ES2884726T3 - Anillo de tolerancia con paneles de anillos de tolerancia discretos - Google Patents

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Benjamin Nias
Nik S Woodhead
Thomas B Francis
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Abstract

Un anillo de tolerancia (122) que comprende: una pluralidad de paneles de anillos de tolerancia discretos (300) en el que cada panel de anillos de tolerancia (300) comprende una pared lateral arqueada (302) que tiene una parte no formada (320) y al menos una proyección (322) que se extiende desde la parte no formada (320), en la que el al menos un saliente (322) está rodeado por la parte no formada (320) de la pared lateral arqueada (302) y en el que el anillo de tolerancia (122) está configurado para desplegarse en un ajuste de interferencia entre un componente interno (120) y un componente exterior (102) para proporcionar un acoplamiento de par entre el componente interior (120) y el componente exterior (102), y que comprende además una estructura de soporte (350) asegurada a los paneles (300) con el fin de mantener los paneles (300) en posición entre sí, caracterizada por que la estructura de soporte (350) incluye un primer anillo (400) fijado a una parte superior de cada panel de anillos de tolerancia (300) y un segundo anillo (402) fijado a la parte inferior de cada panel de anillos de tolerancia (300).

Description

DESCRIPCIÓN
Anillo de tolerancia con paneles de anillos de tolerancia discretos
La presente invención se dirige en general a anillos de tolerancia y, en particular, a anillos de tolerancia para brazos accionadores dentro de unidades de disco duro.
Descripción de la técnica relacionada
La presente invención se refiere a conjuntos de anillos de tolerancia, en los que un anillo de tolerancia proporciona un ajuste de interferencia entre partes de un conjunto, en el que una primera parte tiene una parte cilíndrica ubicada en un orificio cilíndrico de una segunda parte. En particular, la presente divulgación se refiere a conjuntos que tienen un anillo de tolerancia que proporciona un ajuste de interferencia entre un componente cilíndrico como un eje o un cojinete y un alojamiento para el eje.
Las técnicas de ingeniería mejoradas han dado como resultado la necesidad de una mayor precisión de las piezas de la máquina, lo cual aumenta los costes de fabricación. Se requieren tolerancias muy estrechas cuando se emplean ajustes a presión, estrías, pasadores o chaveteros para transmitir el par en aplicaciones como poleas, volantes o ejes de transmisión.
Los anillos de tolerancia se pueden utilizar para proporcionar un ajuste de interferencia entre las piezas necesarias para transmitir el par. Los anillos de tolerancia proporcionan un medio de bajo coste para proporcionar un ajuste de interferencia entre piezas que pueden no estar mecanizadas a las dimensiones exactas. Los anillos de tolerancia tienen una serie de otras posibles ventajas, como la compensación de diferentes coeficientes lineales de expansión entre las piezas, lo cual permite un montaje rápido del aparato y durabilidad.
Un anillo de tolerancia en general comprende una tira de material elástico, por ejemplo un metal como acero para muelles, cuyos extremos se juntan para formar un anillo. Una banda de salientes se extiende radialmente hacia afuera desde el anillo, o radialmente hacia adentro hacia el centro del anillo. Habitualmente, los salientes son formaciones, posiblemente formaciones regulares, como ondulaciones, crestas u ondas.
Cuando el anillo está ubicado en el espacio anular entre, por ejemplo, un eje y un orificio en una carcasa en la que está ubicado el eje, los salientes se comprimen. Cada saliente actúa como un muelle y ejerce una fuerza radial contra el eje y la superficie del orificio, proporcionando un ajuste de interferencia entre el eje y la carcasa. La rotación de la carcasa o el eje producirá una rotación similar en el otro eje o la carcasa, ya que el par de torsión es transmitido por el anillo de tolerancia. Típicamente, la banda de salientes está flanqueada axialmente por regiones anulares del anillo que no tienen formaciones (conocidas en la técnica como "regiones no formadas" del anillo de tolerancia).
Aunque los anillos de tolerancia normalmente comprenden una tira de material elástico que está curvada para permitir la fácil formación de un anillo superponiendo los extremos de la tira, también se puede fabricar un anillo de tolerancia como una banda anular. El término "anillo de tolerancia", como se usa en lo sucesivo, incluye ambos tipos de anillo de tolerancia. El término "eje", como se utiliza en lo sucesivo, incluye cualquier componente de montaje con una parte cilíndrica, como un eje o un cojinete. El documento US 4 569 614 A se refiere a un acoplamiento para sujetar dos miembros cuyas caras opuestas mantienen un espacio igual y son libres para desplazarse relativamente hacia la izquierda o hacia la derecha, en el que una cuña que se inclina con un ángulo más estrecho que el ángulo de fricción para oscular cada una de las caras opuestas de los miembros, es capaz de acuñar las caras opuestas mediante el desplazamiento relativo de los miembros hacia el lado ascendente de la cuña. El acoplamiento está dispuesto a la izquierda y a la derecha respectivamente en la dirección de desplazamiento relativo de los miembros, de modo que dos miembros se pueden acoplar de forma sencilla, rígida y libre con la disminución de la fuerza del eje, lo cual permite un fácil ajuste de fase o división o similar. El documento EP 1759 955 A2 se refiere a un casquillo para inserción entre dos miembros interiores y exteriores que se enganchan entre sí relativamente móviles, teniendo el casquillo una parte que está dispuesta para contener la expansión y/o contracción entre los miembros bajo carga de temperatura variable. La parte puede ser ondulada, por ejemplo y/o tener un espesor de sección menor que otras partes del casquillo. Los miembros pueden ser miembros de columna de dirección interior y exterior para un vehículo. DE 102011 015 199 A1 se refiere a un dispositivo que tiene una transmisión azimutal y un accionamiento azimutal que comprende una salida, es decir, un eje, que está conectado con la transmisión, donde el accionamiento está diseñado como un motor eléctrico controlado por frecuencia. Un limitador de par está dispuesto entre el accionamiento y la transmisión en una ranura interior de un manguito enchufable y está previsto para limitar el par que actúa sobre el accionamiento. El limitador de par está diseñado como una carcasa y está conectado a una pieza de inserción que está conectada con la salida del variador o la transmisión de manera a prueba de par. El documento US 6480 363 B1 se refiere a un conjunto de pivote mejorado para un accionador de unidad de disco duro.
En consecuencia, la industria sigue necesitando mejoras en los anillos de tolerancia, particularmente los anillos de tolerancia instalados dentro de las unidades de disco duro.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se puede entender mejor, y sus numerosas características y ventajas pueden resultar evidentes para los expertos en la técnica, haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La FIG. 1 incluye una vista en perspectiva despiezada de un conjunto de unidad de disco duro de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 2 incluye una vista en sección transversal de un conjunto de unidad de disco duro de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 3 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 4 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia de acuerdo con otro modo de realización.
La FIG. 5 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia de acuerdo con otro modo de realización más.
La FIG. 6 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia como ejemplo que no forma parte de la presente invención.
La FIG. 7 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia como ejemplo que no forma parte de la presente invención.
La FIG. 8 incluye una vista en perspectiva de un anillo de tolerancia como ejemplo que no forma parte de la presente invención.
El uso de los mismos símbolos de referencia en diferentes dibujos indica elementos similares o idénticos.
Descripción detallada
La siguiente descripción está dirigida a los anillos de tolerancia y, en particular, a los anillos de tolerancia que se pueden instalar dentro de una unidad de disco duro entre un conjunto de pivote y un orificio formado en un brazo accionador. En un aspecto, se puede colocar un anillo de tolerancia alrededor del conjunto de pivote y a continuación este conjunto se puede insertar en el orificio. De forma alternativa, el anillo de tolerancia se puede insertar en el orificio y el pivote se puede insertar en el anillo de tolerancia.
En un anillo de tolerancia típico, las ondas más cercanas al espacio tienden a ser las más débiles, es decir, menos rígidas, ya que las ondas tienen un espacio en un lado y material en el otro y las ondas restantes en el anillo de tolerancia están flanqueadas por material en ambos lados. Esta variación en la rigidez puede provocar que las variables de rendimiento, por ejemplo, la resonancia y la alineación, sean muy dependientes de la posición del espacio en el conjunto de la unidad de disco duro. Intentar optimizar la ubicación de la brecha para un parámetro de rendimiento puede afectar negativamente a otros parámetros de rendimiento. Esto, a su vez, puede comprometer el rendimiento general.
Un anillo de tolerancia de acuerdo con una o más de los modos de realización descritos en el presente documento se define en la reivindicación 1. Incluye una pluralidad de paneles de anillos de tolerancia discretos que pueden estar igualmente espaciados alrededor de la circunferencia del anillo de tolerancia y el anillo de tolerancia puede ser simétrico alrededor de un eje que pasa por el centro del anillo de tolerancia y un espacio en el anillo de tolerancia.
La disposición proporcionada por los paneles de anillos de tolerancia aquí descritos puede proporcionar un anillo de tolerancia que tiene una frecuencia resonante y una rigidez que no varían sustancialmente de forma circunferencial alrededor del anillo de tolerancia. Como tal, el anillo de tolerancia puede mantener el conjunto de pivote alineado dentro del orificio y puede evitar sustancialmente cualquier balanceo del poste dentro del orificio bajo cargas operativas normales en casi cualquier dirección radial.
En referencia inicialmente a la FIG. 1, se ilustra un conjunto de unidad de disco duro y en general se designa como 100. El conjunto de unidad de disco duro 100 puede incluir un brazo accionador 102 para una unidad de disco duro y un conjunto de pivote 104.
Como se ilustra, el brazo accionador 102 puede incluir un extremo proximal 110 y un extremo distal 112. Una pluralidad de cabezales de lectura/escritura 114 puede extenderse desde el extremo distal 112 del brazo accionador 102. Además, el brazo accionador 102 se puede formar con un orificio 116 cerca del extremo proximal 110 del brazo accionador 102.
La FIG. 1 indica además que el conjunto de pivote 104 puede incluir un pivote 120 y un anillo de tolerancia 122. El pivote 120 puede incluir un miembro interior 124 y un miembro exterior 126, y el miembro exterior 126 puede girar con respecto al miembro interior 124.
En un aspecto particular, el anillo de tolerancia 122 puede encajar alrededor del pivote 120 y a continuación, el conjunto de pivote 104 puede instalarse dentro del orificio 116. En otro aspecto, el anillo de tolerancia 122 se puede colocar dentro del orificio 116 y el pivote 120 se puede insertar en el anillo de tolerancia 122. El anillo de tolerancia 122 puede establecer un ajuste de interferencia entre el miembro exterior 126 del pivote 120 y el orificio 116 del brazo accionador 102. Como tal, el brazo accionador 102 puede girar con el miembro exterior 126 del pivote 120 alrededor del miembro interior 124 del pivote 120.
En consecuencia, como se muestra en la FIG. 2, el anillo de tolerancia 122 se puede instalar dentro del orificio 116 entre un componente exterior, el brazo accionador 102, y un componente interior, el pivote 120. En un aspecto particular, cuando está instalado, ninguna parte del anillo de tolerancia 122 se extiende más allá de la parte superior o inferior del orificio y el anillo de tolerancia 122 puede estar completamente contenido dentro del orificio 116. En otro aspecto, una parte del anillo de tolerancia 122, por ejemplo, una parte superior, una parte inferior, una estructura en la parte superior, una estructura en la parte inferior o una combinación de las mismas, puede extenderse desde el orificio.
Como se ilustra en la FIG. 2, y se describe con mayor detalle a continuación, el anillo de tolerancia 122 puede configurarse para acoplarse a la pared interior del orificio 116 y la pared exterior del pivote 120 para mantener el pivote 120 dentro del brazo accionador 102 en un ajuste de interferencia. El anillo de tolerancia 122 puede tener en cuenta las variaciones dimensionales expandiéndose alrededor del pivote 120 a medida que se instala sobre el mismo y a continuación, al menos parcialmente, deformándose o comprimiéndose dentro del orificio 116 durante la instalación.
En referencia ahora a la FIG. 3, se ilustran detalles relacionados con el anillo de tolerancia 122. Como se indicó anteriormente, el anillo de tolerancia 122 está configurado para desplegarse en un ajuste de interferencia entre un componente interno y un componente externo para proporcionar un acoplamiento de par entre un componente interno y un componente externo. El componente interno puede ser el conjunto de pivote, descrito anteriormente, y el componente externo puede ser el brazo accionador para el conjunto de unidad de disco duro, también descrito anteriormente.
Como se muestra, el anillo de tolerancia 122 puede incluir una pluralidad de paneles de anillos de tolerancia discretos 300. Cada panel de anillos de tolerancia 300 puede incluir una pared lateral arqueada 302 que tiene una parte superior 304 y una parte inferior 306. En la FIG. 3, la pared lateral arqueada 302 de cada panel de anillos de tolerancia 300 también puede incluir una parte de pestaña superior 308 que se puede extender desde la parte superior 304 de la pared lateral arqueada 302 y una parte de pestaña inferior 310 que puede extenderse desde la parte inferior 306 de la pared lateral arqueada 302.
En un aspecto particular, los paneles de anillos de tolerancia 300 están separados circunferencialmente para formar una pluralidad de espacios 312 dentro del anillo de tolerancia 122. Cada espacio 312 puede incluir un ancho circunferencial, Wg, y Wg es uniforme alrededor del anillo de tolerancia 122. De forma alternativa, Wg puede variar alrededor del anillo de tolerancia 122. En otro aspecto, cada panel de anillos de tolerancia 300 puede tener una anchura circunferencial, Wp. Wp puede ser uniforme alrededor del anillo de tolerancia. En otro aspecto, W p puede variar alrededor del anillo de tolerancia.
En otro aspecto, Wg puede ser < 400 % W p, como < 300 % W p, < 200 % W p, < 100 % Wp o < 50 % Wp. Además, Wg puede ser > 1 % Wp, como > 5 % Wp o > 10 % W p. En otro aspect, Wg puede estar dentro de un rango entre e incluyendo cualquiera de los valores de Wg descritos en el presente documento. Por ejemplo, Wg puede ser < 400 % W p y > 1 % Wp, como < 400 % Wp y > 5 % Wp, < 400 % W p y/o > 10 % Wp. Wg puede ser < 300 % W p y > 1 % W p, como < 300 % W p y > 5 % W p, < 300 % W p y/o > 10 % W p. Además, Wg puede ser < 200 % W p y > 1 % W p, como < 200 % W p y > 5 % Wp, < 200 % W p y/o > 10 % Wp. Aún más, Wg puede ser < 150 % Wp y > 1 % Wp, como < 150 % Wp y > 5 % Wp, < 150 % Wp y/o > 10 % Wp. Aún más, Wg puede ser < 100 % Wp y > 1 % Wp, como < 100 % W p y > 5 % Wp, < 100 % W p y/o > 10 % W p.
En un modo de realización particular, el anillo de tolerancia 122 puede incluir al menos dos paneles de anillos de tolerancia discretos 300, tales como al menos tres paneles de anillos de tolerancia discretos 300, al menos cuatro paneles de anillos de tolerancia discretos 300, al menos cinco paneles de anillos de tolerancia discretos 300, en al menos seis paneles de anillos de tolerancia discretos 300, o al menos ocho paneles de anillos de tolerancia discretos 300. Además, el anillo de tolerancia 122 puede incluir no más de veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300. Además, el anillo de tolerancia 122 puede incluir entre dos y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, tales como entre tres y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, entre cuatro y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, entre cinco y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, entre seis y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, o entre ocho y veinte paneles de anillos de tolerancia discretos 300, inclusive.
El anillo de tolerancia 122 puede incluir un eje central 314 y, como se muestra en la FIG. 2 y la FIG. 3, en un aspecto particular, las partes de pestaña 308, 310 se pueden inclinar en una dirección hacia afuera con respecto al eje central 314 del anillo de tolerancia 122. Debe entenderse que las partes de pestaña 308, 310 pueden formar un ángulo en una dirección hacia dentro con respecto al eje central 314. En cualquier caso, las partes de pestaña 308, 310 pueden formar un ángulo, a, con respecto al eje central 314. En un aspecto particular, a puede ser > 5 °, como > 10 °, o > 15 °. En otro aspecto, a puede ser < 30 °, como < 25 ° o < 20 °. En otro aspecto, a puede estar dentro de un rango entre e incluyendo cualquiera de los valores máximo y mínimo de un a divulgado en el presente documento.
Por ejemplo, a puede ser > 5 ° y menor que < 30 °, como > 5 ° y < 25 °, o > 5 ° y < 20 °. Además, a puede ser > 10 ° y menor que < 30 °, como > 10 ° y < 25 °, o > 10 ° y < 20 °. Aún más, a puede ser > 15 ° y menor que < 30 °, como > 15 ° y < 25 °, o > 15 ° y < 20 °.
Como se ilustra más claramente en la FIG. 2, el anillo de tolerancia 122 puede incluir un espesor de pared total, tow, que es la distancia entre la superficie interior de la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 300 y una superficie exterior de una estructura de pared formada en la pared lateral 302 de la panel de anillos de tolerancia 300. Además, cada parte de pestaña 308, 310 puede extenderse desde la pared lateral arqueada 302 de manera que cada parte de pestaña 308, 310 tenga un espesor total de pestaña, toF, que es la distancia entre la superficie interior de la pared lateral arqueada 302 del panel del anillo de tolerancia 30 y el borde exterior de la parte de pestaña 308, 310. En un aspecto particular, toF puede ser > 30 % tow, como > 35 % tow, > 40 % tow, > 45 % tow, > 50 % tow, > 55 % tow, o > 60 % tow. Además, toF puede ser < 98 % tow, como < 95 % tow, < 90 % tow, < 85 % tow, o < 80 % tow. En otro aspecto, toF puede estar dentro de un intervalo entre, e incluyendo, cualquiera de los valores porcentuales de tow descritos anteriormente.
Por ejemplo, toF puede ser > 30 % tow y < 98 % tow, como > 30 % tow y < 95 % tow, > 30 % tow y < 90 % tow, > 30 % tow y < 85 % tow, o > 30 % tow y < 80 % tow. Además, toF puede ser > 35 % tow y < 98 % tow, como > 35 % tow y < 95 % tow, > 35 % tow y < 90 % tow, > 35 % tow y < 85 % tow, o > 35 % tow y < 80 % tow. Además, toF puede ser > 40 % tow y < 98 % tow, como > 40 % tow y < 95 % tow, > 40 % tow y < 90 % tow, > 40 % tow y < 85 % tow, o > 40 % tow y < 80 % tow. Además, toF puede ser > 45 % tow y < 98 % tow, como > 45 % tow y < 95 % tow, > 45 % tow y < 90 % tow, > 45 % tow y < 85 % tow, o > 45 % tow y < 80 % tow. Aún más, toF puede ser > 50 % tow y < 98 % tow , como > 50 % tow y < 95 % tow, > 50 % tow y < 90 % tow, > 50 % tow y < 85 % tow, o > 50 % tow y < 80 % tow. En otro aspecto, toF puede ser > 55 % tow y < 98 % tow, como > 55 % tow y < 95 % tow, > 55 % tow y < 90 % tow, > 55 % tow y < 85 % tow, o > 55 % tow y < 80 % tow. En otro aspecto más, toF puede ser > 60 % tow y < 98 % tow, como > 60 % tow y < 95 % tow, > 60 % tow y < 90 % tow, > 60 % tow y < 85 % tow, o > 60 % tow y < 80 % tow.
Volviendo a la FIG. 3, la pared lateral arqueada 302 puede incluir una parte no formada 320. Puede formarse al menos un saliente 322 en la pared lateral arqueada 302 y puede extenderse desde la pared lateral arqueada 302. Cada uno de los al menos un saliente 322 puede estar rodeado por la parte no formada 320 de la pared lateral arqueada 302. El al menos un saliente 322 puede extenderse radialmente hacia adentro, radialmente hacia afuera, o tanto radialmente hacia adentro como radialmente hacia afuera con respecto al eje central 314 del anillo de tolerancia 122. El al menos un saliente 322 puede adaptarse para entrar en contacto con una superficie interior de un componente exterior o una superficie exterior de un componente interior.
En ciertos modos de realización que incluyen partes de pestaña 308, 310 y proyecciones 322 que se extienden en una dirección hacia adentro con relación al eje central 314, se puede medir tow entre una superficie externa de la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 302 y una superficie interna de una estructura de pared formada en la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 302. Además, en tales modos de realización, toF se mide entre la superficie exterior de la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 302 y el borde interior de la parte de pestaña 308, 310.
La al menos una proyección 322 formada en cada pared lateral arqueada 302 puede incluir una única estructura ondulada alargada o una columna ondulada que incluye dos o más estructuras onduladas alineadas verticalmente entre sí a lo largo de la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 300, a lo largo de una longitud del panel de anillos de tolerancia 300.
Como se ilustra en la FIG. 3, el al menos un saliente 322 puede incluir una columna de ondas 330 que puede formar una primera onda 332 cerca de la parte superior 306 de la pared lateral arqueada 302 del panel de anillos de tolerancia 300 y una segunda onda 334 cerca de la parte inferior 308 de la pared lateral arqueada 304 del panel de anillos de tolerancia 300. En un aspecto particular, la primera onda 332 se puede centrar dentro de la mitad superior de la longitud del panel 300 del anillo de tolerancia. Además, la segunda onda 334 se puede centrar dentro de la mitad inferior de la longitud del panel 300 del anillo de tolerancia.
La FIG. 4 y la FIG. 5 indican que el anillo de tolerancia 122 incluye además una estructura de soporte 350 que está asegurada a los paneles de anillos de tolerancia 300 para mantener la posición de los paneles de anillos de tolerancia 300 entre sí. La FIG. 4 muestra que la estructura de soporte 350 incluye un primer anillo 400 fijado a la parte superior de cada panel de anillos de tolerancia 300 y un segundo anillo 402 fijado a la parte inferior de cada panel de anillos de tolerancia 300. Los anillos 400, 402 incluyen una periferia interior y los paneles de anillos de tolerancia 300 pueden fijarse a la periferia interior de los anillos 400, 402. En un modo de realización alternativo, las proyecciones 322 de los paneles de anillos de tolerancia 300 pueden extenderse radialmente hacia dentro y los paneles de anillos de tolerancia 300 pueden fijarse a una periferia exterior del primer y segundo anillos 400, 402. En otro aspecto, los paneles de anillos de tolerancia 300 pueden fijarse a la periferia interior y la periferia exterior de los anillos 400, 402. En tal caso, los paneles de anillos de tolerancia 300 pueden incluir una combinación de paneles que tienen proyecciones dirigidas hacia adentro y paneles que tienen proyecciones dirigidas hacia afuera.
En un aspecto particular, como se ilustra en la FIG. 5, cada anillo 400, 402 puede incluir un espacio 500 que puede extenderse completamente a través del anillo 400, 402 para formar un anillo partido. Además, cada anillo 400, 402 puede ser deformable. Además, cada anillo 400, 402 puede acoplarse de forma desmontable con los paneles de anillos de tolerancia 300 de modo que después de la instalación de los paneles de anillos de tolerancia 300 entre un componente interior y un componente exterior, los anillos 400, 402 se pueden retirar de los paneles de anillos de tolerancia. 300.
En otro aspecto, cada anillo 400, 402 puede tener un diámetro de sección transversal, D, y cada panel arqueado tiene un espesor medido a través de la parte no formada, T. En este aspecto, D puede ser > 50 % T, como 60 % T, o 70 % T. Además, D puede ser < 300 % T, como < 250 % T, < 200 % T, < 150 % T o < 100 % T. En otro aspecto, D puede estar dentro de un rango entre e incluyendo cualquiera de los valores máximo y mínimo de D descritos en el presente documento.
Por ejemplo, D puede ser > 50 % T y < 300 % T, como > 50 % T y < 250 % T, > 50 % T y < 200 % T, > 50 % T y < 150 % T, o > 50 % T y < 100 % T. D puede ser > 60 % T y < 300 % T, como > 60 % T y < 250 % T, > 60 % T y < 200 % T, > 60 % T y < 150 % T, o > 60 % T y < 100 % T. Además, D puede ser > 70 % T y < 300 % T, como > 70 % T y < 250 % T, > 70 % T y < 200 % T, > 70 % T y < 150 % T, o > 70 % T y < 100 % T.
En un ejemplo, que no forma parte de la presente invención, como se ilustra en la FIG. 6, la estructura de soporte 350 puede incluir un cilindro hueco 600 de pared delgada. El cilindro 600 puede ser continuo o el cilindro 600 puede incluir una ranura, o espacio 602, formado en el mismo de modo que el cilindro 600 esté completamente dividido a lo largo de la altura del cilindro 600. Como se indica en la FIG. 6, el cilindro 600 puede incluir una superficie exterior 604. Los paneles de anillos de tolerancia 300, que tienen proyecciones 322 dirigidas hacia fuera, pueden fijarse a la superficie exterior 602 del cilindro. En otro aspecto, el cilindro 600 puede incluir una superficie interior 606 y los paneles de anillos de tolerancia 300, que tienen proyecciones dirigidas hacia dentro, pueden fijarse a la superficie interior 604 del cilindro.
El cilindro 600 puede incluir una película, una película metalizada o una hoja. Además, el cilindro 600 puede ser soluble, por ejemplo, en agua, acetona o algún otro disolvente apropiado. Por consiguiente, después de instalar el anillo de tolerancia 300 entre un componente interior y un componente exterior, el conjunto puede sumergirse o bañarse en el disolvente para retirar el cilindro. En otro aspecto, el cilindro 600 puede ser elástico o flexible. En tal caso, el cilindro 600 puede expandirse para ajustarse alrededor de ejes que tienen diferentes tamaños dentro de un rango de tolerancias. Al menos una parte de la superficie interior 606 o la superficie exterior 604 del cilindro 600 se puede recubrir con un adhesivo y los paneles de anillos de tolerancia 300 se pueden fijar al cilindro 600 mediante el adhesivo. En otro aspecto, el adhesivo puede ser soluble de modo que el cilindro pueda retirarse del anillo de tolerancia 300 después de la instalación.
En un aspecto particular, el cilindro 600 puede incluir un espesor de pared lateral, Tc, y cada panel arqueado puede tener un espesor, T, medido a través de la parte no formada 320 del panel de anillos de tolerancia. En este aspecto, Tc puede ser < 100 % T, como < 75 % T, < 50 % T, o < 25 % T. Tc puede ser > 1 % T, como > 2,5 % T, o > 5 % T. Además, la Tc puede estar dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los valores de Tc descritos en la presente memoria.
Por ejemplo, Tc puede ser < 100 % T y > 1 % T, como < 100 % T y > 2,5 % T, o < 100 % T y > 5 % T. Además, Tc puede ser < 75 % T y > 1 % T, como < 75 % T y > 2,5 % T, o < 75 % T y > 5 % T. Además, Tc puede ser < 50 % T y > 1 % T, como < 50 % T y > 2,5 % T, o < 50 % T y > 5 % T. Aún más, Tc puede ser < 25 % T y > 1 % T, como < 25 % T y > 2,5 % T, o < 25 % T y > 5 % T.
Haciendo referencia a la FIG. 7 y la FIG. 8, que muestran ejemplos que no forman parte de la presente invención, la estructura de soporte 350 puede incluir una pluralidad de estructuras de soporte discretas 700. Cada estructura de soporte discreta 700 se puede conectar a dos paneles de anillos de tolerancia 300 adyacentes. En particular, cada estructura de soporte discreta 700 se puede unir a los paneles de anillos de tolerancia adyacentes 300 a lo largo de un borde de cada panel de anillos de tolerancia 300. Además, cada estructura de soporte discreta 700 puede solapar ligeramente los bordes de cada panel de anillos de tolerancia 300 adyacente, por ejemplo, sobre las superficies exteriores de los paneles de anillos de tolerancia 300 o las superficies internas de los paneles de anillos de tolerancia 300.
En un aspecto particular, como se ilustra en la FIG. 7 y la FIG. 8, cada estructura de soporte discreta 700 puede incluir una parte de un cilindro hueco de pared delgada. Además, cada estructura de soporte discreta 700 puede incluir una película, una película metalizada o una hoja. Además, cada estructura de soporte discreta 700 puede ser elástica o flexible. En un aspecto particular, como se ilustra en la FIG. 7, cada par adyacente de paneles de anillos de tolerancia 300 se puede conectar a una estructura de soporte discreta 700. Sin embargo, como se muestra en la FIG. 8, una estructura de soporte discreta 700 puede retirarse del conjunto, para establecer un espacio 800 entre dos paneles de anillos de tolerancia 300 adyacentes.
En otro aspecto, cada estructura de soporte discreta 700 puede incluir una parte de un anillo. Además, en otro aspecto más, cada estructura de soporte discreta 700 puede tener un espesor que sea mayor que el espesor de la pared de la parte no formada 320 del panel de anillos de tolerancia 300. En este aspecto, cada estructura de soporte discreta 700 puede incluir una ranura axial formada a lo largo de cada borde de la estructura de soporte discreta 700 y un borde de cada panel de anillos de tolerancia 300 adyacente puede encajar en una ranura respectiva formada en la estructura de soporte discreta 700.
En cada uno de los diversos aspectos descritos en el presente documento, cada estructura de soporte 350 puede incluir una altura, Hss. Además, cada panel de anillos de tolerancia 300 puede incluir una altura, Hp. En un aspecto, Hss puede ser < Hp. Por ejemplo, Hss puede ser < 95 % Hp, como < 75 % Hp, < 50 % Hp o < 25 % Hp. Hss también puede ser > 1 % Hp, como > 5 % Hp, o > 10 % Hp. En este aspecto, Hss puede estar dentro de un rango entre e incluyendo cualquiera de los valores máximos o mínimos de Hss.
Por ejemplo, Hss puede ser < 95 % Hp y > 1 % Hp, como < 95 % Hp y > 5 % Hp, o < 95 % Hp y > 10 % Hp. Además, Hss puede ser < 75 % Hp y > 1 % Hp, como < 75 % Hp y > 5 % Hp, o < 75 % Hp y > 10 % Hp. Aún más, Hss puede ser < 50 % Hp y > 1 % Hp, como < 50 % Hp y > 5 % Hp, o < 50 % Hp y > 10 % Hp. Además, Hss puede ser < 25 % Hp y > 1 % Hp, como < 25 % Hp y > 5 % Hp, o < 25 % Hp y > 10 % Hp.
En otro aspecto, para facilitar la extracción de la estructura de soporte 350, Hss puede ser > Hp de modo que una parte de la estructura de soporte 350 se extienda más allá de la parte superior de los paneles de anillos de tolerancia 300. Por ejemplo, Hss puede ser > 105 % Hp, como > 110 % Hp o > 120 % Hp. En este aspecto, Hss puede ser < 200 % Hp, como < 175 % Hp, o < 150 % Hp. Hss puede estar dentro de un rango entre e incluyendo cualquiera de los valores máximos y mínimos descritos en el presente documento.
Por ejemplo, Hss puede ser > 105 % Hp y < 200 % Hp, como > 105 % Hp y < 175 % Hp, o > 105 % Hp y < 150 % Hp Además, Hss puede ser > 110 % Hp y < 200 % Hp, como > 110 % Hp y < 175 % Hp, o > 110 % Hp y < 150 % Hp Además, Hss puede ser > 120 % Hp y < 200 % Hp, como > 120 % Hp y < 175 % Hp, o
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120 % Hp y < 150 % Hp.
En otro aspecto más, la estructura de soporte 350 puede ser más corta que los paneles de anillos de tolerancia 300 pero instalada de tal manera que una parte de la estructura de soporte 350 se extienda más allá de la parte superior o inferior de los paneles de anillos de tolerancia 300.
En un aspecto particular, cuando el conjunto de pivote 104 se instala dentro del orificio 116 del brazo acccionador con el anillo de tolerancia 122 dispuesto entre ellos, el pivote 120 y el orificio 116 pueden incluir un eje central que se encuentra a lo largo o casi a lo largo del eje central 314 del anillo de tolerancia 122. El anillo de tolerancia 122 puede proporcionar una rigidez axial que puede resistir sustancialmente el movimiento de balanceo del pivote 120 con respecto al orificio 116 y el accionador 102 en el que el eje central del pivote 120 gira alrededor de un eje perpendicular al eje central (un eje longitudinal) con respecto al eje central 314.
Cuando se deja sin restricciones, tal movimiento de oscilación puede hacer que los cabezales 114 de lectura/escritura entren en contacto con un disco duro. Este contacto no es deseado y puede ocasionar fallos en una unidad de disco duro. En un aspecto particular, la rigidez axial del anillo de tolerancia 122 no varía demasiado cuando se mide en varios lugares circunferencialmente alrededor de un conjunto que incluye el anillo de tolerancia 122. Por ejemplo, la rigidez axial, ASg, del anillo de tolerancia 122 a través del espacio 312 se puede medir en una primera dirección que pasa a través del espacio 312 y un centro 314 del anillo de tolerancia 122. La rigidez axial del anillo de tolerancia 122 perpendicular al intersticio 312, ASpg, se puede medir en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección. ASg puede ser > 90 % ASpg, como > 91 % ASpg, > 92 % ASpg, > 93 % ASpg, > 94 % ASpg o > 95 % ASpg. Además, Asg puede ser < 100 % ASpg, < 99 % ASpg, < 98 % ASpg, < 97 % ASpg o < 96 % ASpg. Además, ASg puede estar dentro de un rango entre, e incluyendo, cualquiera de los valores porcentuales de ASpg descritos anteriormente.
Además, la frecuencia de resonancia del anillo de tolerancia 122 no varía mucho cuando se mide en varios lugares circunferencialmente del conjunto en el que está instalado el anillo de tolerancia 122. Por ejemplo, la frecuencia de resonancia del anillo de tolerancia 122 a través del espacio 312, RFg, se puede medir en una primera dirección que pasa a través del espacio 312 y el centro 314 del anillo de tolerancia 122. La frecuencia de resonancia del anillo de tolerancia 122 perpendicular al espacio 312, RFpg, se puede medir en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección. RFg puede ser > 90 % RFpg, como > 91 % RFpg, > 92 % RFpg, > 93 % RFpg, > 94 % RFpg o > 95 % RFpg. Además, RFg puede ser < 100 % RFpg, < 99 % RFpg, < 98 % RFpg, < 97 % RFpg o < 96 % RFpg. Además, RFg puede estar dentro de un rango entre, e incluyendo, cualquiera de los valores porcentuales de RFpg descritos anteriormente.
Si bien la FIG. 2 y la FIG. 3 indican que el anillo de tolerancia 122 puede incluir un banco de ondas 330 y una sección no formada 320. En otros aspectos, el anillo de tolerancia 122 puede incluir dos bancos de ondas y dos secciones no formadas, tres bancos de ondas y tres secciones no formadas, cuatro bancos de ondas y cuatro secciones no deformadas, cinco bancos de ondas y cinco secciones no formadas, seis bancos de ondas y seis secciones no formadas, Además, si bien cada banco de ondas incluye tres estructuras de ondas, en otros aspectos cada banco de ondas puede incluir una estructura de ondas, dos estructuras de ondas, cuatro estructuras de ondas, cinco estructuras de ondas, seis estructuras de ondas, etc.
En un aspecto particular, el anillo de tolerancia, por ejemplo, cualquiera de los anillos de tolerancia descritos en el presente documento, puede proporcionar una concentricidad, C, que se mide como una distancia entre el centro de un componente interno y el centro de un componente externo después del ensamblaje como se describe en el presente documento. C puede ser < 50 pm, como < 45 pm, < 40 mm, < 35 pm, < 30 pm, < 25 pm o < 20 pm. Además, C puede ser > 1 pm, como C > 5 pm. C > 10 pm o C > 15 pm. Además, C puede estar dentro de un rango entre, e incluyendo, cualquiera de los valores de C descritos en el presente documento.
En un aspecto particular, un anillo de tolerancia de acuerdo con cualquiera de los aspectos descritos en el presente documento puede estar hecho de un metal, una aleación de metal o una combinación de los mismos. El metal puede incluir un metal ferroso. Además, el metal puede incluir acero. El acero puede incluir acero inoxidable, como acero inoxidable austenítico. Además, el acero puede incluir acero inoxidable que comprende cromo, níquel o una combinación de los mismos. Por ejemplo, el acero puede ser acero inoxidable X10CrNi18-8. Además, el anillo de tolerancia puede incluir una dureza de número de pirámide de Vickers, VPN, que puede ser > 350, como > 375, > 400 o > 425. VPN también puede ser < 500, como < 475 o < 450. La VPN también puede estar dentro de un rango entre, e incluyendo, cualquiera de los valores de VPN descritos en el presente documento.
Por ejemplo, VPN puede ser > 350 y < 500, como > 350 y < 475, o > 350 y < 450. VPN puede ser > 375 y < 500, como > 375 y < 475, o > 375 y < 450. VPN puede ser > 400 y < 500, como > 400 y < 475, o > 400 y < 450. Además, VPN puede ser > 425 y < 500, como > 425 y < 475, o > 425 y < 450.
En otro aspecto, el anillo de tolerancia puede tratarse para aumentar su resistencia a la corrosión. En particular, el anillo de tolerancia puede pasivarse. Por ejemplo, el anillo de tolerancia puede pasivarse de acuerdo con la norma ASTM A967.
En otro aspecto, el material de existencias a partir del cual se puede formar el anillo de tolerancia puede tener un espesor, t, y t puede ser > 0,075 mm, como > 0,080 mm, > 0,085 mm, > 0,087 mm, > 0,090 mm, > 0,095 mm, o > 0,100 mm. En otro aspecto, t puede ser < 0,115 mm, como < 0,113 mm, < 0,110 mm o < 0,105 mm. Además, t puede estar dentro de un intervalo entre, e incluyendo, cualquiera de los valores de t descritos anteriormente.
Por ejemplo, t puede ser > 0,075 mm y < 0,115 mm, como > 0,075 mm y < 0,113 mm, > 0,075 mm y < 0,110 mm, o > 0,075 mm y < 0,105 mm. En este aspecto, t puede ser > 0,080 mm y < 0,115 mm, como > 0,080 mm y < 0,113 mm, > 0,080 mm y < 0,110 mm, o > 0,080 mm y < 0,105 mm. Además, t puede ser > 0,085 mm y < 0,115 mm, como > 0,085 mm y < 0,113 mm, > 0,085 mm y < 0,110 mm, o > 0,085 mm y < 0,105 mm. Además, t puede ser > 0,087 mm y < 0,115 mm, como > 0,087 mm y < 0,113 mm, > 0,087 mm y < 0,110 mm, o > 0,087 mm y < 0,105 mm. Además, t puede ser > 0,090 mm y < 0,115 mm, como > 0,090 mm y < 0,113 mm, > 0,090 mm y < 0,110 mm, o > 0,090 mm y < 0,105 mm. Aún más, t puede ser > 0,095 mm y < 0,115 mm, como > 0,095 mm y < 0,113 mm, > 0,095 mm y < 0,110 mm, o > 0,095 mm y < 0,105 mm. Además, t puede ser > 0,1 mm y < 0,115 mm, como > 0,1 mm y < 0,113 mm, > 0,1 mm y < 0,110 mm, o > 0,1 mm y < 0,105 mm.
El anillo de tolerancia de acuerdo con cualquiera de los aspectos descritos en el presente documento puede tener un diámetro exterior total, DE y DE puede ser > 5 mm, como > 6 mm, > 7 mm, > 8 mm o > 9 mm. El diámetro exterior puede ser < 20 mm, como < 15 mm, < 14 mm, < 13 mm, < 12 mm o < 10 mm. Además, el DE puede estar dentro de un intervalo comprendido entre cualquiera de los valores de DE descritos en el presente documento.
Por ejemplo, el diámetro exterior puede ser > 5 mm y < 20 mm, como > 5 mm y < 15 mm, > 5 mm y < 14 mm, > 5 mm y < 13 mm, > 5 mm y < 12 mm, o > 5 mm y < 10 mm. El diámetro exterior puede ser > 6 mm y < 20 mm, como > 6 mm y < 15 mm, > 6 mm y < 14 mm, > 6 mm y < 13 mm, > 6 mm y < 12 mm, o > 6 mm y < 10 mm. El diámetro exterior también puede ser > 7 mm y < 20 mm, como > 7 mm y < 15 mm, > 7 mm y < 14 mm, > 7 mm y < 13 mm, > 7 mm y < 12 mm, o > 7 mm y < 10 mm. Además, el diámetro exterior puede ser > 8 mm y < 20 mm, como > 8 mm y < 15 mm, > 8 mm y < 14 mm, > 8 mm y < 13 mm, > 8 mm y < 12 mm, o > 8 mm y < 10 mm. El diámetro exterior puede ser > 9 mm y < 20 mm, como > 9 mm y < 15 mm, > 9 mm y < 14 mm, > 9 mm y < 13 mm, > 9 mm y < 12 mm, o > 9 mm y < 10 mm.
En otro aspecto, el anillo de tolerancia puede tener una longitud total, L y L puede ser < 20 mm, como < 17 mm, < 15 mm, < 14 mm o < 13 mm. L puede ser > 5 mm, como > 6 mm, > 7 mm, > 8 mm, > 9 mm o > 10 mm. Además, L puede estar dentro de un rango entre, e incluyendo, cualquiera de los valores de L descritos anteriormente.
Por ejemplo, L puede ser < 20 mm y > 5 mm, como < 20 mm y > 6 mm, < 20 mm y > 7 mm, < 20 mm y > 8 mm, < 20 mm y > 9 mm, o < 20 mm y > 10 mm. L puede ser < 17 mm y > 5 mm, como < 17 mm y > 6 mm, < 17 mm y > 7 mm, < 17 mm y > 8 mm, < 17 mm y > 9 mm, o < 17 mm y > 10 mm. L puede ser < 15 mm y > 5 mm, como < 15 mm y > 6 mm, < 15 mm y > 7 mm, < 15 mm y > 8 mm, < 15 mm y > 9 mm, o < 15 mm y > 10 mm. L puede ser < 14 mm y > 5 mm, como < 14 mm y > 6 mm, < 14 mm y > 7 mm, < 14 mm y > 8 mm, < 14 mm y > 9 mm, o < 14 mm y > 10 mm. Además, L puede ser < 13 mm y > 5 mm, como < 13 mm y > 6 mm, < 13 mm y > 7 mm, < 13 mm y > 8 mm, < 13 mm y > 9 mm, o < 13 mm y > 10 mm.
Además, después de cortar, estampar y enrollar el material de existencias utilizado para formar los paneles del anillo de tolerancia, descrito en el presente documento, para formar el anillo de tolerancia, los paneles del anillo de tolerancia resultantes están sustancialmente libres de rebabas. Específicamente, no se ven rebabas a lo largo de ninguno de los bordes cortados bajo una inspección visual del anillo de tolerancia con un aumento de 10x.
Ejemplo
Se fabrica un anillo de tolerancia a partir de las existencias de acero inoxidable X10CrNi18-8. Las existencias de acero inoxidable tienen un espesor de 0,1 mm ± 0,013. Además, las existencias de acero inoxidable tienen un VPN de 400-450 y están pasivadas a ASTM A967. El anillo de tolerancia formado incluye ocho paneles de anillos de tolerancia que tienen dos proyecciones que se extienden radialmente hacia fuera formadas en cada panel de anillos de tolerancia. Los paneles del anillo de tolerancia están igualmente espaciados alrededor del anillo de tolerancia. Además, las proyecciones están alineadas verticalmente.
El anillo de tolerancia se instala alrededor de un poste y este conjunto se instala dentro de un anillo. Este conjunto se suspende mediante hilo de pescar y se colocan dos láseres perpendiculares a una cara plana del anillo en el mismo lado del anillo. Los láseres se colocan a 180 grados entre sí. Un láser se utiliza como láser de referencia y el otro láser se utiliza como láser de medición. El anillo se golpea bajo el láser de medición usando un martillo que tiene incorporado un transductor de fuerza. Los láseres y el transductor de fuerza del martillo están acoplados a un microprocesador y proporcionan entradas al microprocesador.
El microprocesador incluye un software que calcula las frecuencias de resonancia a partir de las entradas proporcionadas por el martillo y los láseres. La frecuencia de resonancia está directamente relacionada con la rigidez axial del anillo de tolerancia. La frecuencia de resonancia medida a lo largo de un eje que biseca dos espacios opuestos y pasa a través de un centro del conjunto es casi igual a la frecuencia de resonancia medida a lo largo de un eje perpendicular al primer eje a través de un segundo par de espacios opuestos. Como tal, la rigidez axial a través del primer par de espacios opuestos es esencialmente la misma que la rigidez axial a través del segundo par de espacios opuestos perpendiculares al primer par.
El anillo de tolerancia descrito en el presente documento proporciona una disposición de panel de anillos de tolerancia que tiene muy poca, si es que hay alguna, interacción de fuerza de panel a panel. Estos paneles discretos están esencialmente aislados entre sí y pueden proporcionar una frecuencia de resonancia y una rigidez que no varíen sustancialmente de forma circunferencial alrededor del anillo de tolerancia. Como tal, el anillo de tolerancia puede mantener el poste alineado dentro del orificio y puede evitar sustancialmente cualquier balanceo del poste dentro del orificio bajo cargas operativas normales en casi cualquier dirección radial.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un anillo de tolerancia (122) que comprende:
una pluralidad de paneles de anillos de tolerancia discretos (300) en el que cada panel de anillos de tolerancia (300) comprende una pared lateral arqueada (302) que tiene una parte no formada (320) y al menos una proyección (322) que se extiende desde la parte no formada (320), en la que el al menos un saliente (322) está rodeado por la parte no formada (320) de la pared lateral arqueada (302) y en el que el anillo de tolerancia (122) está configurado para desplegarse en un ajuste de interferencia entre un componente interno (120) y un componente exterior (102) para proporcionar un acoplamiento de par entre el componente interior (120) y el componente exterior (102), y que comprende además una estructura de soporte (350) asegurada a los paneles (300) con el fin de mantener los paneles (300) en posición entre sí, caracterizada por que la estructura de soporte (350) incluye un primer anillo (400) fijado a una parte superior de cada panel de anillos de tolerancia (300) y un segundo anillo (402) fijado a la parte inferior de cada panel de anillos de tolerancia (300).
2. Un conjunto (100) que comprende:
un componente interior (120);
un componente exterior (102) instalado alrededor del componente interior (120); y
el anillo de tolerancia (122) de la reivindicación 1 instalado entre el componente interior (120) y el componente exterior (102).
3. El anillo de tolerancia (122) o conjunto (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que los paneles del anillo de tolerancia (300) están espaciados circunferencialmente para formar una pluralidad de espacios (312) dentro del anillo de tolerancia (122).
4. El anillo de tolerancia (122) o conjunto (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la estructura de soporte (350) incluye una altura, Hss, y cada panel de anillos de tolerancia (300) incluye una altura, Hp, y Hss ^ Hp.
5. El anillo de tolerancia (122) o conjunto (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que cada uno de los anillos (400, 402) incluye un espacio (500) que se extiende completamente a través del anillo (400, 402) para formar un anillo partido.
6. El anillo de tolerancia (122) o conjunto (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que cada uno de los anillos (400, 402) incluye una periferia interior y una periferia exterior y los paneles de anillos de tolerancia (300) están fijados. a la periferia interior, la periferia exterior, o la periferia interior y la periferia exterior.
7. El anillo o conjunto de tolerancia de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el anillo de tolerancia está adaptado para ser utilizado en un conjunto de unidad de disco duro.
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