ES2290179T3 - Dispositivo de estanqueidad para cojinete de contacto rodante. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de estanqueidad (1) para un cojinete de contacto rodante (2) que consta de un anillo interior (3) y un anillo exterior (4) que son coaxiales entre sí y con el eje de rotación (A) del propio cojinete de contacto rodante (2); constando el dispositivo de: ¿ un primer escudo de metal (5) que consta de una parte cilíndrica (15) que se puede montar en el anillo exterior (4) del cojinete de contacto rodante (2) y que consta de una pestaña (16) de una pieza con la parte cilíndrica (15): ¿ un segundo escudo (7) que está realizado de un material metálico y que se puede acoplar al anillo interior (3); y ¿ un cierre (10) hecho de material sintético y anclado en la parte cilíndrica (15) del primer escudo (5) para extenderse libremente a partir de y sobresaliendo por encima de la misma parte cilíndrica (15): el cierre (10) que presenta, en sección axial, una forma menguante hacia una superficie cilíndrica de deslizamiento (13) del segundo escudo (7), y que presenta un labio de estanqueidad (11) que se dispone sustancialmente en contacto con el segundo escudo (7), la resistencia de la sección de conexión (19) para una determinada flexión es tal de modo que mantiene el labio de estanqueidad (11) en contacto con la superficie de deslizamiento (13) durante las variaciones en las condiciones de trabajo del cierre (10), constando el mencionado labio de estanqueidad (11) de una muesca lateral (20) que en uso se abre axialmente hacia el interior del cojinete de contacto rodante (2); estando el dispositivo de estanqueidad caracterizado porque la muesca (20) está además limitada radialmente hacia el interior mediante la pestaña (16), y está limitada axialmente en uso hacia el exterior del cojinete de contacto rodante (2) mediante una superficie plana (21) transversal el eje de rotación (A); y que dicho cierre (10) consta de una superficie menguante (22) que está axialmente abierta/hacia el exterior del cojinete de contacto rodante (2) y que define junto con la mencionada superficie plana (21), una sección de conexión (19) entre el labio de estanqueidad (11) y la parte cilíndrica (15) del primer escudo (5).
Description
Dispositivo de estanqueidad para cojinete de
contacto rodante.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de estanqueidad para un cojinete de contacto
rodante.
Los dispositivos de estanqueidad conocidos (por
ejemplo véase el documento nº DE-U- 8 916 056) se
montan entre un anillo interior y un anillo exterior de un cojinete
de contacto rodante para impedir la entrada de partículas sólidas y
la pérdida de lubricante y constan habitualmente de un primer
escudo que está realizado de un material metálico y que se acopla
al anillo exterior, un segundo escudo que está hecho de un material
metálico y que se acopla al anillo interior y que se dispone
frontalmente orientado hacia el primer escudo, y un cierre que está
realizado de material sintético y que es de una pieza con el primer
escudo y que presenta un labio de estanqueidad que se extiende
entre los dos escudos y que está dispuesto sustancialmente en
contacto con por lo menos una superficie de deslizamiento
cilíndrica del segundo escudo.
El primer escudo consta de una parte anular que
se extiende transversalmente a la superficie cilíndrica y que es
sustancialmente de una pieza con el cierre aparte del labio de
estanqueidad, que define el único elemento libre axialmente del
propio cierre. Este tipo de estructura limita las características
elásticas del labio de estanqueidad, en el que, por lo tanto, se
monta un muelle anular que es adecuado para que mantenga el mismo
labio de estanqueidad en contacto con la superficie de
deslizamiento de tal manera que supere cualquier error eventual de
montaje y cualquier desgaste en el cierre debido a la fricción que
surge de su contacto con la propia superficie cilíndrica.
Los dispositivos de estanqueidad del tipo que se
acaba de describir han demostrado que son extremadamente fiables,
pero han presentado algunos inconvenientes que principalmente se
deben a la presencia del muelle anular, cuyas reducidas dimensiones
no permiten una modulación adecuada de la presión de contacto del
labio de estanqueidad en la superficie de deslizamiento con el
resultado de que se reduce la vida útil efectiva del propio cierre.
Adicionalmente, se ha descubierto que el conjunto del segundo
escudo provoca frecuentemente errores de giro en el sentido axial
del propio segundo escudo con el resultado de que las
características y la vida útil del cierre se reducen aún más.
El propósito de la presente invención es el de
producir un dispositivo de estanqueidad para cojinetes de contacto
rodante que resolverá los problemas mencionados anteriormente de un
modo sencillo y económico.
Según la presente invención, se producirá un
dispositivo de estanqueidad para un cojinete de contacto rodante
que constará de un anillo interior y un anillo exterior que son
coaxiales entre sí y con el eje de rotación (A) del propio cojinete
de contacto rodante; el dispositivo consta de un primer escudo
realizado de material metálico que está acoplado al anillo
exterior, de un segundo escudo realizado de material metálico que
está acoplado al anillo interior y un cierre hecho de material
sintético que es de una pieza con el primer escudo y que está
provisto con un labio de estanqueidad que está dispuesto
sustancialmente en contacto con el segundo escudo; el dispositivo
se caracteriza por el hecho de que el primer escudo está definido
por una parte cilíndrica que está montado en el anillo exterior del
cojinete de contacto rodante; dicho cierre está anclado a la parte
cilíndrica para extenderse libremente a partir de y sobresaliendo
por encima de la misma parte cilíndrica, y presenta, en sección
axial, una forma menguante hacia una superficie cilíndrica de
deslizamiento del segundo escudo.
A continuación de describirá la invención
haciendo referencia al dibujo adjunto que ilustra, en sección axial
y con algunas partes retiradas en aras de la claridad del dibujo,
una forma de realización preferida de la presente invención que se
proporciona como ejemplo y que no se debe de entender como
restrictiva.
Haciendo referencia a la figura 1, la referencia
numérica 1 indica un dispositivo de estanqueidad en su totalidad
para un cojinete de contacto rodante 2 que consta de un anillo
interior 3 y de un anillo exterior 4 que son coaxiales entre sí y
con el eje de rotación A del propio cojinete de contacto rodante
2.
El dispositivo 1 consta de un primer escudo 5
que está realizado de material metálico y que se monta debajo de
una superficie cilíndrica interna 6 del anillo exterior 4, de un
segundo escudo 7 que está realizado de material metálico y que se
monta bajo/por debajo de una superficie cilíndrica exterior 8 del
anillo interior 3, y de un cierre 10 que está realizado de material
sintético y que es de una pieza con el primer escudo 5 y que
presenta un labio de estanqueidad 11 que se dispone sustancialmente
en contacto con el segundo escudo 7.
El segundo escudo 7 consta de una parte
cilíndrica 12 que se monta en contacto con la superficie 8 y que
está limitado radialmente hacia el exterior mediante una superficie
de deslizamiento 13 y de una pestaña 14 que es transversal a la
parte 12 y que se dispone orientada hacia el exterior del cojinete
de contacto rodante 2.
En cambio, el primer escudo 5 consta de una
parte cilíndrica 15 que se monta en contacto con la superficie 6 en
una posición frontal a la parte 12, y de una pestaña 16 que es
transversal a la parte 15 y que presenta un desarrollo radial que es
considerablemente menor que el desarrollo radial de la pestaña
14.
El cierre 10 está anclado tanto en la pestaña 16
como en la parte cilíndrica 15 para extenderse libremente desde y
sobresaliendo por encima de la misma parte cilíndrica 15. En
particular, el cierre 10 consta de un cuerpo base 17 que se aplica
en un sentido radial hacia la parte cilíndrica 15 y en un sentido
axial hacia la pestaña 16, de un labio de estanqueidad 11 que está
dispuesto en contacto sustancial con el segundo escudo 7, y un
cuerpo de conexión intermedio 19 del labio 11 al cuerpo 17.
El cuerpo 19 presenta una muesca lateral 20 que
se abre axialmente hacia el interior del cojinete de contacto
rodante 2, y que se define axialmente hacia el exterior del mismo
cojinete de contacto rodante 2 mediante una superficie plana 21 que
es transversal al eje A. La muesca 20 se dispone de tal modo que se
alinea axialmente con la pestaña 16 y, por lo tanto, limita el
desarrollo axial de la propia pestaña 16. Adicionalmente, el cuerpo
19 presenta, en sección axial, una estructura menguante hacia la
superficie deslizante 13, y está limitado axialmente en el lado
opuesto de la superficie 21 mediante una superficie menguante 22 que
está dispuesta con su sección cóncava hacia el exterior del
cojinete de contacto rodante 2.
En la parte de la pestaña 16 que no está
anclada, el cuerpo 17 está limitado radialmente hacia el interior
mediante una superficie cilíndrica 23, que está conectada a la
superficie 22 mediante una superficie de conexión cilíndrica 25 con
una línea generatriz curvada, y que define, con un borde superior 26
de la pestaña 14, una ventana anular 27. La ventana 27 y la
disposición de la superficie de conexión 25 y la superficie 22 se
combinan para facilitar la expulsión de los agentes contaminantes
desde el interior del dispositivo 1 cuando se está utilizando.
El labio de estanqueidad 11 presenta
sustancialmente forma de U, con su parte cóncava orientada hacia el
anillo exterior 4 y hacia el exterior del cojinete de contacto
rodante 2, y consta de un primer brazo 29 que se extiende a partir
del cuerpo de conexión 19 hacia la superficie de deslizamiento 13 y
un segundo brazo 29 que se extiende a partir de la superficie 13
hacia la pestaña 14, con la que se pone en contacto.
El segundo brazo 29 presenta un espesor que es
sustancialmente constante a lo largo de toda su longitud, mientras
que el primer brazo 28 presenta un espesor que disminuye a medida
que se extiende hacia la superficie 13, y en correspondencia a su
unión con el segundo brazo 29 presenta un espesor que incluso es
superior al del propio segundo brazo 29 de tal modo que forma un
borde anular afilado 30 que se dispone en contacto con la
superficie
13.
13.
En la parte opuesta de la que presenta el borde
afilado 30, el primer brazo 28 está limitado mediante una
superficie curvada 31 que está conectada a la superficie 22,
mientras que el segundo brazo 29 está limitado radialmente hacia el
interior del cierre 10 mediante la respectiva superficie curvada 32
que está conectada a la superficie 31, y mediante una superficie
plana 33 que está conectada a la superficie 32, y, radialmente
hacia al exterior del cierre 10, mediante dos superficies planas 34
y 35, de las que la superficie 34 se utiliza para la formación del
borde afilado 30, y la superficie 35 es paralela a la superficie 33
y forma un ángulo obtuso con la superficie 34.
En correspondencia con el extremo libre del
brazo 29, las superficies 34 y 35 se juntan entre sí mediante una
superficie plana 36 adicional que define, con la superficie 35, un
borde afilado biselado 37 que forma el contacto entre el labio 11 y
la pestaña 14.
Cuando se ha ensamblado previamente el
dispositivo 1 de tal manera que el cierre 10 ya está dispuesto en
contacto con el segundo escudo 7, y de tal modo que las dos partes
cilíndricas 12 y 15 están sustancialmente alineadas en un sentido
axial, el propio dispositivo 1 está ensamblado en el cojinete de
contacto rodante 2 mediante la inserción del primer escudo 5 bajo
la superficie 6 del anillo exterior 4, y mediante la inserción del
segundo escudo 7 bajo la superficie 8 del anillo interior 3.
El conjunto del dispositivo 1 determina la
posición del cierre 10 en una configuración funcional, en la que el
labio 11 se encuentra sustancialmente aplastado y está dispuesto,
con los bordes afilados 30 y 37, en contacto con la superficie 13 y
la pestaña 14 y en la que el cuerpo de conexión 19 está sujeto a un
grado de flexión tal que las fibras dispuestas en correspondencia
con la superficie fija 22 se someten a tracción mientras que las
fibras dispuestas en correspondencia con la superficie 21 están
comprimidas. La resistencia del cuerpo 19 a la flexión determina un
"efecto de muelle" en el labio 11 que, por lo tanto, se empuja
además hacia el segundo escudo 7. El "efecto de muelle" durará
a lo largo de la vida útil del dispositivo 1 y garantizará de este
modo, por un lado, que el cierre 10 no se desgaste debido a la
fricción y, por otro lado, que la misma fricción se reduzca y se
module con el resultado de que la vida útil del propio dispositivo 1
se prolongará considerablemente.
De hecho, la forma del cuerpo 19 y el hecho de
que es inherentemente posible flexionar libremente sin ninguna
restricción estructural adicional y, finalmente, el hecho de que el
cuerpo 19 y el labio 11 se comporten de diferente forma en términos
de deformación, garantiza el contacto entre los bordes afilados 30 y
37 sin que reduzca el efecto de estanqueidad de ninguna manera y
hace al propio labio 11 más elástico y modula la presión de
contacto de los propios bordes afilados 30 y 37 mientras que reduce
la temperatura de trabajo efectiva e incrementa la vida útil del
dispositivo 1.
El hecho de que el cierre 10 pueda funcionar
independientemente para adaptar su propia configuración de trabajo
bajo diferentes condiciones de desgaste significa, por encima de
todo, que también puede superar cualquier error eventual de montaje
que se refiera a los dos escudos 5 y 7, con el resultado de que el
mismo conjunto se hace menos problemático.
\newpage
Se entiende que la presente invención no se
debería limitar a la forma de realización que se describe y se
ilustra en la presente memoria, que está pensada como una
ilustración de una forma de realización del dispositivo de
estanqueidad para un cojinete de contacto rodante, que puede
someterse a modificaciones adicionales en términos de forma y de
disposición de sus partes y detalles referentes a su construcción y
montaje.
Claims (4)
1. Dispositivo de estanqueidad (1) para un
cojinete de contacto rodante (2) que consta de un anillo interior
(3) y un anillo exterior (4) que son coaxiales entre sí y con el
eje de rotación (A) del propio cojinete de contacto rodante (2);
constando el dispositivo de:
- \bullet
- un primer escudo de metal (5) que consta de una parte cilíndrica (15) que se puede montar en el anillo exterior (4) del cojinete de contacto rodante (2) y que consta de una pestaña (16) de una pieza con la parte cilíndrica (15):
- \bullet
- un segundo escudo (7) que está realizado de un material metálico y que se puede acoplar al anillo interior (3); y
- \bullet
- un cierre (10) hecho de material sintético y anclado en la parte cilíndrica (15) del primer escudo (5) para extenderse libremente a partir de y sobresaliendo por encima de la misma parte cilíndrica (15): el cierre (10) que presenta, en sección axial, una forma menguante hacia una superficie cilíndrica de deslizamiento (13) del segundo escudo (7), y que presenta un labio de estanqueidad (11) que se dispone sustancialmente en contacto con el segundo escudo (7), la resistencia de la sección de conexión (19) para una determinada flexión es tal de modo que mantiene el labio de estanqueidad (11) en contacto con la superficie de deslizamiento (13) durante las variaciones en las condiciones de trabajo del cierre (10), constando el mencionado labio de estanqueidad (11) de una muesca lateral (20) que en uso se abre axialmente hacia el interior del cojinete de contacto rodante (2); estando el dispositivo de estanqueidad caracterizado porque la muesca (20) está además limitada radialmente hacia el interior mediante la pestaña (16), y está limitada axialmente en uso hacia el exterior del cojinete de contacto rodante (2) mediante una superficie plana (21) transversal el eje de rotación (A); y
que dicho cierre (10) consta de una
superficie menguante (22) que está axialmente abierta/hacia el
exterior del cojinete de contacto rodante (2) y que define junto
con la mencionada superficie plana (21), una sección de conexión
(19) entre el labio de estanqueidad (11) y la parte cilíndrica (15)
del primer escudo
(5).
2. Dispositivo de estanqueidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque el citado cierre (10)
y el segundo escudo (7) forman, entre sí, una ventana anular (27)
que da la cara hacia el interior del cojinete de contacto rodante
(2) y, también en relación el uno con el otro, una parte de
conexión (25) de la mencionada superficie cónica (22) que permite
la salida de los agentes contaminantes desde el propio dispositivo
de estanqueidad (1).
3. Dispositivo de estanqueidad según la
reivindicación 2, caracterizado porque el labio de
estanqueidad (11) presenta sustancialmente forma de U, con su
sección cóncava orientada hacia el anillo exterior (4) y hacia el
lado exterior de cojinete de contacto rodante (2), y consta de un
primer brazo (28) que se extiende a partir de la sección de
conexión (19) hacia la superficie de deslizamiento (13), y de un
segundo brazo (29) que se extiende a partir de la superficie de
deslizamiento (13) hacia el segundo escudo (7), con el que se pone
en contacto; el primer brazo (28) presenta un espesor decreciente a
medida que se extiende hacia la superficie de deslizamiento
(13).
4. Dispositivo de estanqueidad según la
reivindicación 3, caracterizado porque el primer brazo (28)
presenta, sustancialmente en correspondencia con el segundo brazo
(29), un borde afilado anular (30) que se dispone por debajo de la
superficie deslizante (13); el segundo brazo (29) presenta un
espesor sustancialmente constante a lo largo de toda su
longitud.
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