotação 190.

[033] A Figura 4 ilustra, em seção transversal, outra vedação de mancal de rolo 400 com cobertura de polímero resistente à temperatura 310. A Figura 4 mostra a vedação de mancal de rolo 400 como montada no anel de desgaste 120(2). A Vedação de mancal de rolo resistente à temperatura 400 pode substituir a vedação de mancal de rolo 110 na vedação de mancal de rolo 100 discutida acima em referência às Figuras 1, 2, e 3.

[034] A vedação de mancal de rolo 400 inclui a cobertura de polímero resistente à temperatura 310, um invólucro de vedação 420, e uma borda de elastômero 422. O invólucro de vedação 420 é similar ao invólucro de vedação 320, mas não é acoplada com um dispositivo de inserção 324. A borda de elastômero 422 é similar à borda de elastômero 322 exceto em que a borda de elastômero 422, na ausência de dispositivo de inserção 324 e do rotor 330, pode ser maior do que a borda de elastômero 322 para proporcionar uma área maior de contato, ou duas áreas separadas de contato, entre a borda de elastômero 422 e o anel de desgaste 120. Esse maior contato pode aprimorar a vedação proporcionada pela vedação de contato entre a borda de elastômero 422 e o anel de desgaste 120, em comparação à vedação proporcionada pela vedação de contato entre a borda de elastômero 322 e o anel de desgaste 120 na vedação de mancal de rolo 110.

[035] As Figuras 5 e 6 ilustram o comportamento dependente de temperatura de uma cobertura de polímero simplificada 510 implementada na vedação de mancal de rolo 500 montada em um anel de desgaste de aço 530. A Figura 5 mostra a configuração de vedação de mancal de rolo 500 em uma temperatura de projeto tal como a temperatura mais comumente encontrada durante o uso da vedação de mancal de rolo 500, e a Figura 6 mostra a configuração de vedação de mancal de rolo 500 a uma temperatura maior do que a temperatura de projeto. As Figuras 5 e 6 são melhor vistas juntas na descrição a seguir.

[036] A vedação de mancal de rolo 500 inclui a cobertura de polímero 510, um invólucro de vedação 520, e uma borda de elastômero 522. A borda de elastômero 522 veda o invólucro de vedação 520 ao anel de desgaste de aço 530. O anel de desgaste de aço 530 pode ser similar ao anel de desgaste 120, o invólucro de vedação 520 pode ser similar ao invólucro de vedação 320 ou ao invólucro de vedação 420, e a borda de elastômero 522 pode ser similar à borda de elastômero 322 ou à borda de elastômero 422. A cobertura de polímero 510 inclui um corpo de cobertura 512 e um prolongamento de diâmetro externo 514. A cobertura de polímero 510 se envolve parcialmente em torno de um lado de não rolamento 525 do invólucro de vedação 520. Uma superfície voltada radialmente para dentro 518 do corpo de cobertura 512 é montada diretamente na superfície voltada radialmente para fora 550 do anel de desgaste de aço 530. O ângulo entre o corpo de cobertura 512 e o anel de desgaste de aço 530 é aproximadamente noventa graus.

[037] Quando a temperatura é aumentada acima da temperatura de projeto, a cobertura de polímero 510 se expande radialmente para fora ao longo de uma direção 690 em afastamento a partir do eixo de rotação 190 (não mostrado nas Figuras 5 e 6). Uma vez que o coeficiente de expansão da cobertura de polímero 510 é maior do que o coeficiente de expansão do anel de desgaste de aço 530, a superfície voltada radialmente para dentro 518 da cobertura de polímero 510 perde contato com a superfície voltada radialmente para fora 550 do anel de desgaste de aço 530, permitindo o ingresso de água e de contaminantes na vedação de contato formada pela borda de elastômero 522. Isso aumenta o coeficiente de desgaste da interface entre a borda de elastômero 522 e o anel de desgaste 530, potencialmente resultando em falha da vedação do mancal de rolo 500.

[038] Em temperaturas significantemente abaixo da temperatura de projeto, a contração térmica associada da cobertura de polímero 510 pode fazer com que a cobertura de polímero 510 rompa em decorrência das forças aumentadas na interface entre superfície voltada radialmente para dentro 180 e superfície voltada radialmente para fora 550 do anel de desgaste de aço de menor contração 530.

[039] As Figuras 7, 8, e 9 ilustram a vedação de mancal de rolo 700 tendo a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 montada em um anel de desgaste 730, e a resposta de cobertura de polímero resistente à temperatura 710 para as mudanças de temperatura. As Figuras 7, 8, e 9 mostram a vedação de mancal de rolo 700 na seção transversal similar àquela usada nas Figuras 3 e 4. As vedações de mancal de rolo 110 e 400 são modalidades de vedação de mancal de rolo 700. Um par de vedações de mancal de rolo 700 pode substituir as vedações de mancal de rolo 110 na vedação de mancal de rolo 100. Em geral, a vedação de mancal de rolo 700 é configurada para montagem em um anel de desgaste, tal como o anel de desgaste 730, para vedar a vedação de mancal de rolo. As Figuras 7, 8, e 9 mostram a configuração de cobertura de polímero resistente à temperatura 710 a uma temperatura central, a temperatura maior do que a temperatura central, e a temperatura mais baixo do que a temperatura central, respectivamente. As Figuras 7, 8, e 9 são melhor vistas juntas na descrição a seguir. A temperatura central é, por exemplo, temperatura ambiente ou a temperatura sob a qual a vedação de mancal de rolo 700 é montada. Alternativamente, a temperatura central pode ser a temperatura que é centrada entre os limites de temperatura mais alto e mais baixo para a operação adequada de uma vedação de mancal de rolo implementando a vedação de mancal de rolo resistente à temperatura 700. A temperatura associada com a Figura 8 é, por exemplo, uma temperatura operacional de vedação de mancal de rolo 700. A temperatura associada com a Figura 9 é, por exemplo, a temperatura encontrada quando a vedação de mancal de rolo 700 fica ociosa em um ambiente frio.

[040] A vedação de mancal de rolo 700 inclui uma cobertura de polímero resistente à temperatura 710, um invólucro de vedação 720, e uma borda de elastômero 722 fixados à borda do diâmetro interno do invólucro de vedação 720. A vedação de mancal de rolo 700 é configurada para ser montada em um anel de desgaste 730, por exemplo, no anel de desgaste 120, de uma maneira similar àquela discutida acima para as vedações de mancal de rolo 110 e 400. A borda de elastômero 722 forma uma vedação de contato entre o invólucro de vedação 720 e a superfície voltada radialmente para fora 750 do anel de desgaste 730. A cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é encaixada por interferência sobre a superfície voltada radialmente para fora 750 e se envolve parcialmente em torno de um lado de não rolamento 725 de invólucro de vedação 720 para proteger (cobertura) a vedação de contato formada pela borda de elastômero 722. Em operação, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é estacionária em relação ao anel de desgaste 730, enquanto que o invólucro de vedação 720 junto com a borda de elastômero 722 são livres para girar em relação ao anel de desgaste 730.

[041] A cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é uma única parte contínua que é composta de um polímero, tal como um termoplástico de engenharia (tal como poliéster ou um material compósito), um polímero resistente a ultravioleta, a de consolidação a calor, ou um polímero termoplástico de engenharia resistente a ultravioleta. A cobertura de polímero resistente à temperatura 710 inclui um prolongamento do diâmetro interno 712 e um corpo de cobertura 714, cada um cercando o eixo de rotação 190. O corpo de cobertura 714 se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação 190 a partir de um diâmetro interno 770 a um diâmetro externo 772. O prolongamento do diâmetro interno 712 se conecta ao corpo de cobertura 714 no diâmetro interno 770, e é orientado em um ângulo oblíquo com relação ao eixo de rotação 190 e superfície voltada radialmente para fora 750 para se estender não só (a) radialmente para dentro a partir do diâmetro interno 770, mas também (b) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno 770 ao longo de uma direção 790 paralela ao eixo de rotação 190. Na modalidade mostrada nas Figuras 7, 8, e 9, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 adicionalmente inclui um prolongamento de diâmetro externo 716 que se conecta ao diâmetro externo 772 de corpo de cobertura 714. O prolongamento de diâmetro externo 716 circunda o eixo de rotação 190 e se estende predominantemente ao longo do eixo de rotação 190 em uma direção oposta à direção 790. Sem se desviar do âmbito desse documento, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 pode ser proporcionada sem prolongamento de diâmetro externo 716. Adicionalmente, o invólucro de vedação 720 pode ter um formato diferente a partir daquele mostrado nas Figuras 7, 8, e 9, sem se desviar do âmbito desse documento. Por exemplo, o invólucro de vedação 720 pode terminar próximo da segunda dobra em noventa graus em afastamento a partir da borda de elastômero 722.

[042] O anel de desgaste 730 é composto de um material caracterizado por um coeficiente de expansão térmica inferior do que aquele da cobertura de polímero resistente à temperatura 710. Em uma modalidade, o anel de desgaste 730 é composta de aço.

[043] Em uma temperatura central (vide a Figura 7), a superfície radialmente mais interna 718 do prolongamento do diâmetro interno 712 entra em contato com a superfície voltada radialmente para fora 750, com a interface de contato cercando o eixo de rotação 190. O prolongamento do diâmetro interno 712 forma um ângulo 740 com a superfície voltada radialmente para fora 750 e o eixo de rotação 190. O ângulo 740 é, por exemplo, na faixa a partir de 20 a 50 graus.

[044] Como mostrado na Figura 8, quando a temperatura aumenta acima da temperatura central enquanto o anel de desgaste 730 impede que a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 se expanda radialmente para dentro, a expansão térmica associada da cobertura de polímero resistente à temperatura 710 faz com que a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 mude de formato e "enrole" em afastamento a partir do invólucro de vedação 720, desse modo aumentando o ângulo entre o prolongamento do diâmetro interno 712 e o anel de desgaste para um ângulo 840 que é maior do que o ângulo 740. No entanto, em contraste com o comportamento da cobertura de polímero simplificada 510 desprovida de um prolongamento obliquamente angulado do diâmetro interno encaixado por interferência sobre um anel de desgaste, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 não perde contato com o anel de desgaste 730 quando a temperatura aumenta (pelo menos até uma determinada temperatura). Em um modalidade, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é configurada para manter contato com o anel de desgaste 730, ao longo de um trajeto que circunda o eixo de rotação 190, até o extremo superior da faixa de temperatura necessária para os parâmetros operacionais de especificação de padrão de indústria para um mancal de rolo em uma instalação de uso particular, tal como um padrão de indústria para vagões. Mais especificamente, o diâmetro externo 772 do corpo de cobertura 714 se desvia em direção 790 e se move radialmente para fora, como indicado pela seta 810. Concomitantemente, as porções de prolongamento do diâmetro interno 712 em afastamento de contato com o anel de desgaste 730 também se desvia em direção 790 e se move radialmente para fora, como indicado pela seta 812. No entanto, pelo menos uma porção da superfície radialmente mais interna 718 da cobertura de polímero resistente à temperatura 710 permanece em contato com a superfície voltada radialmente para fora 750 do anel de desgaste 730. Desse modo, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é capaz de proteger a vedação de contato formada pela borda de elastômero 722 em temperaturas significantemente acima da temperatura central.

[045] Como mostrado na Figura 9, quando a temperatura desce abaixo da temperatura central enquanto o anel de desgaste 730 impede que a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 se expanda radialmente para dentro, a contração térmica associada da cobertura de polímero resistente à temperatura 710 faz com que a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 mude de formato, em uma maneira oposta àquela associada com um aumento de temperatura, e "enrola" em direção do invólucro de vedação 720, desse modo reduzindo o ângulo entre o prolongamento do diâmetro interno 712 e o anel de desgaste to um ângulo 940 que é menor do que o ângulo 740. A mudança de forma acomoda as forças do anel de desgaste de menor contração 730 e evita a quebra da cobertura de polímero resistente à temperatura 710, que é característica da cobertura de polímero simplificada 510. Portanto, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é capaz de proteger a vedação de contato formada pela borda de elastômero 722 a temperaturas significativamente abaixo da temperatura central. Em uma modalidade, a cobertura de polímero robusta em relação a temperatura 710 é configurada para permanecer intacta e manter contato com o anel de desgaste 730, ao longo de um caminho que circunda o eixo de rotação 190, até o extremo inferior de uma faixa de temperatura exigida por um padrão da indústria que especifica parâmetros operacionais para um mancal de rolamento em uma configuração de uso específico, como um padrão da indústria para vagões. Além disso, com a questão da quebra induzida por temperatura fria da cobertura de polímero resolvida pela mudança de forma facilitada pelo prolongamento do diâmetro interno de ângulo oblíquo 712, é possível formar um ajuste de interferência mais apertado entre a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 e o anel de desgaste 730. Mais especificamente, o diâmetro externo 772 do corpo de proteção 714 se desloca em uma direção oposta à direção 790 e também se move radialmente para dentro, como indicado pela seta 910. Simultaneamente, partes do prolongamento do diâmetro interno 712 afastado do contato com o anel de desgaste 730 também se deslocam em uma direção oposta à direção 790 e se move radialmente para dentro, como indicado pela seta 912. A superfície radialmente mais interna 718 da cobertura de polímero resistente à temperatura 710 (que pode ser uma porção ligeiramente diferente da cobertura de polímero resistente à temperatura 710 do que nas temperaturas associadas às Figuras 7 e 8) permanece em contato com a superfície radialmente voltada para fora 750 do anel de desgaste 730.

[046] Em um modalidade, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é capaz de permanecer não só intacta, mas também em contato com o anel de desgaste 730 em todos os pontos ao longo de um trajeto que circunda o eixo de rotação 190 pelo menos para todas as temperaturas na faixa a partir de -40 °C (-40 graus Fahrenheit) a 80 °C (176 graus Fahrenheit). Em outra modalidade, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é capaz de permanecer não só intacta, mas também em contato com o anel de desgaste 730 em todos os pontos ao longo de um trajeto que circunda o eixo de rotação 190 pelo menos para todas as temperaturas na faixa a partir de aproximadamente -20 graus Fahrenheit a 150 graus Fahrenheit.

[047] Embora as Figuras 7, 8, e 9 mostrem o contato entre a superfície radialmente mais interna 718 do prolongamento do diâmetro interno 712 e a superfície voltada radialmente para fora 750 do anel de desgaste 730 como tendo apenas uma extensão do tipo de ponta ao longo do eixo de rotação 190, é entendido que a interface de contato atual é provável de ser estendida ao longo de alguma porção do eixo de rotação 190.

[048] As Figuras 10 e 11 ilustram uma cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 para implementação na vedação de mancal de rolo. A cobertura de polímero 1000 é uma modalidade de cobertura de polímero resistente à temperatura 710. A Figura 10 mostra a cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 como vista ao longo do eixo de rotação 190, e a Figura 11 é uma vista da seção A-A' indicada na Figura 10. As Figuras 10 e 11 são melhor vistas juntas na descrição a seguir.

[049] A cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 inclui um corpo de cobertura 1014, um prolongamento do diâmetro interno 1012, e um prolongamento de diâmetro externo 1016. O prolongamento do diâmetro interno 1012 está em um ângulo 1040 com relação ao eixo de rotação 190. O corpo de cobertura 1014 pode formar uma nervura 1020, tal como a nervura 318, que se salienta na mesma direção geral que o prolongamento de diâmetro externo 1016. Sem se desviar do âmbito desse documento, a nervura 1020 pode ser implementada como uma série de nervuras cada uma das quais espaçada a partir de suas nervuras vizinhas, em que uma série de nervuras circunda o eixo de rotação 190. Aproximadamente em temperatura ambiente e antes de montar a cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 a um anel de desgaste, o ângulo 1040 pode ser na faixa entre 20 e 50 graus, por exemplo, em torno de 35 graus, e o corpo de cobertura 1014 não é ortogonal ao eixo de rotação 190. Em uma modalidade (a) o diâmetro interno 1080 da cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 é na faixa a partir de 8 polegadas a 24 polegadas, por exemplo, em torno de 14 polegadas, (b) o diâmetro externo 1082 de cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 é na faixa a partir de 5 polegadas a 30 polegadas, por exemplo, em torno de 9 polegadas, e (c) a espessura 1050 da cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 é na faixa a partir de 0,02 polegadas a 0,1 polegadas, por exemplo, em torno de 0,05 polegadas.

[050] A Figura 12 mostra uma seção de um vedação de mancal de rolo 1200 implementando cobertura de polímero resistente à temperatura 1000, em vista pictórica. A vedação de mancal de rolo 1200 é similar à vedação de mancal de rolo 110. A vedação de mancal de rolo 1200 inclui uma cobertura de polímero resistente à temperatura 1000, um invólucro de vedação 1220, uma borda de elastômero 1222 fixada ao diâmetro interno de invólucro de vedação 1220, um dispositivo de inserção 1224 montado no invólucro de vedação 1220, e um rotor 1230. O invólucro de vedação 1220, a borda de elastômero 1222, o dispositivo de inserção 1224, e o rotor 1230 são similares ao invólucro de vedação 320, borda de elastômero 322, dispositivo de inserção 324, e o rotor 330, respectivamente.

[051] Em uma modalidade alternativa, não mostrada na Figura 12, vedação de mancal de rolo 1200 é proporcionada sem dispositivo de inserção 1224 e sem rotor 1230. Nessa modalidade, a vedação de mancal de rolo 1200 é similar à vedação de mancal de rolo 400. Em outra modalidade alternativa, também não mostrada na Figura 12, o dispositivo de inserção 1224 é omitido e o rotor 1230 é em vez disso correspondido à característica de invólucro de vedação 1220 que se salienta na direção em direção do mancal a ser vedado pela vedação de mancal de rolo 1200.

[052] As Figuras 13, 14, e 15 são gráficos de tensão com base em análise de elemento finito simulando o formato e a tensão máxima principal de um exemplo de cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 quando montado em um anel de desgaste 1310 (tal como o anel de desgaste 120 ou 730) entre o invólucro de vedação 1220 e a tampa de retenção 1320 (similar à tampa de retenção 174). As Figuras 13, 14, e 15 mostram o formato de cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 a 23,9 °C (75 graus Fahrenheit), 80 °C (176 graus Fahrenheit), e -40 °C (-40 graus Fahrenheit), respectivamente. Os gráficos das Figuras 13, 14, e 15 mostram que a cobertura de polímero resistente à temperatura 1000 responde à temperatura como discutido para a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 acima em referência às Figuras 7, 8, e 9.

[053] A Figura 16 ilustra um método 1600 para montar a vedação de mancal de rolo tendo a cobertura de polímero resistente à temperatura. O método 1600 pode ser usado para montar a vedação de mancal de rolo 310, 400, 700, e 1200.

[054] O método 1600 inclui as etapas 1640 e 1650, que podem ser realizadas concomitantemente. A etapa 1640 posiciona a cobertura de polímero resistente à temperatura para envolver parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação. Em um exemplo da etapa 1640, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 é posicionada para se envolver parcialmente em torno de um lado de não rolamento 725 do invólucro de vedação 720 montado no anel de desgaste 730. A etapa 1650 se encaixa por interferência em um prolongamento do diâmetro interno da cobertura de polímero resistente à temperatura sobre um anel de desgaste circulado por um invólucro de vedação. O prolongamento do diâmetro interno é orientado em um ângulo oblíquo ao eixo de rotação da cobertura de polímero resistente à temperatura para se estender não só (a) radialmente para fora a partir do anel de desgaste, mas também (b) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno do prolongamento do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação. Em um exemplo, o prolongamento do diâmetro interno 712 de cobertura do polímero resistente à temperatura 710 é encaixado por interferência sobre o anel de desgaste 730, de modo que a superfície radialmente mais interna 718 do prolongamento do diâmetro interno 712 entra em contato com a superfície voltada radialmente para fora 750 do anel de desgaste 730.

[055] A etapa 1650 pode incluir uma etapa 1652 de garantir o contato entre o prolongamento do diâmetro interno e o anel de desgaste, ao longo de um trajeto que cerca o eixo de rotação da vedação de mancal de rolo, sobre uma faixa de temperatura finita em virtude do ângulo oblíquo do prolongamento do diâmetro interno com relação ao eixo de rotação. Em um exemplo, o ângulo oblíquo de prolongamento do diâmetro interno 712 de cobertura de polímero resistente à temperatura 710 garante contato resistente à temperatura como discutido acima em referência às Figuras 7, 8, e 9.

[056] Em uma modalidade, o método 1600 adicionalmente inclui etapas 1620 e 1630 precedendo a etapa 1650. A etapa 1620 acopla um rotor ao lado do mancal de um invólucro de vedação em uma maneira que permite a rotação do rotor em relação a um invólucro de vedação. Em um exemplo da etapa 1620, um rotor, tal como o rotor 1230, é acoplado a uma característica no lado do mancal de invólucro de vedação 1220, como discutido acima, ao mesmo tempo em que permite a rotação do rotor 1230 em relação ao invólucro de vedação 1220. A etapa 1620 pode incluir as etapas 1622 e 1624. A etapa 1622 insere um dispositivo de inserção no lado do mancal de um invólucro de vedação, e a etapa 1624 acopla o rotor ao dispositivo de inserção em uma maneira que permite a rotação do rotor em relação ao dispositivo de inserção. Em um exemplo de etapas 1622 e 1624, o dispositivo de inserção 1224 é inserido no lado do mancal de invólucro de vedação 1220, e o rotor 1230 é acoplado a dispositivo de inserção 1224, ao mesmo tempo em que permite a rotação do rotor 1230 em relação ao dispositivo de inserção 1224.

[057] Opcionalmente, o método 1600 inclui a etapa 1610 precedendo a etapa 1640. A etapa 1610 molda por injeção a cobertura de polímero resistente à temperatura. Em um exemplo da etapa 1610, a cobertura de polímero resistente à temperatura 710 ou 1000 é moldada a injeção.

Combinações de Características

[058] As características descritas acima assim como as reivindicadas abaixo podem ser combinadas de várias formas sem se desviar do âmbito desse documento. Por exemplo, será observado que os aspectos de uma cobertura de polímero, vedação de mancal de rolo, montagem de mancal de rolo, ou método associado, descrito nesse documento, pode incorporar ou trocar características de outra cobertura de polímero, vedação de mancal de rolamento , conjunto de mancais de rolos ou método associado descrito aqui. Os exemplos a seguir ilustram combinações possíveis e não limitativas de modalidades descritas acima. Deve ficar claro que muitas outras alterações e modificações podem ser feitas nos métodos e dispositivos aqui mencionados, sem se afastar do espírito e do escopo da presente invenção.

[059] (A1) A vedação de mancal de rolo pode incluir (a) um invólucro de vedação, (b) uma borda de elastômero, fixada à borda do diâmetro interno de um invólucro de vedação, para completar uma vedação entre um invólucro de vedação e um anel de desgaste ao mesmo tempo em que permite a rotação de um invólucro de vedação e a borda de elastômero sobre o anel de desgaste, e (c) a cobertura de polímero envolvendo parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação e a cobertura a vedação, em que a cobertura de polímero inclui um prolongamento do diâmetro interno configurado para fixar a cobertura de polímero ao anel de desgaste com o prolongamento do diâmetro interno em um ângulo oblíquo ao anel de desgaste.

[060] (A2) na vedação de mancal de rolo denotada como (A1), a cobertura de polímero pode incluir um corpo de cobertura integralmente conectado ao prolongamento do diâmetro interno e se estendendo radialmente para fora a partir do prolongamento do diâmetro interno e ao longo de um invólucro de vedação, em que a cobertura de polímero forma uma dobra entre o prolongamento do diâmetro interno e um corpo de cobertura de modo que o prolongamento do diâmetro interno é dobrado em afastamento a partir da borda de elastômero.

[061] (A3) na vedação de mancal de rolo denotada como (A2), a cobertura de polímero pode ser configurada para, quando montada no anel de desgaste, mudar o formato em resposta às mudanças de temperatura de modo que desvios a partir da planaridade de um corpo de cobertura aumenta com temperatura.

[062] (A4) em qualquer uma das vedações de mancal de rolo denotadas como (A1) a (A3), o ângulo oblíquo pode ser configurado para garantir contato entre a cobertura de polímero e o anel de desgaste sobre a faixa de temperatura finita, em que o contato circunda o eixo de rotação.

[063] (A5) na vedação de mancal de rolo denotada como (A4), a cobertura de polímero pode ser configurada para manter o contato sobre a faixa de temperatura que abrange pelo menos a partir de -40 °C (-40 graus Fahrenheit) a 80 °C (176 graus Fahrenheit).

[064] (A6) em qualquer uma das vedações de mancal de rolo denotadas como (A1) a (A5), a cobertura de polímero pode ser configurada para, quando montada ao anel de desgaste, flexionar (a) radialmente para fora e em afastamento a partir de um invólucro de vedação com temperatura aumentada, mas também (b) radialmente para dentro e em direção de um invólucro de vedação com reduzindo temperatura, ao mesmo tempo em que mantém contato entre a cobertura de polímero e o anel de desgaste.

[065] (A7) qualquer uma das vedações de mancal de rolo denotadas como (A1) a (A6) pode adicionalmente incluir um dispositivo de inserção montado no lado do mancal de um invólucro de vedação, e um rotor configurado para fixar ao anel de desgaste e formar a vedação de labirinto com o dispositivo de inserção.

[066] (A8) em qualquer uma das vedações de rolo do mancal de rolos denotada como (A1) a (A7), a cobertura de polímero pode ser configurada para pelo menos atenuar a radiação infravermelha gerada na vedação de mancal de rolo pela vedação de mancal de rolo durante a operação do mancal de rolo.

[067] (A9) Uma montagem de mancal de rolo pode incluir qualquer uma das vedações de mancal de rolo denotadas como (A1) a (A8), a vedação de mancal de selada pela vedação de mancal de rolo, e o anel de desgaste, em que o anel de desgaste tem um coeficiente de expansão térmica menor do que a cobertura de polímero.

[068] (A10) na montagem de mancal de rolo denotada como (A9), o anel de desgaste pode ser composta de aço.

[069] (B1) A cobertura de polímero para a vedação de mancal de rolo pode incluir (a) um corpo de cobertura que cerca um eixo de rotação da cobertura de polímero e se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação a partir de um diâmetro interno a um diâmetro externo, (b) um prolongamento do diâmetro interno que se conecta a um corpo de cobertura no diâmetro interno, circunda o eixo de rotação, e é orientado em um ângulo oblíquo ao eixo de rotação para se estender não só (i) radialmente para dentro a partir do diâmetro interno e (ii) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação, e (c) um corpo de cobertura e o prolongamento do diâmetro interno sendo porções respectivas de uma única parte contínua.

[070] (B2) A cobertura de polímero denotada como (B1) pode adicionalmente incluir um prolongamento de diâmetro externo que se conecta a um corpo de cobertura no diâmetro externo, circunda o eixo de rotação, e se estende predominantemente ao longo do eixo de rotação em direção oposta à primeira direção.

[071] (B3) em qualquer uma das coberturas de polímero denotadas como (B1) e (B2), o coeficiente de expansão térmica da cobertura de polímero pode exceder o coeficiente de expansão térmica de aço.

[072] (B4) em qualquer uma das coberturas de polímero denotadas como (B1) a (B3), o corpo de cobertura pode ser configurado para mudar o formato, em que o diâmetro externo de um corpo de cobertura muda na primeira direção e se move radialmente para fora quando submetido a aumento de temperatura e quando restrito se expanda radialmente para dentro.

[073] (B5) na cobertura de polímero denotada como (B4), um corpo de cobertura pode ser configurado para mudar o formato, em que o diâmetro externo de um corpo de cobertura se desvia em oposição à primeira direção e se move radialmente para dentro quando submetido a temperatura reduzida diminui e quando restrito se expanda radialmente para dentro.

[074] (B6) Qualquer uma das coberturas de polímero denotadas como (B1) a (B5) pode adicionalmente incluir saliências em uma superfície de um corpo de cobertura voltada em oposição à primeira direção e arranjado ao longo de um trajeto circular centralizado sobre o eixo de rotação.

[075] (C1) Um método de montar uma vedação de mancal de rolo pode incluir (a) posicionar a cobertura de polímero para envolver parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação, mas também (b) encaixar por interferência um prolongamento do diâmetro interno da cobertura de polímero sobre um anel de desgaste circulado por um invólucro de vedação, em que o prolongamento do diâmetro interno é orientado em um ângulo oblíquo ao seu eixo de rotação para se estender não só (i) radialmente para fora a partir do anel de desgaste e (ii) axialmente em afastamento a partir do diâmetro interno do prolongamento do diâmetro interno ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação.

[076] (C2) no método denotado como (C1), na etapa de encaixar por interferência, o ângulo oblíquo pode ser configurado para garantir contato entre o prolongamento do diâmetro interno e o anel de desgaste sobre uma faixa de temperatura que abrange pelo menos a partir de -40 °C (-40 graus Fahrenheit) a 80 °C (176 graus Fahrenheit).

[077] (C3) Qualquer um dos métodos denotados como (C1) e (C2) pode adicionalmente incluir, antes das etapas de posicionar e encaixar por interferência, acoplar um rotor ao lado do mancal de um invólucro de vedação e encaixar por pressão o anel de desgaste dentro do rotor.

[078] (C4) No método denotado como (C3), a etapa de acoplar pode incluir inserir um dispositivo de inserção no lado do mancal de um invólucro de vedação e acoplar o rotor ao dispositivo de inserção.

[079] (C5) Qualquer um dos métodos denotados como (C1) a (C4) pode incluir realizar a etapa de encaixar por interferência concomitantemente com a etapa de posicionar.

[080] (C6) Qualquer um dos métodos denotados como (C1) a (C5) pode adicionalmente incluir moldagem de injeção da cobertura de polímero.

[081] Alterações podem ser feitas nos sistemas e métodos acima, sem se afastar do escopo deste documento. Deve ser notado, portanto, que o assunto contido na descrição acima e mostrado nos desenhos anexos deve ser interpretado como ilustrativo e não em um sentido limitativo. As reivindicações a seguir se destinam a cobrir recursos genéricos e específicos descritos neste documento, bem como todas as declarações do escopo dos presentes sistemas e métodos, os quais, por uma questão de linguagem, podem ser considerados inseridos entre os mesmos.

Claims

1. Vedação de mancal de rolo (110) compreendendo: um invólucro de vedação (320); um rebordo de elastômero (322), fixado a uma borda do diâmetro interno (321) do invólucro de vedação (320), para completar uma vedação entre o invólucro de vedação (320) e um anel de desgaste (120) enquanto permite a rotação do invólucro de vedação (320) e do rebordo de elastômero (322) sobre o anel de desgaste (120); e uma cobertura de polímero (310) que envolve parcialmente em torno de um lado de não rolamento (325) do invólucro de vedação (320) e que cobre a vedação, a cobertura de polímero (310) incluindo um prolongamento do diâmetro interno (312) circundando um eixo de rotação (190) da vedação de mancal de rolo (110), CARACTERIZADA pelo fato de que o prolongamento do diâmetro interno (312) é configurado para fixar a cobertura de polímero (310) a uma superfície voltada para fora (350) do anel de desgaste (120); e o prolongamento do diâmetro interno (312) forma um ângulo oblíquo com a superfície voltada para fora (350) ao longo de toda circunferência da superfície voltada para fora (350).

2. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a cobertura de polímero (310) inclui um corpo de cobertura (314) integralmente conectado ao prolongamento do diâmetro interno (312) e se estende radialmente para fora a partir do prolongamento do diâmetro interno (312) e ao longo do invólucro de vedação (320), a cobertura de polímero (310) formando uma dobra entre o prolongamento do diâmetro interno (312) e o corpo de cobertura (314) de modo que o prolongamento do diâmetro interno (312) é dobrado distante a partir do rebordo de elastômero (322).

3. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a cobertura de polímero (310) é configurada para, quando montada no anel de desgaste (120), mudar de formato em resposta às mudanças de temperatura de modo que o desvio de planaridade do corpo de cobertura (314) aumente com a temperatura.

4. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o ângulo oblíquo é configurado para garantir contato entre a cobertura de polímero (310) e o anel de desgaste (120) sobre uma faixa de temperatura finita, o contato circundando o eixo de rotação (190).

5. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a faixa de temperatura finita abrange a partir de -40 °C (-40 °F) a 80 °C (176 °F).

6. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a cobertura de polímero (310), quando montada ao anel de desgaste (120), é configurada para flexionar radialmente para fora e distante a partir do invólucro de vedação (320) com a temperatura aumentando e radialmente para dentro e em direção ao invólucro de vedação (320) com a temperatura reduzindo, enquanto mantém contato entre a cobertura de polímero (310) e a superfície voltada para fora (350) do anel de desgaste (120).

7. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que adicionalmente compreende: um inserto (324) montado em um lado do mancal do invólucro de vedação (320); e um rotor (330) configurado para se fixar ao anel de desgaste (120) e formar uma vedação de labirinto com o inserto (324).

8. Vedação de mancal de rolo (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a cobertura de polímero (310) é configurada para pelo menos atenuar a radiação infravermelha gerada em um mancal de rolo (100) vedado pela vedação de mancal de rolo (110) durante a operação do mancal de rolo (100).

9. Montagem de mancal de rolo CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: a vedação de mancal de rolo (110), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8; um mancal de rolo (100) vedado pela vedação de mancal de rolo (110); e o anel de desgaste (120), em que o anel de desgaste (120) tem um coeficiente de expansão térmica menor do que a cobertura de polímero (310).

10. Montagem de mancal de rolo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o anel de desgaste (120) é composto de aço.

11. Cobertura de polímero (310) para uma vedação de mancal de rolo (110) compreendendo: um corpo de cobertura (314) circundando um eixo de rotação (190) da cobertura de polímero (310) e que se estende predominantemente em direções ortogonais ao eixo de rotação (190) a partir de um diâmetro interno (370) para um diâmetro externo (372); um prolongamento do diâmetro interno (312) se conectando ao corpo de cobertura (314) no diâmetro interno (370) e circundando o eixo de rotação (190), CARACTERIZADA pelo fato de que o prolongamento do diâmetro interno (312), ao longo de todo diâmetro interno do corpo de cobertura (314), se estende radialmente para dentro a partir do diâmetro interno; se estende, ao longo de uma primeira direção (390) paralela ao eixo de rotação (190), axialmente distante a partir do diâmetro interno, e forma, quando o corpo de cobertura (314) é montado em um anel de desgaste (110), um ângulo oblíquo com a superfície voltada para fora (350) ao longo de toda circunferência da superfície voltada para fora (350).

12. Cobertura de polímero (310), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que adicionalmente compreende um prolongamento do diâmetro externo (316) que se conecta ao corpo de cobertura (314) no diâmetro externo (372), circunda o eixo de rotação (190), e se estende predominantemente ao longo do eixo de rotação (190) em uma direção oposta à primeira direção (390).

13. Cobertura de polímero (310), de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADA pelo fato de que um coeficiente de expansão térmica da cobertura de polímero (310) excede um coeficiente de expansão térmica do aço.

14. Cobertura de polímero (310), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo de cobertura (314) é configurado para mudar o formato, em que o diâmetro externo (372) do corpo de cobertura (314) muda na primeira direção (390) e se move radialmente para fora quando submetido à temperatura aumentando e quando restringido de expansão radialmente para dentro.

15. Cobertura de polímero (310), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo de cobertura (314) é configurado para mudar o formato, em que o diâmetro externo (372) do corpo de cobertura (314) muda em oposição à primeira direção (390) e se move radialmente para dentro quando submetido à redução da diminuição da temperatura e quando restringido da expansão radialmente para dentro.

16. Cobertura de polímero (310), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, CARACTERIZADA pelo fato de que adicionalmente inclui protuberâncias em uma superfície do corpo de cobertura (314) voltadas em oposição à primeira direção (390) e arranjadas ao longo de um trajeto circular centralizado sobre o eixo de rotação (190).

17. Método (1600) de montar uma vedação de mancal de rolo (110), compreendendo: posicionar (1640) uma cobertura de polímero (310) para envolver parcialmente em torno de um lado de não rolamento de um invólucro de vedação (320); a cobertura de polímero (310) circundando um eixo de rotação, e encaixar por interferência (1650) um prolongamento do diâmetro interno (312) da cobertura de polímero (310) sobre uma superfície voltada para fora (350) de um anel de desgaste (120) circundado pelo invólucro de vedação (320), CARACTERIZADO pelo fato de que o prolongamento do diâmetro interno (312), ao longo de todo diâmetro interno da cobertura de polímero (310), se estende radialmente para fora a partir do anel de desgaste (120), se estende, ao longo de uma primeira direção paralela ao eixo de rotação (190), axialmente distante a partir de um diâmetro interno do prolongamento do diâmetro interno (312), e forma, após posicionar (1640) e encaixar por interferência (1650), um ângulo oblíquo com a superfície voltada para fora (350) ao longo de toda circunferência da superfície voltada para fora (350).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa de encaixar por interferência (1650), o ângulo oblíquo é configurado para garantir contato entre o prolongamento do diâmetro interno (312) e a superfície voltada para fora (350) por uma faixa de temperatura que abrange a partir de -40 °C (-40 °F) a 80 °C (176 °F).

19. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende, antes das etapas de posicionar (1640) e encaixar por interferência (1650): acoplar (1620) um rotor ao lado do mancal do invólucro de vedação (320); e encaixar por pressão (1630) o anel de desgaste (120) no rotor (330).

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de acoplar compreende: inserir (1622) um inserto no lado do mancal do invólucro de vedação (320); e acoplar (1624) o rotor (330) ao inserto.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 20, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende realizar a etapa de encaixar por interferência concomitantemente com a etapa de posicionar.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende moldar por injeção (1610) a cobertura de polímero (310).