BRPI0919611B1

BRPI0919611B1 - mancal de rolamento, vedação para mancal de rolamento, e, método de montagem de uma vedação

Info

Publication number: BRPI0919611B1
Application number: BRPI0919611A
Authority: BR
Inventors: Fick Ake; Gruber Andreas; Tanke Jesko-Henning; Ovize Pascal; Swete Wolfgang
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2019-12-17
Also published as: ES2400048T3; WO2010043248A1; BRPI0919611A2; US20140023303A1; WO2010043574A1; KR20110082136A; ES2400048T8; DK2334960T3; US8613557B2; CN102187130A; US8998499B2; CN102187130B; US20110249926A1

Abstract

mancal de rolamento, vedação para mancal de rolamento, e, método de montagem de uma vedação o mancal de rolamento compreende um anel interno (1), um anel externo (2), pelo menos uma fileira de elementos de rolamento e pelo menos uma vedação (7), provida entre os mencionados anéis interno e externo. a vedação (7) possui na seção transversal, a forma geral de um h e compreende rebordos internos (21, 22) e rebordos externos (23, 24) que formam as duas ramificações essencialmente paralelas do mencionado h. os anéis internos e externos (1, 2) compreendem nervuras radiais opostas (25, 26), localizadas axialmente entre os rebordos interno e externo (21 a 24) para reter axialmente a vedação.

Description

“MANCAL DE ROLAMENTO, VEDAÇÃO PARA MANCAL DE ROLAMENTO, E, MÉTODO DE MONTAGEM DE UMA VEDAÇÃO” [0001] A presente invenção se refere ao campo das vedações utilizadas em mancais de rolamento, e, mais especificamente, em mancais de rolamento que operam em ambientes externos agressivos devido à presença da vários tipos de poluentes, como pancadas de água, poeira e outros corpos estranhos; à exposição à radiação ultravioleta emitida pelo sol; e, às variações de temperatura.

[0002] Este é especialmente o caso dos mancais de rolamento utilizados em uma turbina eólica para orientar o rotor da mencionada turbina segundo a direção angular do vento.

[0003] Por outro lado, no caso dos mancais de rolamento, e mais especificamente no caso dos mancais de rolamento de grandes dimensões utilizados, por exemplo, nestas turbinas eólicas, cada vez que o mancai é lubrificado ocorre um grande aumento da pressão dentro do mancai. Durante esta operação, a mencionada pressão pode subir até 0,4MPa. Desta forma, existe o risco de que o lubrificante em excesso seja ejetado dos mancais nos locais das vedações. No caso dos mancais de rolamento de grandes dimensões, são providas válvulas de alívio para permitir que este excesso de lubrificante seja ejetado. Apesar disto, o excesso de lubrificante muitas vezes escapa do mancai por meio das vedações, ao invés de por estas válvulas.

[0004] Entretanto, há numerosas aplicações nas quais o escapamento do lubrificante através das vedações dos mancais deve ser confiavelmente evitado; tanto durante a lubrificação dos mancais, isto é, quando o interior dos mancais está sendo pressurizado, quanto durante o funcionamento normal dos mancais, mesmo no caso de movimentos relativos que os dois anéis possam realizar, além dos movimentos rotatórios sob a ação de cargas sobre o mancai. Estes movimentos relativos dos anéis são relativamente importantes, mais particularmente, se o mancai de rolamento possuir um diâmetro grande.

[0005] Com o objetivo de evitar este problema, o documento FR-A-2 778 954 descreve um arranjo de vedação para mancai de rolamento, compreendendo pelo

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2/16 menos uma fileira de elementos de rolamento entre o primeiro e o segundo anéis que são concêntricos e radialmente separados uns dos outros por um espaçamento anular. Este arranjo compreende pelo menos uma vedação elástica afixada a um primeiro anel, que exibe um rebordo que é pressionado contra a superfície do mancal situada no segundo anel dentro do espaçamento anular. O rebordo da vedação é formado de um modo tal que a força com a qual ela é pressionada contra a superfície do mancal aumenta com a pressão dentro do mancal.

[0006] Com tal arranjo, o rebordo se opõe efetivamente a qualquer escape de lubrificante, não apenas durante a lubrificação, mas também durante o funcionamento normal do mancal.

[0007] Entretanto, o arranjo de vedação descrito neste documento mostra a dificuldade de ser forçado a ajustar-se dentro da ranhura formada no anel interno do mancal de rolamento para obter a sua retenção no mencionado anel. Isto é prejudicial em termos da montagem e dos custos.

[0008] Um objetivo da presente invenção é superar as dificuldades acima mencionadas.

[0009] Um objetivo específico da presente invenção é prover um mancal de rolamento que possua pelo menos uma vedação que seja fácil de ser instalada, que impeça que o escapamento do lubrificante do mancal, mesmo sob a ação do aumento de pressão dentro do mencionado mancal; e, que também impeça a entrada de umidade, poeira e outros corpos.

[0010] Um objetivo adicional é apresentar uma invenção que forneça um mancal de rolamento que possua boa resistência ao desgaste e ao envelhecimento.

[0011] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um mancal de rolamento de grande dimensão adaptado para uma turbina eólica.

[0012] Em um modo de realização, o mancal de rolamento compreende um anel interno, um anel externo, pelo menos uma fileira de elementos de rolamento e pelo menos uma vedação provida entre os mencionados anéis interno e externo. A vedação possui, na seção transversal, a forma geral de um Η. A vedação compreende rebordos interno e externo da vedação formando as duas ramificações

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3/16 essencialmente paralelas do mencionado H. Os anéis internos e externos compreendem nervuras radiais opostas localizadas axialmente entre os rebordos interno e externo para reter axialmente a vedação.

[0013] Preferencialmente, os rebordos interno e externo da vedação são elasticamente acoplados na direção axial com as nervuras radiais.

[0014] Em um modo de realização, a espessura axial das nervuras radiais é maior do que o espaço axial entre os rebordos interno e externo no estado livre da junta, para manter em contato permanente a vedação e as mencionadas nervuras por elasticidade.

[0015] De modo vantajoso, a vedação pode mover-se livremente na direção circunferencial relativa ao anel interno e/ou ao anel externo.

[0016] Os rebordos internos podem exibir um perfil curvado para fora de forma que apenas as extremidades livres dos mencionados rebordos sejam pressionadas contra as superfícies de retenção dos rebordos. As superfícies de retenção são essencialmente perpendiculares ao eixo de rotação do mancal.

[0017] Em um modo de realização, as nervuras radiais definem uma passagem anular que se estreita para dentro na direção dos elementos de rolamento.

[0018] Preferencialmente, a vedação possui uma dureza igual a ou maior do que 90 shore A. A vedação é, vantajosamente, formada a partir de um forro de uretano termoplástico (TPU). A vedação pode também ser formada de metal. A vedação pode ainda compreender tanto material metálico como plástico, como, por exemplo, o TPU.

[0019] Pelo menos cada uma dos rebordos internos compreende, vantajosamente, nos seus lados externos, uma protuberância estendendo-se na direção axial dos rebordos externos.

[0020] As nervuras podem ser integralmente formadas com os anéis internos e externos, ou podem ser elementos separados. As nervuras podem compreender um revestimento nas suas superfícies externas.

[0021] A invenção também se refere a um método de fabricação da vedação para o mancal de rolamento, no qual a vedação é fabricada na forma de uma tira,

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4/16 que é, então, cortada no comprimento desejado; e na qual as extremidades da vedação são aquecidas para soldá-las, sendo a vedação enrolada sobre a mesma com as extremidades colocadas uma com a outra para obter uma vedação anular.

[0022] Em outro modo de realização, a vedação é adaptada para um mancai de rolamento compreendendo um anel interno e um anel externo e pelo menos uma fileira de elementos de rolamento entre os mencionados anéis externos e internos. A vedação possui, na seção transversal, a forma geral de um H e compreende rebordos internos e rebordos externos formando as duas ramificações do mencionado H. Os rebordos interno e externo são conectados um a outro. A vedação é formada de metal.

[0023] Em outro modo de realização, a vedação é adaptada para um mancai de rolamento compreendendo um anel interno, um anel externo, e pelo menos uma fileira de elementos de rolamento entre os mencionados anéis internos e internos. A vedação possui, na seção transversal, a forma geral de um H e compreende rebordos internos e rebordos externos formando as duas ramificações do mencionado H. Pelo menos cada rebordo interno compreende uma protuberância estendendo-se na direção axial do rebordo externo.

[0024] A invenção também se refere a um método de montagem de uma vedação dentro do mancai de rolamento compreendendo um anel interno, um anel externo, pelo menos uma fileira de elementos de rolamento entre os mencionados anéis interno e externo, e nervuras radiais opostas nas mencionadas nervuras; no qual a vedação que possui na seção transversal a forma geral de um H é empurrada axialmente entre os anéis interno e externo, sendo uma primeira ramificação do H radialmente deformada para dentro e passando através de uma passagem anular definida pelas mencionadas nervuras. A vedação é ainda empurrada axialmente até que a segunda ramificação do H da vedação se apóie contra as nervuras; recuperando a primeira ramificação do H, por elasticidade, a sua forma inicial.

[0025] A vedação pode ser empurrada axialmente entre os anéis para que a primeira ramificação do mencionado H se apóie contra as nervuras; sendo a

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5/16 mencionada ramificação, então, radialmente deformada para dentro. Alternativamente, a primeira ramificação do mencionado H é radialmente deformada para dentro por meio de um instrumento antes que a vedação seja empurrada axialmente entre os anéis.

[0026] Um modo de realização ilustrativo não limitative da presente invenção será descrito abaixo em detalhe tendo por referência os desenhos anexos, nos quais:

[0027] Figura 1 é uma seção média de um mancal de rolamento de acordo com um primeiro modo de realização da invenção.

[0028] Figura 2 é uma seção parcial em escala maior do mancal de rolamento da Figura 1.

[0029] Figura 3 é uma seção parcial mostrando a montagem de uma das vedações dentro do mancal de rolamento da Figura 1.

[0030] Figura 4 é uma seção parcial mostrando a montagem de uma das vedações dentro do mancal de rolamento da Figura 1 de acordo com outro método.

[0031] Figuras 5a - 5c representam as etapas de fabricação da vedação mostrada na Figura 3.

[0032] Figura 6 é uma seção parcial mostrando o mancal de rolamento de acordo com um segundo modo de realização da invenção.

[0033] Figuras 7 e 8 são seções parciais mostrando mancais de rolamento de acordo com um terceiro e um quarto modo de realização da invenção.

[0034] O mancal de rolamento conforme ilustrado na Figurai é um mancal de rolamento de grande diâmetro compreendendo um anel interno 1 e um anel externo 2 entre os quais estão alojados dois elementos de rolamento 3 e 4, que neste caso são esferas, duas caixas anulares 5, 6, respectivamente, para manter o espaçamento circunferencial dos elementos de rolamento 3 e 4, e duas vedações anulares 7 e 8.

[0035] Os anéis interno e externo são concêntricos e simétricos em relação ao plano radial transversal que passa ao longo do centro do mancal de rolamento. O anel interno 1 é do tipo sólido. Entende-se que um “anel sólido” é um anel obtido por

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6/16 usinagem com remoção do material (por usinagem, esmerilhamento) a partir de estoques de tubos de aço, estoques de barras, de forja grosseira e/ou de pedaços de laminados.

[0036] O anel interno 1 possui um furo de forma cilíndrica projetado para ser afixado a um chassi ou à estrutura de um mecanismo (não mostrado) e delimitado por superfícies laterais radiais opostas 1b, 1c. O anel interno também inclui uma superfície escalonada exterior cilíndrica 1d em cima da qual são formados um primeiro e um segundo sulco toroidal 9, 10. Os sulcos 9 e 10 são mutuamente simétricos em relação ao plano radial transversal que passa ao longo do centro do mancal de rolamento. Cada sulco 9 e 10 é subdividido por ranhuras anulares 11,12 em duas pistas que possuem na seção transversal um perfil interno côncavo adaptado para os elementos de rolamento 3, 4. As pistas dos sulcos 9, 10 são direcionadas para fora.

[0037] O anel externo 2, também do tipo sólido, inclui uma superfície cilíndrica externa 2a delimitada pelas superfícies laterais radiais opostas 2b, 2c. As superfícies laterais radiais 2b e 1b, e 2c e 1c dos anéis internos e externos 1, 2 são, respectivamente, co-planares. O anel externo 2 também inclui um furo escalonado 2d, de forma cilíndrica, para dentro do qual o primeiro e o segundo sulcos toroidais 13, 14 são formados. Os sulcos 13, 14 são mutuamente simétricos em relação ao plano radial que passa ao longo do centro do mancal de rolamento. Da mesma forma que os sulcos 9 e 10 cada um dos sulcos 13, 14 é sub-dividido por ranhuras15, 16 em duas pistas que possuem em uma seção transversal um perfil interno côncavo adaptado para os elementos de rolamento 3,4. As pistas dos sulcos 13, 14 são direcionadas radialmente para dentro. Cada elemento de rolamento 3, 4, respectivamente, disposto entre as pistas dos sulcos 9, 13 e 10, 14, sendo ao mesmo tempo mantido separado pelas caixas 5 e 6, possui quatro pontos de contato com os anéis 1,2.

[0038] Os anéis 1,2 compreendem, de modo conhecido de per si, os orifícios 17 e 18 para afixar os dois anéis às duas partes de um mecanismo, capazes de girar um em relação ao outro, em virtude do mancal de rolamento.

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7/16 [0039] Os dois anéis 1, 2 são radialmente separados um do outro por um espaçamento anular 19 no qual as caixas 5 e 6 giram. As vedações 7, 8 são posicionadas radialmente entre os anéis interno e externo 1, 2, dentro do espaçamento anular 19. A vedação 7 é montada axialmente entre os elementos de rolamento 3 e as superfícies radiais 1b, 2b dos anéis 1, 2. A vedação 7 fica completamente alojada dentro dos anéis 1 e 2. Em outros termos, a vedação 7 é desviada axialmente em relação às superfícies radiais 1b, 2b na direção do interior do mancai de rolamento.

[0040] A vedação 8 é posicionada axialmente entre os elementos de rolamento 4 e as superfícies radiais 1c, 2c dos anéis 1 e 2, permanecendo distante das mencionadas superfícies. A vedação 8 é idêntica à vedação 7 e é posicionada simetricamente em relação à última, no que se refere ao plano radial que passa ao longo do centro do mancai de rolamento. Um espaço fechado é definido entre os anéis 1, 2 e as vedações 7, 8 no qual os elementos de rolamento 3, 4 estão alojados de forma a ficarem protegidos de elementos poluentes.

[0041] Conforme mostrado mais claramente na Figura 2, a vedação 7 possui, na seção transversal, a forma geral de um Η. A vedação 7, formada de um material elástico, compreende uma porção anular 20, dois rebordos anulares internos 21, 22 formando uma das ramificações do H, e dois rebordos externos 23, 24 formando a outra ramificação do mencionado H. Os rebordos 21, 22 e 23, 24 são simétricos em relação ao plano transversal radial que passa ao longo do centro da vedação 7, sendo os rebordos 21, 23 e 22, 24 também simétricos em relação ao plano transversal axial que passa ao longo da porção 20. Os rebordos 21, 23 e 22, 24 são, respectivamente, pressionados contra as protuberâncias anulares radiais ou nervuras 25, 26 providas nos anéis interno e externo 1 e 2 e faceando radialmente uma a outra. Os rebordos 21, 24 possuem certo grau de elasticidade axial e juntam ou anexam diretamente a porção anular 20.

[0042] A nervura anular 25 se estende radialmente da superfície cilíndrica externa 1d do anel interno 1 na direção da nervura 26 do anel externo 2. A nervura 25 está na vizinhança da superfície radial 1b. A nervura 25 está delimitada pelas

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8/16 superfícies laterais radiais opostas 25a, 25b e por uma superfície externa frustocônica 25c orientada de modo tal que sua extensão ascendente fica localizada na direção da caixa 5 e dos elementos de rolamento 3; isto é, no lado interno do mancal de rolamento. Aqui, a superfície frustocônica 25c forma um ângulo de aproximadamente 45° com o eixo do mancal de rolamento.

[0043] De forma similar, a nervura 26 provida no furo 2d do anel externo 2 é delimitada pelas superfícies laterais radiais opostas 26a, 26b e por um furo frustocônico 26c. As superfícies laterais radiais 25a e 26a, 25b e 26b são respectivamente, co-planares. Considerando-se a superfície frustocônica exterior 25c, o furo possui uma inclinação na direção oposta. Desta forma, a extensão descendente do furo 25c está localizada na direção da caixa 5 e do elemento de rolamento 3. As nervuras 25, 26, delimitam uma passagem anular ou um orifício 27 delimitado radialmente pelas superfícies frustocônicas 26c e 25e as quais se estreitam para dentro na direção dos elementos de rolamento 3.

[0044] A vedação 7 é mantida axialmente dentro do espaço 19 definido entre o anel interno e o anel externo 1, 2 pelas nervuras radiais opostas 25, 26. Mais especificamente, as superfícies 25a, 26a e 25b, 26b formam, respectivamente, as superfícies de retenção para os rebordos 21 a 24. A porção anular 20 da vedação 7 é radialmente disposta dentro do orifício 27 no estado de não-contato.

[0045] Os rebordos 21, 22 exibem um perfil curvado para fora de forma que apenas as suas extremidades livres são pressionadas contra as superfícies de sustentação 25a, 26a. De forma similar, os rebordos 23, 24 exibem um perfil curvado para dentro de forma que na ausência de pressão, apenas as suas extremidades livres são, respectivamente, pressionadas contra as superfícies externas de retenção 25b, 26b. As extremidades livres das ramificações na vedação 7 convergem axialmente uma em direção a outra. No modo de realização retratado, os rebordos 21, 22 e 23, 24 são formados e dimensionados para que as suas linhas de pressão contra a nervura 25 e 26 sejam perpendiculares ao eixo do mancal de rolamento.

[0046] Para manter os rebordos 21, 23 e 22, 24 em permanente contato com as

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9/16 nervuras 25 e 26, a espessura das nervuras é construída maior do que o espaço axial entre os rebordos em estado livre. Desta forma, pela elasticidade da vedação 7 na direção axial, os rebordos 21 a 24 são mantidos em contato permanente com as superfícies de retenção 25a, 26a, 25b, 26b. A vedação 7 e as nervuras 25, 26 são, assim, elasticamente acopladas na direção axial, o que impede o deslocamento axial relativo entre a vedação 7 e os anéis 1, 2.

[0047] As nervuras anulares 25, 26 mantêm a vedação 7 axialmente dentro do espaço 19 definido entre os anéis interno e externo 1 e 2. As nervuras 25, 26 constituem um meio de reter axialmente a vedação 7 dentro do espaço 19 provido entre os anéis 1, 2. Para esta finalidade, o diâmetro interno dos rebordos 21, 23 é menor do que o diâmetro da extensão descendente da superfície frustocônica 25c, e o diâmetro externo dos rebordos 22, 24 é maior do que o diâmetro da extensão descendente da superfície frustocônica 26c.

[0048] A vedação 7 é mantida radialmente dentro do espaço 19 pelos anéis interno e externo 1 e 2. Espaços radiais são providos entre os rebordos 21, 23 e a superfície externa 1 d, e, entre os rebordos 22, 24 e o furo 2d. Desta forma, um leve movimento relativo pode ocorrer entre os anéis 1,2 e a vedação 7.

[0049] Os rebordos internos 21, 22 localizadas na direção axial da caixa 5 e do elemento de rolamento 3, isto é, no lado interno do mancal de rolamento que está em contato com as nervuras 25, 26, impedem qualquer escapamento de lubrificante do interior do mancal para o exterior.

[0050] Além disto, em virtude do perfil curvado para fora dos mencionados rebordos 21, 22 e da sua cooperação com as superfícies de retenção 25a, 26a, qualquer aumento de pressão dentro do mancal leva a um aumento da força de pressão dos rebordos 21, 22 contra as superfícies de retenção 25a, 26a; sem risco de que os mencionados rebordos sejam expelidos sob o efeito do possível aumento de pressão que venha a ocorrer, por exemplo, quando da lubrificação do mancal por meio dos orifícios de lubrificação (não mostrados). Neste caso, pode ocorrer um contato plano radial entre o rebordo 21 e a superfície de retenção 25a, e entre o rebordo 22 e a superfície de retenção 26a. Os espaços radiais entre os rebordos 21

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10/16 e o anel interno 1 e entre os rebordos 22 e o anel externo 2 tornam mais fácil estes contatos planos.

[0051] Os rebordos externos 23, 24 localizadas na direção axial do lado externo do mancal de rolamento que estão em contato com as nervuras 25, 26 impedem que corpos estranhos entrem dentro do mancal, tais com umidade, poeira ou água barrenta. Os rebordos internos 21, 22 suplementam a ação dos rebordos externos 23, 24 e melhoram a proteção contra a entrada dentro do mancal de umidade e outros corpos estranhos de fora.

[0052] Os rebordos internos 21, 22 e os rebordos externos 23, 24 da vedação 7 também mantêm as suas funções na eventualidade de movimentos relativos dos dois anéis 1 e 2 sob a ação de cargas (axiais, radiais, momentos de inflexão) às quais o mancal pode ser submetido durante a operação, sem que a vedação 7 perca a sua função de vedação.

[0053] Durante a operação, a vedação 7 pode mover na direção circunferencial relativa ao anel interno 1 e/ou ao anel externo 2. Neste caso, ocorre um deslizamento contra as superfícies de retenção 25a, 25b, 26a, 26b. Com este deslizamento, pode ocorrer um pouco de desgaste nos rebordos 21 a 24 da vedação. Entretanto, com a elasticidade da vedação 7 na direção axial, os rebordos 21 a 24 são mantidos em permanente contato com as superfícies de retenção 25a, 26a, 25b, 26. Em virtude dos espaços radiais entre os rebordos 21, 23 e o anel 1, e entre os rebordos 22, 24 e o anel 2, um leve movimento radial pode ocorrer entre a vedação 7 e os mencionados anéis.

[0054] O movimento angular da vedação 7 em relação aos anéis 1, 2 permanece possível uma vez que não há peça de fixação entre estes elementos. A vedação 7 nomeadamente não é afixada de forma rígida a um dos mencionados anéis 1, 2, na direção circunferencial. Isto faz com que a montagem da vedação 7 para dentro dos anéis 1, 2 do mancal fique mais fácil. Especificamente, a vedação é montada com um movimento de impulsão radial simples sem indexação angular. Mais precisamente, com o movimento de impulsão axial, os rebordos 21, 22 inicialmente se apoiam contra as superfícies radiais 25b. Em seguida, conforme

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11/16 mostrado na Figura 3, em virtude da superfície frustocônica 25c e do furo 26c, os rebordos 21, 22 são radialmente comprimidos ou deformados na direção da porção anular 20. Em seguida, passando através do orifício 27, os rebordos 21, 22 recuperam, por elasticidade, a sua forma inicial. Finalmente, os rebordos 23, 24 são pressionados contra as superfícies de retenção 25b, 26b, das nervuras 25, 26. Nesta posição montada da vedação 7, as nervuras 25, 26 são presas axialmente entre os rebordos 21, 23 e 22, 24. O contato dos mencionados rebordos direcionados na direção axial das nervuras impede qualquer movimento da vedação 7 em relação aos anéis 1,2.

[0055] Alternativamente, para obter a montagem da vedação 7 para dentro dos anéis 1, 2 do mancai, é também possível utilizar um instrumento para deformar radialmente para dentro os rebordos 21, 22 antes de posicionar a vedação dentro do espaço 19 definido pelos anéis, conforme mostrado da Figura 4. Do lado de fora do mancai de rolamento, os rebordos 21, 22 são dobrados para dentro para serem localizadas axialmente na continuação da porção anular 20, na direção do mencionado mancai de rolamento. Em seguida, a vedação 7 é empurrada axialmente entre os anéis 1, 2 para que os rebordos dobrados 21, 22 passem através do orifício 27 definido pelas nervuras 25, 26, até que os rebordos 23, 24 sejam pressionados contra as superfícies de retenção 25b, 26b das mencionadas nervuras. Após haver passado através do orifício 27, os rebordos 21, 22 expandemse elasticamente e recuperam a sua forma inicial e são pressionadas contra as superfícies de retenção 25b, 26b das nervuras 25, 26.

[0056] Com este método de montagem é possível reduzir a dimensão axial da vedação 7. De fato, a expansão dos rebordos 21, 22 para recuperar as suas formas tem início antes que os rebordos 23, 24 sejam pressionados contra as superfícies de retenção 25b, 26b. A dimensão axial da porção anular 20 pode ser assim reduzida. Além disto, com tal deformação dos rebordos 21 e 22, a distância radial entre os mencionados rebordos no estado deformado entre as nervuras 25, 26 é fechada e a dimensão radial da vedação pode ser também reduzida. Com este método de montagem, é também possível prever nervuras 25, 26 com a superfície

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12/16 externa 25c e o furo 26c possuindo uma forma cilíndrica.

[0057] Para facilitar a dobra dos rebordos internos 21 e 22, pode ser provida uma depressão ou concavidade no lado interno da vedação 7 radialmente localizada entre os rebordos internos. Na Figura 4, tal depressão é também provida no lado externo da vedação. Estas depressões são localizadas no plano axial que passa ao longo do centro da vedação 7.

[0058] A vedação é vantajosamente integralmente formada a partir de um forro de uretano termoplástico (TPU) oferecendo boa resistência às temperaturas altas e baixas, ao desgaste, ao ozônio, à radiação ultravioleta e constituindo um excelente inibidor de fungos. Além disto, com tal material, a vedação 7 pode ser facilmente fabricada por extrusão, na forma desejada da seção transversal, em forma de tira conforme mostrado na Figura 5a; em seguida cortada no tamanho desejado; e, em seguida, enrolada sobre si mesma conforme retratado na Figura 5b. Para obter a vedação 7, uma placa de aquecimento 31 é utilizada para aquecer as extremidades da tira, para soldar extremidade com extremidade (Figura 5c). Com esta soldagem, a performance das propriedades mecânicas da vedação ultrapassa a daquelas obtidas com a vedação que se enrola sobre si mesma e conectada extremidade a extremidade com cola. Além disto, com a utilização de um forro de uretano termoplástico, a vedação 7 fica suficientemente flexível para permitir sua fácil instalação dentro do mancal, possuindo também rigidez suficiente para sua retenção axial nas nervuras 25, 26.

[0059] Preferencialmente, o material da vedação possui uma dureza shore A igual ou maior do que 90, para uma boa relação entre a rigidez e o efeito de vedação.

[0060] Conforme acima mencionado, a vedação do mancal, por outro lado, é provida pela vedação 8 que é idêntica à vedação 7 e que coopera com as nervuras anulares 29, 30 dos anéis interno e externo 1, 2. As mencionadas nervuras 29, 30 e 25, 26 são mutuamente simétricas em relação ao plano radial transversal que passa ao longo do centro do mancal de rolamento.

[0061] De forma vantajosa, as superfícies radiais externas 25b, 26b das

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13/16 nervuras 25, 26 e as superfícies radiais externas das nervuras 29, 30 são revestidas para impedir a corrosão sob as pontas ou extremidades dos rebordos quando os mancais de rolamento são utilizados em ambientes agressivos. O revestimento utilizado pode ser de borracha, zinco, aço não corrosível, cerâmica, material orgânico com partículas de cerâmica, ou politetrafluoretileno. Por exemplo, o revestimento pode ser aplicado por meio de um spray térmico, anodização, deposição de vapor físico, spray frio, soldagem, colagem, dentre outros meios.

[0062] No modo de realização ilustrado na Figura 6, no qual as partes idênticas recebem referências idênticas, os rebordos internos 21, 22 compreendem, no seu lado externo, uma junta ou uma protuberância 21a, 22a que se estende na direção axial dos rebordos externos 23, 24 e radialmente localizadas próximas da porção anular 20. As protuberâncias anulares 21a, 22a dos rebordos 21, 22 são dispostas radialmente próximas à porção da raiz dos mencionados rebordos. A dimensão axial das protuberâncias 21a, 22a é adaptada para que as suas extremidades livres sejam desviadas axialmente para as extremidades livres dos rebordos 21, 22 na direção do interior do mancai de rolamento. As protuberâncias 21a, 22a são simétricas em relação ao plano axial transversal que passa ao longo da porção anular 20.

[0063] Com estas protuberâncias, quando ocorre um aumento de pressão dentro do mancai de rolamento, por exemplo, durante a lubrificação na fábrica de mancais ou durante a re-lubrificação no ponto de uso, por exemplo, em plantas eólicas, a concentração do estresse é reduzida para dentro das porções das raízes dos rebordos internos 21, 22. No modo de realização retratado, os rebordos externos 23, 24 compreendem, no seu lado interno, uma protuberância 23a, 24a que se estende na direção dos rebordos internos 21, 22 e radialmente localizada próxima da porção anular 20. Estas protuberâncias, 23a, 24a e 21a, 22a são simétricas em relação ao plano radial que passa ao longo do centro da vedação 7. Com a provisão de protuberâncias nos rebordos interno e externo 21 e 24, no caso dos mencionados de movimentos axiais relativos entre os dois anéis 1 e 2, o contato entre anéis e a vedação 7 é mantido.

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14/16 [0064] Neste modo de realização, uma depressão 28a é formada no lado interno da vedação 7 localizada radialmente entre os rebordos internos 21, 22 no plano axial que passa ao longo de uma porção anular 20. Uma depressão 28b é também provida no lado externo da vedação entre os rebordos externos 23, 24. As depressões 28a, 28b são simétricas em relação ao plano transversal radial que passa ao longo do centro da vedação.

[0065] Nos modos de realização anteriores, as vedações 7 e 8 são formadas a partir de material elástico como o forro de uretano termoplástico ou de um elastômero. Alternativamente, as vedações podem ser feitas de metal, por exemplo, de aço inoxidável ou de um material extrusado, como uma liga de alumínio resistente à corrosão. No caso do metal extrusado, o perfil das vedações permanece o mesmo. No caso do aço inoxidável, as vedações seriam de tiras anulares perfiladas anexadas uma a outra.

[0066] Por exemplo, no modo de realização ilustrado na Figura 7, no qual as partes idênticas recebem referências idênticas, a vedação 7 compreende uma primeira e uma segunda peças anulares 30, 32 fixas uma a outra por uma peça de conexão 34. A primeira peça 30 compreende uma porção anular 36, um rebordo interno 38 e um rebordo externo 40, sendo os mencionados rebordos 38, 40 simétricos em relação ao plano radial transversal que passa ao longo do centro da vedação. A segunda peça 32 é simétrica à primeira peça 30 em relação ao plano axial transversal que passa ao longo da peça de conexão 34. A segunda peça 32 compreende também uma porção anular 42, um rebordo interno 44 e um rebordo externo 46. A disposição dos rebordos internos 38, 44 e dos rebordos externos 40, 46, em relação as anel interno e externo 1, 2, é a mesma que foi anteriormente descrita para os rebordos 21, 22 e 23, 24. A peça de conexão 34 é parcialmente disposta entre as porções anulares 36, 42 para conectar as duas peças 30, 32. A peça de conexão 34 pode ser por uma soldagem por feixe de elétrons, soldagem a laser, soldagem, colagem ou outro meio apropriado.

[0067] No modo de realização ilustrado na Figura 8, no qual partes iguais recebem referências idênticas, a vedação 7 compreende uma primeira e uma

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15/16 segunda peça anular 50, 52 fixadas uma a outra por uma peça de conexão 54. A primeira peça 50 compreende rebordos internos 56, 58 formando uma peça e feitos em uma das ramificações da vedação em forma de Η. A segunda peça 52 compreende os rebordos externos 60, 62 e também feitos em uma peça, formando a outra ramificação do mencionado H. As duas ramificações são conectadas uma a outra pela peça de conexão 54 que possui a forma de um Z invertido e que pode ser feita de metal. A peça de conexão 54 é ligada às duas ramificações da vedação 7 por meios de conexão 64, 66; como, por exemplo, soldagem por feixe de elétrons, soldagem a laser, soldagem, soldadura ou qualquer outro meio apropriado.

[0068] Nos dois últimos modos de realização, as pontas dobradas que se estendem axialmente para fora podem ser providas nas extremidades livres dos rebordos interno e externo para garantir que as zonas de contato dos mencionados rebordos com os anéis não tenham quaisquer deformações. Caso contrário, pode ser provido um revestimento nas extremidades livres dos rebordos interno e externo para impedir o contato metal/metal entre a vedação 7 e os anéis 1, 2. Com as vedações feitas de metal, a espessura dos rebordos pode ser, por exemplo, igual a 0,3 mm.

[0069] Deve-se observar que os modos de realização aqui ilustrados e descritos foram apresentados a título de meros exemplos indicativos e não limitantes e que é possível fazer várias modificações e variações dentro do escopo da invenção. Desta forma, a invenção se aplica não apenas às duplas fileiras de esferas com quatro pontos de contato, mas também a outros tipos de mancais de rolamento, como por exemplo, os mancais com uma única fileira de esferas, ou com pelo menos três fileiras de esferas. Pode-se também facilmente compreender que é possível utilizar mancais com outros tipos de elementos de rolamento como os rolamentos. Por outro lado, podem ser providas várias vedações no lado interno e/ou no lado externo do mancal de rolamento.

[0070] Nos modos de realização retratados as nervuras 25, 29 e 26, 30 são integralmente formadas com os anéis interno e externo 1 e 2. Alternativamente, a mencionadas nervuras podem também ser elementos separados afixados aos

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16/16 mencionados anéis por qualquer meio apropriado como, por exemplo, por ajuste, pressão, ou colagem. Estes elementos podem ser obtidos, por exemplo, a partir de aço não corrosível, termoplásticos como a poliam ida, de politetrafluoretileno, de elastômeros como a borracha, ou de um forro de uretano termoplástico. Os mancais de rolamento descritos são especialmente úteis enquanto mancais para turbinas eólicas que sejam submetidas a grandes pressões internas e expostas à luz ultravioleta e à água da chuva.

Claims

1. Mancal de rolamento compreendendo um anel interno (1), um anel externo (2), pelo menos uma fileira de elementos de rolamento (3) e pelo menos uma vedação (7) provida entre os mencionados anéis interno e externo, caracterizado pelo fato de que a vedação (7) possui, em uma seção transversal, a forma geral de um H e compreende rebordos internos (21, 22) e rebordos externos (23, 24) formando as duas ramificações substancialmente paralelas do mencionado H, e no qual os anéis interno e externo (1, 2) compreendem nervuras radiais opostas (25, 26) localizadas axialmente entre os rebordos interno e externo (21 a 24) para reter axialmente a vedação.

2. Mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os rebordos interno e externo (21 a 24) da vedação (7) são elasticamente acoplados, na direção axial, às nervuras radiais (25, 26).

3. Mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a espessura axial das nervuras radiais (25, 26) é maior do que o espaço axial entre os rebordos internos (21, 22) e os rebordos externos (23, 24) em um estado livre da vedação, para manter em permanente contato a vedação (7) e as mencionadas nervuras, por elasticidade.

4. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a vedação (7) pode ser movida na direção circunferencial relativamente ao anel interno (1) e/ou ao anel externo (2).

5. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os rebordos internos (21, 22) mostram um perfil curvado para fora de forma que apenas as extremidades livres dos mencionados rebordos sejam pressionadas contra as superfícies (25a, 26a) das nervuras (25, 26).

6. Mancal de rolamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as superfícies de retenção (25a, 26a) das nervuras (25, 26) são essencialmente perpendiculares ao eixo de rotação do mancal.

7. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações

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1 a 6, caracterizado pelo fato de que as nervuras radiais (25, 26) definem uma passagem anular que se estreita para dentro na direção dos elementos de rolamento (3).

8. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a vedação (7) possui uma dureza igual a ou maior do que 90 shore A.

9. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a vedação (7) é formada de um forro de uretano termoplástico.

10. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a vedação é formada de metal.

11. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que os rebordos internos (21, 22) compreendem cada qual, no seu lado externo, uma protuberância (21a, 21b) que se estende axialmente na direção dos rebordos externos (23, 24).

12. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as nervuras (25, 26) são integralmente formadas com os anéis interno e externo ou são elementos separados.

13. Mancal de rolamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que as nervuras (25, 26) compreendem um revestimento em suas superfícies externas.

14. Vedação para um mancal de rolamento compreendendo um anel interno, um anel externo e pelo menos uma fileira de elementos de rolamento entre os mencionados anéis interno e externo, a vedação sendo destinada a ser disposta entre os mencionados anéis, caracterizada pelo fato de que a vedação possui, em uma seção transversal, a forma geral de um H e compreende rebordos internos (21, 22) e rebordos externos (23, 24) formando as duas ramificações do mencionado H, e em que pelo menos os rebordos internos (21, 22) compreendem cada qual, no seu lado externo, uma protuberância (21a, 22a) que se estende

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3/3 axialmente na direção dos rebordos externos (23, 24).

15. Método de montagem de uma vedação dentro de um mancai de rolamento compreendendo, um anel interno, um anel externo, pelo menos uma fileira de elementos de rolamento entre os mencionados anéis interno e externo, e nervuras radiais opostas, providas nas mencionadas nervuras; caracterizado pelo fato de que a vedação, que possui em seção transversal a forma geral de um H, é empurrada axialmente entre os anéis interno e externo, uma primeira ramificação do mencionado H sendo radialmente deformada para dentro e passando através de uma passagem anular definida pelas mencionadas nervuras; e em que a vedação é ainda empurrada axialmente até que uma segunda ramificação da vedação se apóie contra as nervuras, a primeira ramificação recuperando, por elasticidade, sua forma inicial.

16. Método de montagem de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a vedação é empurrada axialmente entre os anéis para que a primeira ramificação do mencionado H se apóie contra as nervuras, a mencionada ramificação sendo, então, deformada radialmente para dentro.

17. Método de montagem de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a primeira ramificação do mencionado H é radialmente deformada para dentro por meio de um instrumento antes que a vedação seja radialmente empurrada entre os anéis.