ES2206663T3 - Montaje combinado de sensor tacometrico y cojinete. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTA UN MONTAJE COMBINADO DE COJINETE Y SENSOR QUE COMPRENDE UNA UNIDAD DE SENSOR (30) Y UNA UNIDAD DE COJINETE (40). LA UNIDAD DE SENSOR (0) INCLUYE UN ANILLO DE ACOPLAMIENTO (10) QUE TIENE UN LABIO RADIALMENTE DIRIGIDO HACIA EL INTERIOR (22) QUE SE ACOPLA CON UNA RANURA (11) FORMADA EN EL ARO INTERNO (18) DE LA UNIDAD DE COJINETE (40). EL ANILLO DE ACOPLAMIENTO (10) TAMBIEN TIENE PARTES QUE SE EXTIENDEN AXIALMENTE (5), CUYA SUPERFICIE QUE MIRA RADIALMENTE HACIA EL INTERIOR SE ACOPLA CON UNA SUPERFICIE DE MONTAJE DE LA UNIDAD DE SENSOR (8A) DE MANERA QUE EL ACOPLAMIENTO DE LA UNIDAD DE SENSOR CON LA SUPERFICIE DE MONTAJE (8A) SEA MAYOR QUE SU ACOPLAMIENTO CON LA UNIDAD DE COJINETE (40). DE ESTA FORMA LA UNIDAD COMBINADA DE COJINETE Y DE SENSOR PUEDE VENDERSE, TRANSPORTARSE Y ACOPLARSE COMO UNA UNIDAD SIMPLE PERO PUEDE SEPARARSE PARA PERMITIR QUE LA UNIDAD DE SENSOR (30) PERMANEZCA APROPIADAMENTE MONTADA CUANDO LA UNIDAD DE COJINETE (40) SE DESMONTA PARA PROPOSITOS DE MANTENIMIENTO GENERAL.

Description

Conjunto combinado de sensor tacométrico y cojinete.

La presente invención se refiere a un conjunto de cojinete y sensor combinados, y, en particular, a un conjunto adecuado para su uso en sistemas de frenado antibloqueo.

Los sistemas de frenado antibloqueo requieren generalmente el uso de sensores situados cerca de los cojinetes individuales, con el fin de controlar la velocidad de rotación de los cojinetes, por ejemplo, midiendo la velocidad a la que el canal o caja de rodamientos exterior gira con respecto al árbol sobre el cual están montados tanto el sensor como la caja de rodamientos interior del cojinete. Un conjunto típico de sensor y cojinete de este tipo está provisto de un anillo de frecuencias o tono que se encuentra unido a la caja de rodamientos exterior y gira con la misma. El anillo de tono tiene un cierto número de zonas independientes (por ejemplo, regiones magnetizadas), separadas regularmente entre sí en torno al anillo de tono y que son susceptibles de ser detectadas cuando pasan cerca del sensor. La frecuencia con la que estas regiones son detectadas por el sensor puede utilizarse entonces para determinar la velocidad de rotación de la caja de rodamientos exterior del cojinete. En la práctica, la rotación del anillo de tono en las inmediaciones del sensor hace que el sensor genere una señal eléctrica cuya frecuencia es proporcional a la velocidad angular del anillo de tono y, por tanto, de la caja de rodamientos exterior.

Se prefiere, en general, el uso de un sensor tan pequeño como sea posible con el fin de minimizar el tamaño total del conjunto de cojinete y sensor combinados. Sin embargo, se ha descubierto que, si se utiliza un sensor pequeño, el espacio de separación de aire entre el sensor y el anillo de tono debe ser muy pequeño y ha de mantenerse en un espesor específico comprendido dentro de un margen muy pequeño admisible para evitar que el espacio de separación se haga demasiado grande o demasiado pequeño; esto equivale a decir que el espacio de separación entre el sensor y el anillo de tono ha de mantenerse dentro de una tolerancia muy estrecha. Se ha descubierto también, con cierta sorpresa, que, incluso si el sensor se mantiene en su lugar con la ayuda de un anillo de acoplamiento que se acopla, por ejemplo, a un árbol sobre el cual se han de montar el cojinete y el sensor con un ajuste de interferencia o interposición íntimo, el anillo de acoplamiento, y, en consecuencia, el sensor, pueden aún desplazarse axialmente a lo largo del árbol durante el uso normal del cojinete, de modo que el espacio de separación de aire se altera. Cuando se utiliza un sensor relativamente pequeño, dicho movimiento, y la consiguiente alteración del espacio de separación de aire, pueden bastar para afectar negativamente al funcionamiento del sensor.

Las unidades de sensor convencionales destinadas a utilizarse en, por ejemplo, sistemas de frenado antibloqueo, se han venido comercializando y montando independientemente del conjunto de cojinete. El hecho de que la unidad de sensor sea independiente del conjunto de cojinete resulta ventajoso debido a que ello permite que el conjunto de cojinete sea desmontado periódicamente para el mantenimiento del conjunto de cojinete. Pero ello presenta también un cierto número de desventajas asociadas. En primer lugar, se requieren dos etapas de montaje en lugar de sólo la etapa única asociada al montaje de un conjunto de cojinete convencional (un sistema de frenado que no es antibloqueo), y el montaje de las dos unidades independientes no puede realizarse de forma directa o inmediata, puesto que el espacio de separación entre el sensor y el anillo de tono debe obtenerse y ser mantenido con gran precisión; en segundo lugar, no resulta conveniente para los fabricantes de los vehículos, que deben garantizar que se utilicen los sensores adecuados con las unidades de cojinete apropiadas. Los fabricantes preferirán, en general, adquirir y montar un conjunto de cojinete y sensor combinados.

La presente invención se propone proporcionar un conjunto de cojinete y sensor combinados, así como un método para el montaje de un conjunto de cojinete y sensor combinados, que superen una o más de las desventajas asociadas a la técnica anterior que se ha expuesto previamente.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de cojinete y sensor combinados, destinado a ser montado en una superficie de montaje, comprendiendo dicho conjunto una unidad de cojinete que incluye medios de acoplamiento de unidad de sensor, y una unidad de sensor que incluye un anillo de acoplamiento de sensor que tiene medios de acoplamiento de unidad de cojinete, estando el conjunto caracterizado por que el anillo de acoplamiento de sensor dispone adicionalmente de unos medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, por los cuales dichos medios de acoplamiento de unidad de sensor se acoplan a dichos medios de acoplamiento de unidad de cojinete cuando dicho conjunto de cojinete y sensor combinados no está montado sobre una superficie de montaje, y dicho anillo de acoplamiento de sensor se acopla a la superficie de montaje de forma preferida con respecto a la unidad de cojinete cuando dicho conjunto de cojinete y sensor combinados se monta sobre una superficie de montaje, acoplándose dicho anillo de acoplamiento de sensor a la superficie de montaje por medio de dichos medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, permitiendo de esta forma a dicha unidad de cojinete ser desmontada de dicha superficie de montaje y montada de nuevo sobre la misma, sin necesidad de extraer o perturbar substancialmente la unidad de sensor.

La referencia que aquí se hace a una superficie de montaje se interpretará como una referencia a cualquier superficie que sea adecuada para el montaje de una unidad de sensor y/o una unidad de cojinete dentro, sobre o alrededor de ella, tal como se realiza por lo común, por ejemplo, sobre ejes, tubos o ánimas de eje y alojamientos de cojinete.

Idealmente, los medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje se encuentran unidos a los medios de acoplamiento de unidad de cojinete, con el fin de desacoplar los medios de acoplamiento de unidad de cojinete de los medios de acoplamiento de unidad de sensor, o bien, al menos, debilitar o aflojar el acoplamiento, a medida que el conjunto de cojinete y sensor combinados se monta sobre una superficie de montaje. En una realización que se prefiere en la actualidad, el anillo de acoplamiento de sensor es, al menos en parte, substancialmente simétrico a rotación alrededor de un eje central, e incluye una primera porción que se extiende en dirección generalmente axial, que forma los medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje y cuya superficie interior en sentido radial se acopla a la superficie de montaje sobre, por ejemplo, un eje o tubo de eje sobre el cual se ha de montar el conjunto de cojinete y sensor combinados. En esta realización preferida en el presente, un labio o reborde dispuesto en dirección radialmente hacia dentro, cuyo extremo radialmente interior constituye los medios de acoplamiento de unidad de cojinete, se ha formado sobre el extremo libre (es decir, el extremo adyacente a la unidad de cojinete) de la primera porción.

Los medios de acoplamiento de unidad de sensor de la unidad de cojinete pueden adoptar la forma de una superficie de cooperación que es susceptible de acoplarse a los medios de acoplamiento de unidad de cojinete, habiéndose construido y dispuesto el anillo de acoplamiento de sensor de tal manera que los medios de acoplamiento de unidad de cojinete son empujados radialmente hacia dentro hasta llevarlos a un contacto firme con la superficie de cooperación cuando el conjunto de cojinete y sensor combinados no está fijado a una superficie de montaje sobre, por ejemplo, un eje o un tubo o ánima de eje. Se ha conferido a la primera porción, preferiblemente, una forma tal, que, cuando el anillo de acoplamiento de sensor se monta sobre un eje o un tubo de eje, el labio dirigido radialmente hacia dentro es desviado radialmente hacia fuera en una pequeña magnitud, de tal manera que el acoplamiento entre los medios de acoplamiento de unidad de cojinete y los medios de acoplamiento de unidad de sensor al menos se reduce.

La primera porción del anillo de acoplamiento puede ser unida a una porción de respaldo que se extiende radialmente hacia fuera y que tiene una brida dirigida axialmente y dispuesta concéntricamente con la primera porción, por lo que un sensor puede ser mantenido en su lugar entre la brida y la superficie radialmente exterior de la primera porción.

Con el fin de incrementar la desviación de los medios de acoplamiento de unidad de cojinete durante el montaje del anillo de acoplamiento en una superficie de montaje, el anillo de acoplamiento presenta, preferiblemente, ranuras que se extienden axialmente hacia dentro desde el extremo libre del mismo. El anillo de acoplamiento puede incluir, además, una o más superficies de leva de uso exclusivo o dedicadas, que cooperan con la superficie de montaje al objeto de incrementar la desviación radial de los medios de acoplamiento de unidad de cojinete. Típicamente, la superficie de montaje sobre la cual se ha de montar el conjunto de cojinete y sensor combinados tendrá un extremo libre ligeramente convergente o estrechado gradualmente, y una de las superficies de leva de uso exclusivo podrá tomar, ventajosamente, la forma de un saliente dispuesto en dirección radial y con forma de anillo redondeado, formado en posición adyacente al extremo libre de los medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, de manera que dicho saliente se acopla a dicha porción en estrechamiento gradual de la superficie de montaje. Idealmente, las superficies de leva de uso exclusivo y las ranuras se forman, ambas, en el anillo de acoplamiento de sensor, por lo que sus efectos acumulativos mejoran en gran medida el funcionamiento del anillo de acoplamiento.

Preferiblemente, la unidad de sensor y la unidad de cojinete están configuradas de tal manera que, a medida que se juntan una con otra, unas superficies de tope o contacto permanentes, dispuestas en oposición y que se han formado en las unidades de sensor y de cojinete, topan una con otra, evitando de esta forma un movimiento relativo adicional de las unidades una en dirección a la otra cuando el espacio de aire entre el anillo de tono y el sensor es de un tamaño predeterminado. Las superficies de tope dispuestas en oposición pueden estar formadas, convenientemente, sobre los medios de acoplamiento de unidad de cojinete y sobre los medios de acoplamiento de unidad de sensor, respectivamente.

En el caso de que se desee que la unidad de sensor sea desmontable y pueda volverse a montar de forma independiente de la unidad de cojinete, el anillo de acoplamiento puede incluir adicionalmente medios de tope o detención, a fin de evitar que la unidad de sensor sea empujada demasiado lejos sobre la superficie de montaje durante un nuevo montaje, al acoplarse con una superficie situada axialmente de cara hacia fuera y formada sobre el miembro, tal como un eje o un tubo de eje, sobre el cual se ha de volver a montar la unidad de sensor, cuando la unidad de sensor se encuentre en la posición correcta sobre la superficie de montaje. En el caso de que los medios de acoplamiento de unidad de cojinete adopten la forma de un labio o reborde dispuesto en dirección radial, la superficie situada axialmente de cara hacia fuera y formada sobre uno de los lados del labio puede proporcionar una de las superficies de tope opuestas, mientras que el otro lado del labio puede proporcionar los medios de detención.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para el montaje de un conjunto de cojinete sobre una superficie de montaje, el cual comprende las etapas de acoplar de forma liberable una unidad de sensor, que está provista de un sensor, en una unidad de cojinete, que está provista de un anillo de tono, con el fin de mantener un espacio de separación fijo entre el sensor y el anillo de tono, formando conjuntamente la unidad de cojinete y la unidad de sensor un conjunto de cojinete y sensor combinados, y montando el conjunto de cojinete y sensor combinados sobre la superficie de montaje, estando dotada dicha unidad de sensor con unos medios de acoplamiento de unidad de cojinete, y estando el método caracterizado por que la unidad de sensor está dotada adicionalmente de unos medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, y por que dicho método incluye adicionalmente la etapa de desviar los medios de acoplamiento de unidad de cojinete simultáneamente con la etapa de montar el conjunto de cojinete y sensor combinados, de tal forma que el acoplamiento entre la unidad de sensor y la unidad de cojinete es debilitado o aflojado, al tiempo que se incrementa el acoplamiento entre el conjunto de cojinete y sensor combinados y la superficie de montaje, por lo que la unidad de cojinete puede ser desmontada de la superficie de montaje y vuelta a montar en la misma sin perturbar a la unidad de sensor.

Preferiblemente, la superficie de montaje comprende al menos una porción de superficie de montaje de unidad de sensor, dentro, sobre o alrededor de la cual se monta la unidad de sensor, y una porción de superficie de montaje de unidad de cojinete, dentro, sobre o alrededor de la cual se monta la unidad de cojinete. La porción de superficie de montaje de unidad de cojinete podría ser, de forma conveniente, más larga en dirección axial que la unidad de sensor y, de esta forma, actuar como unos medios piloto o de guía para garantizar el correcto alineamiento de la unidad de sensor con respecto a la porción de superficie de montaje de unidad de sensor durante el montaje del conjunto de cojinete y sensor combinados.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de cojinete y sensor combinados para su montaje sobre una superficie de montaje, comprendiendo el conjunto una unidad de cojinete que incluye un anillo de tono y una superficie de referencia que mantiene una relación axial fija con el anillo de tono; e incluyendo una unidad de sensor un sensor axial y un anillo de acoplamiento de sensor; estando el conjunto caracterizado por que el anillo de acoplamiento de sensor incluye una superficie de tope o contacto que mantiene una relación axial fija con el sensor, a fin de entrar en contacto con la superficie de referencia, medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, destinados a hacer posible el desmontaje de la unidad de cojinete de la superficie de montaje, y su montaje de nuevo en la misma, sin necesidad de extraer o perturbar substancialmente la unidad de sensor, y medios de anclaje axial, de tal manera que los medios de anclaje axial cooperan con la superficie de montaje con el fin de garantizar que la superficie de tope del anillo de acoplamiento permanece apoyándose a tope en la superficie de referencia de la unidad de cojinete cuando la unidad de sensor y la unidad de cojinete han sido correctamente montadas, incluso después de un funcionamiento substancial del conjunto de cojinete y sensor combinados, por lo que el espacio de separación axial entre el sensor y el anillo de tono se mantiene substancialmente constante.

De acuerdo con el tercer aspecto de la presente invención, no es necesario que la unidad de cojinete y la unidad de sensor sean vendidas y montadas como una unidad combinada. Sin embargo, éstas cooperan entre sí, una vez que han sido montadas, por medio del tope o contacto entre la superficie de tope y la superficie de referencia, y, de esta forma, pueden ser consideradas como formando un conjunto de cojinete y sensor combinados.

En el presente contexto, el término "sensor axial" se refiere a un sensor que se encuentra separado axialmente del anillo de tono, de tal manera que existe un pequeño espacio de separación axial de aire entre el anillo de tono y el sensor axial. Existen también sensores radiales, en los cuales el sensor está separado radialmente del anillo de tono, si bien el tercer aspecto de la presente invención no guarda relación con tales disposiciones.

Los medios de anclaje axial pueden cooperar directamente con la superficie de montaje, o bien, alternativamente, pueden cooperar indirectamente con la superficie de montaje a través de un miembro intermedio, tal como un anillo portador.

Preferiblemente, los medios de anclaje axial toman la forma de un labio o reborde dispuesto en dirección radial, o bien, de al menos un saliente dirigido radialmente, el cual se sitúa, cuando el conjunto de cojinete y sensor combinados se monta correctamente sobre la superficie de montaje, entre la unidad de cojinete y la superficie de montaje. Preferiblemente, la superficie de tope está constituida por una superficie situada axialmente de cara al exterior y formada sobre los medios de anclaje axial. En el caso de que el conjunto incorpore adicionalmente un miembro intermedio, tal como un anillo portador, los medios de anclaje axial se sitúan preferiblemente entre el miembro intermedio y la unidad de cojinete.

Los medios de anclaje axial se sitúan idealmente en una acanaladura de extremo formada, ya sea en la unidad de cojinete, ya sea en la superficie de montaje (o bien, cuando sea apropiado, en el miembro intermedio). La acanaladura de extremo se extiende, preferiblemente, en dirección radial, llegando únicamente tan lejos como la longitud radial de los medios de anclaje axial, por lo que la mayor parte de la tensión axial existente entre la unidad de cojinete y la superficie de montaje se transmite a través del tope directo entre una cara posterior o de respaldo de la unidad de cojinete y una superficie opuesta de la superficie de montaje (o un miembro intermedio, cuando sea apropiado), situada radialmente más allá de la acanaladura.

Preferiblemente, los medios de anclaje axial incluyen medios de tope o detención que presentan una magnitud limitada de elasticidad o capacidad de cesión y que están destinados a acoplarse en la superficie de montaje (o en un miembro intermedio, cuando resulte adecuado) durante el montaje del conjunto, como consecuencia del contacto de tope entre la superficie de tope y la superficie de referencia, poco antes de que la cara de respaldo de la unidad de cojinete tope contra la superficie opuesta de la superficie de montaje (o del miembro intermedio, cuando resulte apropiado), de manera que los medios de detención tienen la suficiente elasticidad como para permitir que la cara de respaldo de la unidad de cojinete continúe su movimiento hasta entrar en contacto con la superficie opuesta de la superficie de montaje (o del miembro intermedio, en caso de resultar apropiado) durante el montaje del conjunto, sin dañar la unidad de sensor, pero no tiene la suficiente elasticidad o capacidad de cesión como para permitir a la unidad de sensor desplazarse axialmente en alejamiento de la superficie de referencia durante el uso normal del conjunto de cojinete, una vez que el conjunto de cojinete ha sido montado correctamente. De esta forma, los medios de detención actúan absorbiendo cualquier libertad de movimiento axial excesiva de la unidad de sensor cuando el conjunto está correctamente montado en la superficie de montaje. Dicha libertad de movimiento puede, por ejemplo, ser consecuencia de la fabricación de los medios de anclaje axial de manera que tengan una anchura axial ligeramente más estrecha que la de la acanaladura de extremo en la que se encuentran situados, de tal forma que se permiten pequeñas variaciones en estas anchuras como consecuencia de que el mecanizado de estas características sólo se puede efectuar dentro de ciertas tolerancias bien conocidas.

Con el fin de que la presente invención pueda comprenderse mejor, a continuación se describirán realizaciones de la misma, proporcionadas únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la Figura 1 es una vista parcial en sección transversal y diagramática o esquemática de un conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención, montados en un tubo o ánima de eje;

la Figura 2 es una vista en sección transversal fragmentada de una parte del conjunto de cojinete y sensor combinados de la Figura 1, que muestra unos medios de detención formados en el anillo de acoplamiento de la unidad de sensor;

la Figura 3 es una vista esquemática en sección transversal del anillo de acoplamiento de sensor que se muestra en las Figuras 1 y 2;

la Figura 4 es una vista ampliada de la superficie de cooperación formada en la unidad de cojinete que se muestra en las Figuras 1 y 2;

la Figura 5 es similar a la Figura 2, pero muestra otra realización de un conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención;

la Figura 6 es una vista en perspectiva de una parte de un anillo de acoplamiento de sensor de aún otra realización de un conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención;

la Figura 7 es una vista diagramática o esquemática en sección transversal de aún otro conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención;

la Figura 8 es una vista esquemática en sección transversal de aún otro conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención; y

la Figura 9 es una vista esquemática en sección transversal de aún otro conjunto de cojinete y sensor combinados, de acuerdo con la presente invención.

Haciendo referencia, en primer lugar, a las Figuras 1 a 4, el conjunto de cojinete y sensor combinados comprende una unidad de sensor 30 y una unidad de cojinete anti-rozamiento 40. El conjunto de cojinete y sensor combinados 30, 40 se muestra montado en un tubo o ánima de eje 50 que tiene un husillo 9a y un hombro 8, de tal manera que el hombro 8 presenta una superficie 8a, situada radialmente de cara hacia fuera, y una superficie 8b, situada axialmente de cara hacia fuera. El husillo 9a proporciona una superficie de montaje 9 de unidad de cojinete, la superficie 8a situada radialmente de cara hacia fuera forma una superficie de montaje de unidad de sensor, y la superficie 8b situada axialmente de cara hacia fuera forma una superficie opuesta, la cual, como se expone con mayor detalle más adelante, actúa oponiéndose al movimiento axial excesivo, tanto de la unidad de cojinete como de la unidad de sensor. De forma colectiva, las tres superficies 8a, 8b y 9 forman la superficie de montaje 8a, 8b, 9. La unidad de sensor 30 comprende esencialmente un sensor 3 que se mantiene dentro de un anillo 10 de acoplamiento de sensor, mientras que la unidad de cojinete 40 es esencialmente convencional e incluye canales o cajas de rodamientos interior 18 y exterior 1, dotadas de elementos de rodadura o rodamientos 28 entre las mismas y un cierre hermético 6. La caja de rodamientos exterior 1 se ajusta a presión dentro de un receptáculo o cubo 51 que gira con la caja de rodamientos exterior 1. Puesto que el conjunto de cojinete y sensor combinados está destinado a ser utilizado en un sistema de frenado antibloqueo, el cierre hermético 6 incluye también un anillo de frecuencias o tono 4 que tiene un cierto número de regiones (por ejemplo, zonas magnetizadas) situadas a distancias uniformes en torno al anillo de tono, las cuales pueden ser detectadas por el sensor 3 conforme pasan cerca de éste.

El anillo 10 de acoplamiento de sensor se crea, preferentemente, a partir de una pieza de metal estampada y mecanizada, y es substancialmente simétrico frente a rotaciones en torno a un eje central. El anillo de acoplamiento 10 incluye una primera porción 5 que se extiende en dirección substancialmente axial y que forma unos medios de acoplamiento preferencial de superficie de montaje, cuya superficie radialmente interior (que tiene un diámetro interior 20, véase la Figura 3) se acopla a la superficie exterior 8a (que tiene un diámetro exterior 21, véase la Figura 2) del hombro 8 del tubo de eje 50. Cuando el anillo de acoplamiento 10 no se monta sobre el hombro 8 de ánima o tubo de eje, la primera porción 5 puede ser cilíndrica. De forma alternativa, la primera porción 5 puede estrecharse ligeramente en dirección a su extremo libre (es decir, el extremo adyacente a la unidad de cojinete 40, como se muestra en la Figura 1), de tal manera que su diámetro interior 20 es ligeramente más pequeño en este extremo que en su otro extremo.

Se han dispuesto unos medios de anclaje axial en la forma de un labio o reborde 22 dirigido radialmente hacia dentro y situado en el extremo libre de la primera porción 5 del anillo de acoplamiento 10. El labio 22, dirigido radialmente hacia dentro y que presenta una superficie de tope 22a situada axialmente de cara hacia fuera, tiene un extremo radialmente interior que forma unos medios o superficie 12 de acoplamiento de unidad de cojinete. Haciendo referencia a la Figura 3, la superficie de acoplamiento 12 del labio 22 comprende una porción 12a dispuesta inclinada o convergiendo radialmente hacia dentro, y una porción 12b dispuesta de modo que converge radialmente hacia fuera. El labio 22 se sujeta dentro de una acanaladura 11 de caja de rodamientos interior, que actúa como unos medios de acoplamiento de unidad de sensor, los cuales tienen una superficie de cooperación destinada a acoplarse con la superficie de acoplamiento 12 de unidad de cojinete, y, en particular, con la porción 12a dispuesta de modo que converge radialmente hacia dentro, perteneciente a la misma.

El labio 22 tiene también una o más porciones 22b que sobresalen axialmente hacia dentro y que, conjuntamente, forman medios de tope o detención, separados en rotación de una forma aproximadamente uniforme en torno a la circunferencia del labio. Los medios de detención 22b pueden formarse de manera conveniente por estampación del labio 22 previamente al mecanizado de las superficies 12a y 12b dispuestas de forma que convergen radialmente hacia dentro y hacia fuera, en torno al resto del labio 22. Cada porción sobresaliente 22b sobresale inicialmente en dirección radial hacia dentro hasta una distancia suficiente como para que la máxima distancia axial entre la superficie situada axialmente de cara hacia fuera, 22a, del labio 22 y el borde delantero o anterior (punta apuntadora) que se extiende axialmente hacia dentro y perteneciente a la porción sobresaliente 22, sea mayor que la anchura axial de la caja de rodamientos interior. De esta forma, cuando la unidad de sensor 30 se fija a la unidad de cojinete 40, previamente al montaje del conjunto combinado, el borde delantero (punta apuntadora) que se extiende axialmente hacia dentro y perteneciente a cada una de las porciones sobresalientes 22b sobresale axialmente hacia dentro más allá de la superficie situada axialmente de cara hacia dentro, perteneciente a la caja de rodamientos interior 18.

Cada porción sobresaliente 22b, sin embargo, es lo suficientemente deformable y/o elástica para que, cuando el conjunto de cojinete y sensor combinados se monte, por ejemplo, en un tubo de eje 50, tal como se muestra en las Figuras 1 y 2, los medios de detención sean presionados por la superficie 8b situada axialmente de cara hacia fuera, en dirección axial hacia fuera, hasta que queden substancialmente al mismo nivel que la superficie situada axialmente de cara hacia dentro, o cara de respaldo, 23, de la caja de rodamientos interior 18. Esto garantiza, a su vez, que la superficie situada axialmente de cara hacia fuera del labio 22 es empujada constantemente contra una superficie de tope 19 situada substancialmente hacia fuera en dirección axial y formada por la acanaladura 11 de caja de rodamientos interior. Esto es importante, ya que garantiza que la separación (máxima) entre el anillo de tono 4 y el sensor 3 se establece y mantiene de forma precisa como consecuencia del montaje del conjunto de cojinete y sensor combinados. Los medios de detención 22b actúan también para garantizar que, si se desmonta la unidad de sensor 30, ésta puede ser montada de nuevo en la posición correcta sobre su superficie de montaje sin necesidad de empujar la unidad de sensor demasiado lejos en dirección hacia dentro.

La acanaladura 11 de caja de rodamientos interior se encuentra situada en el diámetro exterior del canal o caja de rodamientos interior de la unidad de cojinete anti-rozamiento 40. Como se observa más claramente en la Figura 4, la acanaladura 11 de caja de rodamientos interior define una superficie de acanaladura 13 de caja de rodamientos interior, situada substancialmente de cara hacia fuera en dirección radial, así como una superficie de referencia, con la forma de una superficie de tope 19 situada substancialmente de cara a la dirección axial, de tal manera que dicha superficie de tope 19 se sitúa de cara al sensor 3 cuando se utiliza. Formada en el otro lado de la superficie de acanaladura 13 de caja de rodamientos interior, se encuentra la cara de respaldo 23 de la caja de rodamientos interior 18 de la unidad de cojinete 40. En el hombro o escalón situado entre la cara de respaldo 23 y la superficie de acanaladura 13 de caja de rodamientos interior, existe un pequeño saliente radial 13b, que presenta superficies que se extienden radialmente hacia dentro y suavemente curvadas, las cuales divergen o se extienden en sentidos opuestos en cada uno de los lados para formar una superficie de leva 13c en el lado adyacente a la cara de respaldo 23, y una superficie de acoplamiento 13a de unidad de sensor en el lado adyacente a la superficie de tope 19. Por supuesto, las superficies 13a y 13c no necesitan estar curvadas suavemente al alejarse del saliente 13b, sino que, en su lugar, podrían estar sencillamente achaflanadas para proporcionar superficies divergentes rectas. Cuando la superficie de acoplamiento 12 de unidad de cojinete se acopla a la superficie de acoplamiento 13a de unidad de sensor, el labio 22 queda retenido positivamente entre la superficie 13a y la superficie de tope 19, debido a que la superficie 13a se dispone de forma que converge radialmente hacia dentro, en alejamiento del pequeño saliente radial 13b.

Con anterioridad al montaje del conjunto de cojinete y sensor combinados 30, 40 sobre el tubo de eje 50, el anillo de acoplamiento 10 se encaja o sujeta dentro de la acanaladura 11 de caja de rodamientos interior por deformación elástica en un sentido radial del labio 22, de tal manera que la superficie de acoplamiento 12 de unidad de cojinete pasa por encima del saliente radial 13b hasta situarse sobre la superficie de acoplamiento 13a de unidad de sensor. La deformación elástica puede ser causada sencillamente empujando la unidad de sensor 30 hasta situarla sobre la unidad de cojinete 40, de manera que la porción 12b situada de forma convergente radialmente hacia fuera y perteneciente a la superficie 12, coopera con la superficie de leva 13c con el fin de desviar el labio 22 radialmente hacia fuera. El anillo 10 de acoplamiento de sensor está diseñado para deformarse elásticamente de una forma máxima en sentido radial, a fin de permitir que el diámetro interior mínimo 14 de ajuste o encaje del anillo 10 de acoplamiento de sensor se expanda hasta una dimensión justamente superior a la del diámetro exterior máximo 15 del saliente radial 13b.

Una vez que la superficie de acoplamiento 12 ha pasado por encima del saliente radial 13b, el labio 22 se ajusta de vuelta por salto elástico en sentido inverso, radialmente hacia dentro, hasta alcanzar aproximadamente su estado inicial. El diámetro interno mínimo de ajuste 14 es entonces menor que el diámetro exterior máximo 15 del saliente radial 13b, de tal manera que el labio 22 queda axialmente limitado o restringido entre el saliente radial 13b y la superficie de tope 19. El anillo de acoplamiento 10 puede estar configurado de tal manera que se crea un ajuste de interferencia o interposición entre la porción 12a dispuesta de forma convergente radialmente hacia dentro y perteneciente a la superficie de acoplamiento 12 de unidad de cojinete, y la superficie de acoplamiento 13a de unidad de sensor; sin embargo, alternativamente, el anillo de acoplamiento puede estar configurado de tal manera que el ajuste dentro de la ranura 11 sea flojo o amplio, a fin de permitir la libre rotación axial entre la unidad de sensor y la unidad de cojinete. Es ésta la disposición en la cual puede ser transportado y almacenado el conjunto de cojinete y sensor combinados.

En caso de que se cree un ajuste de interposición entre la porción 12a y la superficie de acoplamiento 13a de unidad de sensor, cada una de las cuales se dispone de forma convergente radialmente hacia dentro, respectivamente en los ángulos de encaje 16 y 17, en una dirección axialmente hacia fuera (es decir, de izquierda a derecha según se muestra en la Figura 1), se genera un empuje que actúa evitando de forma adicional que el anillo 10 de acoplamiento de sensor llegue a desacoplarse de la caja de rodamientos interior 18 en el curso del transporte y la manipulación.

Con el fin de montar el conjunto de cojinete y sensor combinados 30, 40 sobre el husillo 9a del tubo de eje, la primera porción 5 del anillo de acoplamiento 10 es accionada hasta situarse sobre el hombro 8 del tubo de eje, lo que crea un ajuste de interposición, respectivamente entre las superficies interior y exterior de estos elementos. La superficie de tope 19 situada de cara a la dirección axial transmite una fuerza axial al anillo de acoplamiento 10 a través del labio 22, con el fin de forzar el anillo de acoplamiento 10 hasta situarlo sobre el hombro 8 del tubo de eje, sin causar con ello la combadura del anillo de acoplamiento. La relación existente entre la superficie de tope 19 situada de cara a la dirección axial y la cara de respaldo 23 de la caja de rodamientos interior 18 que está situada contra la superficie 8b situada de axialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8, garantiza la colocación del anillo de acoplamiento 10 en el lugar correcto sobre la superficie 8a situada radialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8, con el fin de establecer el deseado espacio de separación de aire 2 entre el sensor 3 y el anillo de tono 4 en el estado montado. Además, los medios de detención 22b presionan contra la superficie opuesta 8b que se extiende axialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8, al objeto de garantizar que la superficie de tope 22a se encuentre constantemente en contacto con la superficie de referencia 19.

El ajuste de interposición entre el anillo de acoplamiento 10 y el hombro 8 hace que el diámetro interior de encaje 14 del anillo de acoplamiento 10 se expanda radialmente, de tal forma que se rompe cualquier estado de ajuste de interposición entre las superficies de acoplamiento 12a y 13a, y el diámetro interior de encaje 14 se expande con el fin de dejar libre el diámetro exterior máximo 15 del saliente radial 13b.

Durante el mantenimiento de rutina, es posible retirar la unidad de cojinete anti-rozamiento 40, conjuntamente con el anillo de tono 4, del husillo 9a del tubo de eje sin perturbar substancialmente la unidad de sensor 30, en virtud de la expansión radial del diámetro interior de encaje 14, hasta dejar substancialmente libre el diámetro exterior del saliente radial 13b. Si bien las variaciones estadísticas en los procedimientos de fijación de tolerancias y fabricación pueden dar lugar a una interferencia o interposición residual entre la superficie de acoplamiento 12 y el saliente radial 13b en el curso de la separación de la unidad de cojinete 40 de la unidad de sensor 30, el ajuste de interposición entre la primera porción 5 y la superficie 8a situada radialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8, resiste las fuerzas generadas por cualquiera de tales interposiciones residuales cuando la unidad de cojinete 40 se retira del husillo 9a del tubo de eje.

Una vez concluido el mantenimiento rutinario, la unidad de cojinete 40 puede ser montada de nuevo sobre el husillo 9a del tubo de eje, permitiendo el espacio libre entre el diámetro interior de encaje 14 y el diámetro máximo 15 del saliente radial exterior que el anillo de tono 4 sea llevado de vuelta a la posición correcta, con el fin de restablecer el espacio separación de aire deseado 2. Esto se produce de forma automática cuando la superficie de tope 19 situada de cara a la dirección axial y la cara de respaldo 23 de caja de rodamientos interior se llevan a contacto, respectivamente, con el labio 22 y con la superficie 8b situada axialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8. Como antes, cualquier interposición residual que se produzca durante el nuevo montaje entre las superficies 12 y 13 no es suficiente como para superar el ajuste de interposición entre la primera porción 5 y la superficie 8a situada radialmente de cara hacia fuera.

De forma similar, la magnitud del ajuste de interposición entre la primera porción 5 y la superficie 8a situada radialmente de cara hacia fuera y perteneciente al hombro 8, es suficiente como para evitar que cualquier deslizamiento de la caja de rodamientos interior 18 se transmita a la unidad de sensor 30.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 5, el anillo de acoplamiento 10 se muestra provisto de una superficie de leva 10a dedicada o de uso exclusivo, dispuesta sobre la primera porción 5 y en dirección a su extremo axialmente exterior, y adyacente al punto en que se ha formado el labio 22. Esta superficie de leva de uso exclusivo 10a sirve para contribuir a la expansión radial del labio 22 durante el montaje del conjunto de cojinete y sensor combinados sobre un eje o un tubo o ánima de eje. Puesto que la superficie de leva 10a coopera con una superficie convergente o biselada 8c, dispuesta en el hombro 8 del tubo de eje 50, la superficie de leva de uso exclusivo 10a no afecta adversamente al ajuste de interposición entre el anillo de acoplamiento 10 y la superficie situada radialmente de cara hacia fuera 8a del hombro 8.

La Figura 6 muestra una realización adicional del anillo de acoplamiento 10, en la cual se han formado una pluralidad de cortes o hendiduras 25, las cuales se extienden axialmente hacia dentro desde el extremo exterior del anillo de acoplamiento 10, de tal manera que dividen el anillo de acoplamiento 10 en pestañas unidas entre sí. Si bien estos cortes 25 se muestran extendiéndose tan solo parcialmente en el interior de la primera porción 5, pueden extenderse en la primera porción tan lejos o en una magnitud tan pequeña como se desee. El propósito de las pestañas consiste en introducir una mayor libertad de deformación en los medios de acoplamiento de unidad de cojinete, facilitando de esta forma el ensamblaje del anillo de acoplamiento 10 dentro de la acanaladura 11 de caja de rodamientos interior, y facilitando la expansión radial del labio 22, que desencadena el desacoplamiento de la unidad de cojinete y de las superficies de acoplamiento 12 y 13 de acanaladura de caja de rodamientos interior.

La Figura 7 muestra una realización adicional de la presente invención, en la cual un cojinete agrupado en una unidad y que comprende una caja de rodamientos exterior 1 y una caja de rodamientos interior 18, así como una pluralidad de rodillos de rodamiento 28, se muestra en lugar de la unidad de cojinete dispuesta en empaquetamiento o compacta, mostrada en la Figura 1. Puesto que en esta realización se utiliza un cojinete integrado en una unidad, se emplea un cierre hermético 6a ligeramente diferente, el cual no está situado entre las cajas de rodamientos 1 y 18, como era el caso en la Figura 1, sino que, en lugar de ello, está situado entre el cubo 51 y el tubo de eje 50. El cierre hermético 6a se ajusta a presión dentro del cubo 51, de forma que gire con el mismo. Además, un miembro intermedio con la forma de un anillo portador 60 se muestra situado axialmente entre la cara de respaldo 23 de la caja de rodamientos interior 18 y la superficie opuesta 8b de la superficie de montaje 8a, 8b, 9, la cual, como antes, está dividida en una superficie de montaje 9 de unidad de cojinete, una superficie de montaje 8a de unidad de sensor y una superficie opuesta 8b.

En esta realización, no existen medios de acoplamiento de unidad de cojinete formados en el labio 22 del anillo de acoplamiento 10, ni tampoco existen ningunos medios de acoplamiento de unidad de sensor formados en la unidad de cojinete 40. En lugar de ello, el anillo de acoplamiento 10 se acopla al anillo portador 60. El anillo portador 60 y el sensor 30 pueden ser vendidos, transportados y montados, ya sea juntos, ya sea separadamente. Como antes, el labio 22 actúa como unos medios de anclaje axial y tiene unos medios de detención (no mostrados), formados en la superficie situada axialmente de cara hacia dentro y perteneciente al mismo, a fin de cooperar con la superficie opuesta 8b de la superficie de montaje 8a, 8b, 9, en este caso a través del anillo portador 60, al objeto de mantener la superficie de tope 22a formada en el labio 22 en un contacto constante con la superficie de referencia, formada, en este caso, por la cara de respaldo 23. Puede observarse que, en esta realización, se ha formado una acanaladura de extremo, no en la caja de rodamientos interior 18, sino, en lugar de ello, en el anillo portador 60. No obstante, el efecto producido, en lo que se refiere a proporcionar un anclaje para el labio radial 22 al tiempo que se permite que la superficie de tope 22a sea empujada en un contacto a tope constante con la superficie de referencia, al mismo tiempo que se permite que la unidad de cojinete 40 sea desmontada de la superficie de montaje 9 de unidad de cojinete sin perturbar a la unidad de sensor 30, es similar al efecto producido por la disposición que se muestra en la Figura 1.

La Figura 8 muestra una realización que es muy similar a la de la Figura 7, a excepción de que en esta realización no existe anillo portador. La unidad de cojinete 40 es de nuevo una unidad de cojinete agrupada o integrada, y, en consecuencia, el cierre hermético 6a es el mismo que el de la Figura 7. De nuevo, no existe ninguna acanaladura de extremo formada en la caja de rodamientos interior 18, y, en lugar de ello, se ha formado una acanaladura de extremo directamente en el tubo de eje 50. En este caso, la mayor parte de la tensión axial existente entre la unidad de cojinete 40 y el tubo de eje 50 se absorbe a través de la frontera entre estos dos elementos, en dirección radial hacia dentro con respecto al fondo de la acanaladura de extremo formada en el tubo de eje 50.

Finalmente, la Figura 9 muestra una realización adicional de la presente invención, en la cual se utiliza una unidad de cojinete 40 dispuesta en empaquetamiento o compacta, como era el caso en la realización mostrada en la Figura 1, de tal forma que, como antes, se emplea un cierre hermético 6 que está situado entre las cajas de rodamientos interior 18 y exterior 1. La diferencia principal entre esta realización y la que se muestra en la Figura 1 es que se ha formado una acanaladura de extremo, no en la caja de rodamientos interior 18, sino en el tubo de eje 50. Como se ha dispuesto anteriormente en relación con las Figuras 7 y 8, el efecto principal de este desplazamiento de la acanaladura de extremo es que la unidad de sensor 30 ya no puede encajarse sobre la unidad de cojinete cuando el conjunto no está montado en la superficie de montaje 8a, 8b, 9 (por ejemplo, durante el transporte y la manipulación). Sin embargo, en todos los demás aspectos, la disposición funciona casi exactamente del mismo modo que en la realización que se muestra en la Figura 1.

La anterior descripción de las realizaciones actualmente preferidas de la presente invención no se ha de interpretar como limitativa. En particular, aunque el acero es un material adecuado para fabricar, por ejemplo, el anillo de acoplamiento de sensor, pueden utilizarse también otros materiales que tengan la suficiente resistencia, flexibilidad y durabilidad. Esto es también cierto para la mayor parte de los otros componentes del conjunto de cojinete y sensor. De forma similar, si bien las realizaciones descritas se refieren a un conjunto de cojinete y sensor combinados en el cual la caja de rodamientos exterior es la que gira, la invención puede también aplicarse a un conjunto en el cual la caja de rodamientos interior gira y la caja de rodamientos exterior y la unidad de sensor están montadas dentro de un alojamiento de cojinete fijo, estando fijado el anillo de tono a la caja de rodamientos interior y habiéndose invertido radialmente todas las características, tales como las superficies de acoplamiento de unidad de sensor y de unidad de cojinete. Otras adaptaciones y modificaciones de la realización descrita se harán evidentes para los expertos de la técnica, las cuales estarán comprendidas, sin embargo, en el ámbito de la presente invención, tal como se establece en las reivindicaciones que se exponen a continuación.

Claims (9)

1. Un conjunto de cojinete y sensor combinados que, en uso, se encuentra montado en una superficie de montaje (8a, 8b, 9) que tiene un hombro que proporciona una superficie (8b) dispuesta generalmente en dirección radial, entre unas superficies exterior e interior (8a, 9), dispuestas generalmente en dirección axial, comprendiendo el conjunto una unidad de cojinete (40), destinada a montarse sobre la superficie interior dispuesta en dirección axial (9) y que incorpora un canal o caja de rodamientos interior (18), una caja de rodamientos exterior (9), así como unos elementos de rodamiento (28) entre las mismas, incluyendo también un anillo de frecuencia o tono (4), y proporcionando una superficie de referencia (19) que mantiene una relación axial fija con el anillo de tono (4); y una unidad de sensor (30), que incluye un sensor axial (3) y un anillo de acoplamiento (10) de sensor, que tiene una superficie de contacto o tope (22a) que mantiene una relación axial fija con el sensor (3) y que está destinada a contactar con la superficie de referencia (19), teniendo el anillo de acoplamiento (10) de sensor una porción que se extiende axialmente (5), destinada a permitir que la unidad de cojinete (40) sea desmontada de la superficie exterior (8a) dispuesta en dirección axial, y montada de nuevo en la misma, sin necesidad de retirar o perturbar substancialmente la unidad de sensor (30), así como unos medios de anclaje axial (22), caracterizado por que los medios de anclaje axial (22) incluyen medios de detención elásticos (22b), destinados a cooperar con la superficie (8b) dispuesta en dirección radial, a fin de empujar a la superficie de tope (22a) a contacto a tope con la superficie de referencia (19) y absorber cualquier libertad excesiva de movimiento axial de la unidad de sensor (30) cuando el conjunto se encuentra montado correctamente sobre la superficie de montaje (8a, 8b, 9), manteniéndose entonces substancialmente constante un espacio de separación axial (2) entre el sensor (3) y el anillo de tono (4).

2. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la superficie de tope (22a) está formada sobre los medios de anclaje axial (22).

3. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, que comprende adicionalmente un miembro intermedio (60), situado axialmente adyacente a una cara posterior o de respaldo (23) de la unidad de cojinete (40).

4. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el cual la unidad de cojinete (40) incluye medios de acoplamiento (11) de unidad de sensor, y el anillo de acoplamiento (10) de sensor incluye medios de acoplamiento (12) de unidad de cojinete, por lo que dichos medios de acoplamiento (11) de unidad de sensor se acoplan con dichos medios de acoplamiento (12) de unidad de cojinete cuando dicho conjunto de cojinete y sensor combinados no está montado sobre una superficie de montaje (8a, 8b, 9), y dicho anillo de acoplamiento (10) de sensor se acopla con la superficie de montaje (8a) por medio de dicha porción (5) que se extiende axialmente, de forma preferente con respecto a la unidad de cojinete (40), cuando dicho conjunto de cojinete y sensor combinados está montado en una superficie de montaje, permitiendo de esta forma que dicha unidad de cojinete (40) sea desmontada de dicha superficie de montaje (9), y vuelta a montar en la misma, sin necesidad de retirar o perturbar substancialmente la unidad de sensor (30).

5. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la porción (5) que se extiende axialmente está unida a los medios de acoplamiento (12) de unidad de cojinete, de tal forma que el acoplamiento entre la unidad de cojinete (40) y la unidad de sensor (30) es al menos debilitado o aflojado a medida que el conjunto de cojinete y sensor combinados se monta sobre una superficie de montaje (8, 9).

6. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, en el cual los medios de acoplamiento (12) de unidad de cojinete están formados sobre los medios de anclaje axial, los cuales están constituidos por un labio o reborde (22) dispuesto substancialmente en dirección radial y formado sobre el anillo de acoplamiento (10).

7. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual los medios de detención (22b) comprenden al menos un saliente (22b) que se extiende axialmente y está orientado en alejamiento de la unidad de cojinete (40), y que está formado sobre el labio (22) dispuesto en dirección substancialmente radial y perteneciente al anillo de acoplamiento (10).

8. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el cual se ha formado una superficie de leva (10a) dedicada o de uso exclusivo, sobre la porción (5) que se extiende axialmente, por lo que se incrementa el aflojamiento del acoplamiento entre la unidad de cojinete (40) y la unidad de sensor (30) a media que el conjunto de cojinete y sensor combinados se monta sobre una superficie de montaje.

9. Un conjunto de cojinete y sensor combinados de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el anillo de acoplamiento (10) presenta una pluralidad de hendiduras (25) que se extienden axialmente en alejamiento de la unidad de cojinete (40) desde el extremo exterior del anillo de acoplamiento (10), por lo que se ha formado en el anillo de acoplamiento (10) una pluralidad de pestañas unidas entre sí, las cuales se extienden hacia la unidad de cojinete (40).