BRPI0706298A2 - vedação de eixo - Google Patents

Abstract

VEDAçãO DE EIXO. A presente invenção refere-se a uma vedação de eixo que compreende um elemento de vedação interna (6) que está disposto em um semi-eixo (2) que, pelo menos, apresenta um anel (7, 9, 11) e um elemento de vedação externa (13) disposto em um corpo de rolete (1) que, pelo menos, apresenta um anel (14, 15, 16) que está orientado, essencialmente, paralelo a, pelo menos, um anel (7, 9, 11) do elemento de vedação interna (6). De acordo com a invenção, está previsto que um anel (14, 15, 16) de um dos dois elementos de vedação (13) está provido de um ressalto anular (17, 18, 19) voltado a um anel (7, 9,11) do outro elemento de vedação (6), o qual na montagem da vedação do eixo está em contato com um anel (7, 9, 11) do outro elemento de vedação (6), e este após o início de um movimento de rotação do semi-eixo (2) e/ou do corpo do rolete (1) é desbastado, até que se forme uma fenda estreita entre o ressalto (17, 18, 19) e o anel (7, 9,11) do outro anel de vedação (6).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VEDAÇÃODE EIXO".

A presente invenção refere-se a uma vedação de eixo que com-preende um elemento de vedação interno que está disposto em um semi-eixo que, pelo menos, apresenta um anel e um elemento de vedação exter-no disposto em um corpo de rólete que, pelo menos, apresenta um anel queestá orientado, essencialmente, paralelo a, pelo menos, um anel elementode vedação interna.

Além disso, a presente invenção refere-se a um rolete para umtransportador, especialmente um transportador de correia ou esteira com umrolete de corpo cilíndrico oco e um semi-eixo montado em dois suportes, noqual está respectivamente disposta uma vedação de eixo nos suportes.

Estes tipos de vedações de eixo são amplamente conhecidos egeralmente são, quando os elementos de vedação internos e externos não en-tram em contato um com o outro, designados como vedação de labirinto. Emprincípio, o efeito de vedação entre um eixo em rotação de um alojamento éproduzido pela disposição apropriada dos anéis no eixo, que operam nas cor-respondentes ranhuras no alojamento fixo. Por meio disso, o curso da vedaçãoè prolongado por múltiplas vezes. O prolongamento do curso de vedação pro-duz uma supressão da pressão, através da fricção que ocorre do meio que seencontra no curso da vedaçãívque deve ser tão substancial que no final docurso da vedação não existe mais nenhuma ou quase nenhuma diferença depressão em relação à pressão externa da vedação do eixo.

O curso da vedação apresenta várias câmaras subseqüentes al-ternadas que estão conectadas entre si através de cada uma das fendas delabirinto, que formam pontos de estrangulamento. A energia da pressão parci-almente transformada em energia cinética nas fendas do labirinto é reduzidanas câmaras subseqüentes, visto que as mesmas, em parte pela formação deturbilhão e em parte pelo calor, são absorvidas e com isso perde-se a energiada pressão. Com isso, uma seqüência de várias câmaras e fendas de labirintomontadas umas após as outras reduz o nível alto de pressão antes da vedaçãode eixo para um baixo nível de pressão depois disso.Em razão da alta resistência do fluxo na longa tenda de labirinto,somente pode ocorrer uma fuga menor de quantidade de gás ou líquido a-través da vedação de labirinto. No entanto, uma vedação absoluta com estaconstrução isenta de contato não é possível. A quantidade de fluido que po-de vazar pode ser adicionalmente reduzida, pela formação relativamenteestreita da largura da fenda de labirinto ou de vedação.

No caso de um eixo fixo, em torno do qual roda o corpo de rolete,uma sobrecarga do rolete através do material a ser transportado leva a umadeformação e alteração da geometria tanto do corpo do rolete bem como davedação do eixo. Em uma carga apoiada e uma força que atua para baixo, porexemplo, o peso da carga do material a ser transportado, o elemento externode vedação acima do semi-eixo inclina-se na direção do elemento de vedaçãointerno. Na parte inferior do semi-eixo, o elemento de vedação externo fica in-clinado em direção contrária pelo elemento de vedação interno.

Disso resulta que os elementos de vedação na parte superior dosemi-eixo entram em contato entre si e se friccionam, enquanto que na parteinferior do semi-eixo a dimensão da fenda aumenta. Na rotação, isso conduza um defeito na bomba, de modo que a umidade do ar e/ou o pó podem seraspirados para o interior através da fenda de labirinto no curso de vedação.Através da modificação da dimensão da fenda e especialmente pelo contatoacima do semi-eixo resultam um efeito de frenagem e uma conexão de fric-ção, de modo que a vedação de eixo apresenta um desgaste prematuro.

Diante deste cenário, o objetivo da presente invenção é criaruma vedação de eixo aperfeiçoada com alta confiabilidade e duração maisprolongada também em caso de sobrecarga vertical.

Este objetivo é atingido através de uma vedação de eixo com ascaracterísticas da reivindicação 1 e um rolete para um transportador com ascaracterísticas de acordo com a reivindicação 9.

De acordo com a invenção, está prevista uma vedação de eixo dotipo descrito na introdução, na qual está previsto que em um anel, um dos doiselementos de vedação está provido de um ressalto anular voltado a um anel dooutro elemento de vedação. Além disso, está previsto de acordo com a inven-ção que o ressalto, em uma montagem da vedação do eixo, está em contatocom um anel do outro elemento de vedação e que após o início do movimentode rotação do semi-eixo e/ou do corpo de rolete desbasta-se, até que se formeuma fenda estreita entre o ressalto e o anel do outro anel de vedação.

A principal idéia consiste no fato de que a vedação de eixo pri-meiramente é uma vedação de contato que apresenta um ponto de desgasteprevisto. Após um determinado período de tempo de movimento de rotaçãoo ressalto é parcialmente desbastado entre o ressalto e o anel oposto e con-seqüentemente é formada uma fenda anular estreita, que não entra em con-tato em toda a circunferência da vedação de eixo. Com isso, após um de-terminado "tempo de rotação" forma uma vedação de labirinto livre de conta-to. O ressalto somente é desbastado na medida conforme é necessário parauma operação sem contato, visto que o desbaste é automaticamente entãoexatamente finalizado. Uma fenda anular mais estreita comparável em veda-ções de eixos usuais somente é possível com uma exatidão de montagem efabricação, que eleva consideravelmente os custos de fabricação de umavedação de eixo deste tipo.

O rolete de acordo com a invenção para um transportador apre-senta uma vedação de eixo de acordo com a invenção. Logo que uma veda-ção de eixo opera sem contato fica assegurada uma rotação uniforme dorolete de transporte. Isso conduz a um desgaste nitidamente reduzido dácamisa do rolete, visto que em razão da velocidade uniforme é evitada umasuspensão da correia (em um transportador de correia) e uma queda subse-qüente. Além disso, justamente em equipamentos transportadores com umamultiplicidade de roletes transportadores, para formar um trajeto transporta-dor de até vários quilômetros de comprimento, é importante que a fabricaçãodos roletes, inclusive das vedações, seja possível a um baixo custo e os ro-letes apresentem uma vida útil elevada.

Para que a fricção, justamente no início do movimento de rotação,não desenvolva qualquer efeito de frenagem demasiadamente elevado, depreferência, o ressalto se adelgaça. O ressalto adelgaçado pontiagudo formauma solução conciliatória entre a exigência de uma fricção mínima e uma su-ficiente estabilidade e o desbaste forma uma ponta obtusa no ressalto.

Uma configuração vantajosa da vedação de eixo de acordo coma invenção prevê que o semi-eixo esteja previsto como um estator e o corpodo rolete como um rotor.

Vantajosamente, está previsto, que na vedação de eixo estejaprevisto um curso de vedação no qual, de duas paredes de limitação respec-tivamente situadas em oposição, uma esteja designada ao elemento de ve-dação interno e outra ao elemento de vedação externo.

Para obter um melhor prolongamento possível do curso de ve-dação, preferencialmente está previsto que os anéis do elemento de veda-ção interno e os anéis do elemento de vedação externo estejam dispostosem direção axial do semi-eixo alternadamente um ao outro.

Além disso, na vedação de eixo de acordo com a invenção é pre-ferencial que na previsão de vários ressaltos, estes sejam designados somen-te a um dos elementos de vedação. Neste caso, por uma seleção de materialapropriado diferente para os dois elementos de vedação, pode ser assegura-do um desbaste dos ressaltos sem danificar os anéis situados em oposição.

Para uma construção facilitada e uma montagem confiável dasvedações de eixo está, vantajosamente, previsto que o elemento de vedaçãointerno e/ou o elemento de vedação externo sejam, respectivamente, forma-do em peça única.

Visto que a vedação de eixo de acordo com a invenção tambémfunciona de modo confiável sob carga, a mesma pode, preferencialmente,ser utilizada para um rolete de uma transportadora, especialmente umatransportadora de correia ou esteira.

A seguir, a invenção será explicada com mais detalhes de acor-do com a descrição pormenorizada com referência aos desenhos anexos.

A única figura apresenta um corte longitudinal através de um e-xemplo de configuração da vedação de eixo de acordo com a invenção. A re-presentação da figura é um corte longitudinal parcial em direção axial de umrolete transportador com um rolete 1 de corpo cilíndrico essencialmente oco eum semi-eixo 2, que está montado no corpo de rolete 1. Na figura somente estáapresentado um lado do rolete transportador e, normalmente, para isso o ladooposto está simetricamente formado. O final do corpo do rolete 1 é encurvadopara o interior para formar um assento de suporte 3 para um suporte cilíndrico4. Para o espaço oco circundado pelo corpo de rolete 1, a área de suporte co-mo apoio cilíndrico 4 é fechada com uma cobertura de suporte anular 5. O ladoque indica em direção ou área circundante oposta da área de suporte é fechadoatravés da vedação de eixo de acordo com a invenção.

A vedação de eixo apresenta um elemento de vedação 6 internono semi-eixo 2. O elemento de vedação 6 externo é composto de um primei-ro rolete oco interno é um segundo rolete oco interno, que está apoiado naparte externa do primeiro rolete oco. No primeiro rolete oco está disposto umprimeiro anel interno 7, de modo que em ambos os lados do eixo central 8 éformado um perfil ou um corte longitudinal essencialmente em L. No segun-do rolete oco está disposto um segundo anel interno 9, de modo que entre oprimeiro anel interno 7 e o segundo anel interno 9 origina-se um espaço in-termediário em forma de ranhura 10.

No segundo anel interno 9 está disposto, como um prolonga-mento do mesmo, um terceiro anel interno 11, que apresenta uma espessuramenor do que o segundo anel 9. Os três anéis internos 7, 9, 11 indicam, res-pectivamente, com a sua extremidade livre radialmente para o exterior. Nolado do elemento de vedação interno 6 que indica para a área circundanteestá situada uma cobertura de vedação 12.

No exemplo de configuração apresentado, o primeiro rolete ocoé formado como uma só peça com o primeiro anel interno 7. Além disso, osegundo rolete oco está formado como uma só peça juntamente com o se-gundo e o terceiro anel interno 9,11. Também fica claro que o elemento devedação interno 6 completo pode ser formado em uma só peça. O materialpara o elemento de vedação interno 6 pode ser uma poliamida reforçadacom fibra de vidro, por exemplo PA66 GF30.

Um elemento de vedação externo 13 está disposto no corpo derolete 1 e executa, no exemplo apresentado, um movimento de rotação, jun-tamente com o rolete transportador 1, em relação ao semi-eixo 2 e o ele-mento de vedação interno 6. O elemento de vedação externo 13 é compostode um elemento anular com um perfil essencialmente em formato de Y emcorte longitudinal e um primeiro anel externo 14.

O primeiro anel externo 14 está disposto adjacente a um seg-mento do Y e indica com sua extremidade livre radialmente para o interior.Um segundo anel externo 15 é formado pela perna do y. O segundo anelexterno 15 também indica com sua extremidade livre radialmente para o in-terior, isto é, em direção ao eixo central 8. O segmento do Y que indica paraa área circundante forma um terceiro anel externo 16 que, em oposição aosdois primeiros anéis internos 14 e 15, indica com sua extremidade livre radi-almente para o exterior.

Nos três anéis externos 14, 15 e 16 estão previstos, respectiva-mente, um ressalto 17,18 e 19. Sendo que nisso o ressalto 17 adelgaçado pon-tiagudo do primeiro anel externo 14 está orientado em direção ao primeiro anelinterno 17. O segundo ressalto 18 no segundo anel externo 15 está orientadoindicando em direção ao segundo anel interno 9. Para concluir, o terceiro res-salto 19 no terceiro anel externo 16 está disposto de modo que sua ponta indicaem direção ao terceiro anel interno 11. No exemplo apresentado, o elemento devedação externo 13, em comparação ao material do elemento de vedação in-terno 6, é fabricado a partir de um material relativamente mais macio ou quepode ser desbastado, por èxemplo POM ou poli-acetato.

Na montagem da vedação de eixo, os ressaltos 17, 18 ou 19estão em contato de fricção com o primeiro anel interno 7, o segundo anelinterno 9 ou o terceiro anel interno 11. Após empreender o movimento derotação do corpo do rolete 1 em relação ao semi-eixo 2, o elemento de ve-dação externo 13 fricciona no elemento de vedação interno 6 e as respecti-vas pontas dos ressaltos 17, 18 e 19 são desbastadas em razão da fricçãoaté que seja formada uma respectiva ranhura anular estreita. Após a ranhuraanular ter sido formada, a vedação de eixo opera sem contato. Este proces-so de "enrolamento" até a vedação de eixo operar sem contato tem uma du-ração de alguns poucos dias, de acordo com a experiência, em aproxima-damente dois dias.Claro está que no tempo de enrolamento deve ser aplicada umapotência mais alta para a rotação do rolete de transporte, pois a energia daperda por fricção deve ser compensada. Logo que a ranhura anular estiverformada, somente é necessária uma potência menor para o sistema de a -cionamento.

Quando for aplicada uma carga no corpo de rolete 1, por exem-plo por meio de um material a ser transportado, a deformação do rolete pro-duz uma inclinação ou flexão dos anéis externos 14, 15 e 16 em relação aosanéis internos 7, 9, e 11. Neste caso, os ressaltos 17, 18 e 19 continuam aser desbastados até que seja estabelecida novamente uma operação semcontato. A mudança de um corpo de rolete 1 com carga para um corpo derolete 1 sem carga provoca então somente uma modificação da ranhura anu-lar, sem que seja reestabelecido um contato de fricção. Com isso é evitado odenominado efeito de bombeamento.

A ranhura de labirinto da vedação do eixo é, preferencialmente,abastecida com um agente lubrificante ou agente de vedação, por exemplo,uma graxa. Através da rotação do corpo de rolete 1, a graxa é levada radi-almente para o exterior e acumula-se especialmente na ranhura de labirintono espaço em torno da extremidade livre do primeiro anel interno 7. Comisso a ranhura de labirinto entre o primeiro anel interno 7 e o elemento devedação externo 13 é vedado de modo eficaz.

Em uma parada de operação de um corpo de rolete 1, a força decentrifugação que atua para o exterior é suprimida. A graxa preferencialmen-te viscosa se sedimenta e "flui" lentamente para baixo na vedação de eixoem razão da força da gravidade. Isto é, na parte inferior da vedação de eixoa graxa efetua a vedação da ranhura de labirinto no espaço em torno da ex-tremidade livre do anel interno 7. Na área superior da vedação de eixo, agraxa preenche o espaço em torno da extremidade livre do segundo anelexterno 15 e efetua a vedação da ranhura de labirinto. Deste modo, torna-sepossível uma proteção contra impurezas e umidade que se introduzem tantoem operação quanto na parada da operação do rolete de transporte 1.

Claims (9)

1. Vedação de eixo com um elemento de vedação interno (6)que está disposto em um semi-eixo (2) que, pelo menos, apresenta um anel(7, 9, 11) e um elemento de vedação externo dispostos em um corpo de role-te (1) que, pelo menos, apresenta um anel (14, 15, 16) que está orientado,essencialmente, paralelo a, pelo menos, um anel (7, 9, 11) do elemento devedação interno (6), caracterizada pelo fato de que em um dos anéis (14, 15,-16) de um dos dois elementos de vedação (13) está previsto um ressaltoanular (17, 18, 19) voltado a um anel (7, 9, 11) do outro elemento de veda-ção (6), o qual na montagem da vedação do eixo está em contato com umanel (7, 9, 11) do outro elemento de vedação (6), e este após o início de ummovimento de rotação do semi-eixo (2) e/ou do corpo do rolete (1) é desbas-tado, até que se forme uma fenda estreita entre o ressalto (17, 18, 19) e oanel (7, 9, 11) do outro anel de vedação (6).

2. Vedação de eixo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o ressalto (17, 18,19) adelgaça-se,

3. Vedação de eixo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, carac-terizada pelo fato de que o semi-eixo (2) está previsto como um estator e ocorpo de rolete (1) como um rotor.

4. Vedação de eixo de acordo uma das reivindicações preceden-tes, caracterizada por um curso de vedação, no qual, de duas paredes de limi-tação respectivamente situadas em oposição, uma esteja designada ao ele-mento de vedação interno (6) e outra ao elemento de vedação externo (13).

5. Vedação de eixo de acordo uma das reivindicações preceden-tes, caracterizada pelo fato de que os anéis (7, 9, 11) do elemento de vedaçãointerno (6) e os anéis (14, 15, 16) do elemento de vedação externo (13) estãodispostos em direção axial do semi-eixo (2) alternadamente um ao outro.

6. Vedação de eixo de acordo uma das reivindicações preceden-tes, caracterizada pelo fato de que em vários ressaltos previstos (17, 18, 19)estes estão somente designados a um dos dois elementos de vedação (6,13).

7. Vedação de eixo de acordo uma das reivindicações preceden-tes, caracterizada pelo fato de que o elemento de vedação interno (6) e/ou oelemento de vedação externo (13) estão respectivamente previstos comouma peça única.

8.

Vedação de eixo de acordo uma das reivindicações preceden-tes, caracterizada pelo fato de que a utilização para um rolete de transporta-dora é especialmente uma correia ou esteira transportadora.9. Rolete para uma transportadora, especialmente uma transpor-tadora de correia ou esteira com um rolete de corpo cilíndrico oco (1) e umsemi-eixo (2) montado em, pelo menos, dois suportes (4), no qual nos supor-tes (4) está, respectivamente, disposta uma vedação de eixo caracterizadapelo fato de que está prevista uma vedação de eixo como definida nas rei-vindicações de 1 até 8.1. Rolete para um transportador, especialmente um transporta-dor de correia ou esteira com um rolete de corpo cilíndrico oco (1) e um se-mi-eixo (2) montado em pelo menos dois suportes (4), no qual está respecti-vãmente disposta nos suportes (4) uma vedação de eixo com um elementode vedação interno (6) disposto no semi-eixo, que apresenta pelo menos umanel (7,9, 11) e um elemento de vedação externo disposto em um rolete decorpo (1), que apresenta pelo menos um anel (14, 15, 16) orientado essen-cialmente paralelo ao pelo menos um anel (7, 9, 11) do elemento de veda-ção interno (6), caracterizado pelo fato de que em um dos anéis (14, 15, - 16) de um dos dois elementos de vedação (13) está previsto um ressaltoanular (17, 18, 19) voltado a um anel (7, 9, 11) do outro elemento de veda-ção (6), o qual na montagem da vedação do eixo está em contato com umanel (7, 9, 11) do outro elemento de vedação (6), e este após o início de ummovimento de rotação do semi-eixo (2) e/ou do corpo do rolete (1) é desbas-tado, até que se forme uma fenda estreita entre o ressalto (17, 18, 19) e oanel (7, 9, 11) do outro anel de vedação (6).2. Rolete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o ressalto (17, 18, 19) adelgaça-se.3. Rolete de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o semi-eixo (2) está previsto como um estator e o corpo derolete (1) como um rotor.4. Rolete de acordo uma das reivindicações 1 - 3, caracterizadopor um curso de vedação, no qual, de duas paredes de limitação respecti-vãmente situadas em oposição, uma esteja designada ao elemento de veda-ção interno (6) e outra ao elemento de vedação externo (13).5. Rolete de acordo uma das reivindicações 1 - 4, caracterizadopelo fato de que os anéis (7, 9, 11) do elemento de vedação interno (6) e osanéis (14, 15, 16) do elemento de vedação externo (13) estão dispostos emdireção axial do semi-eixo (2) alternadamente um ao outro.6. Rolete de acordo uma das reivindicações 1 - 5, caracterizadopelo fato de que em vários ressaltos previstos (17, 18, 19) estes estão so-mente designados a um dos dois elementos de vedação (6,13).7. Rolete de acordo uma das reivindicações 1 - 6, caracterizadopelo fato de que o elemento de vedação interno (6) e/ou o elemento de ve-dação externo (13) estão respectivamente previstos como uma peça única.8. Vedação de eixo para emprego de um rolete para um trans-portador, especialmente um transportador de correia ou esteira com um e-Iemento de vedação interno (6) montado em um semi-eixo (2) que apresentapelo menos um anel (7, 9, 11) e um elemento de vedação externo dispostoem um rolete de corpo (1), que apresenta pelo menos um anel (14, 15, 16)orientado essencialmente paralelo ao pelo menos um anel (7, 9, 11) do ele-mento de vedação interno (6), caracterizada pelo fato de que em um dosanéis (14, 15, 16) de um dos dois elementos de vedação (13) está previstoum ressalto anular (17, 18, 19) voltado a um anel (7, 9, 11) do outro elemen-to de vedação (6), o qual na montagem da vedação do eixo está em contatocom um anel (7, 9, 11) do outro elemento de vedação (6), e este após o iní-cio de um movimento de rotação do semi-eixo (2) e/ou do corpo do rolete (1)é desbastado, até que se forme uma fenda estreita entre o ressalto (17, 18,-19) e o anel (7, 9,11) do outro anel de vedação (6).