ES2925009T3

ES2925009T3 - Conjunto de cojinete y jaula de cojinetes

Info

Publication number: ES2925009T3
Application number: ES17772275T
Authority: ES
Inventors: Mark Joki; John Rhodes
Original assignee: Timken Co
Current assignee: Timken Co
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: US20190226527A1; EP3548760A1; DK3548760T3; US10753402B2; CN109844338B; CN109844338A; WO2018102003A1; EP3548760B1

Abstract

Un conjunto de cojinete (10) incluye un anillo exterior (14) que tiene una pista de rodadura exterior (18) y un anillo interior (22) que tiene una pista de rodadura interior (26) y una brida (54) que define un diámetro exterior del anillo interior. Una pluralidad de elementos rodantes (30) se retiene entre los anillos exterior e interior en las pistas de rodadura exterior e interior.Una jaula (34) tiene un primer y un segundo anillo lateral (38) interconectados por una pluralidad de puentes (42) para formar una pluralidad de ventanas (46), recibiendo cada ventana un respectivo elemento rodante (30) para mantener la separación relativa entre elementos rodantes adyacentes.Al menos algunos de los puentes (42) incluyen un saliente (50) en un lado radialmente interior tal que la pluralidad de salientes (50) juntos definen un diámetro interior de la jaula (34), siendo el diámetro interior de la jaula (34) más pequeño que el diámetro exterior del anillo interior (22) para crear interferencia y deformación de la jaula (34) a medida que la jaula se instala sobre la brida (54) del anillo interior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de cojinete y jaula de cojinetes

ANTECEDENTES

La presente se refiere a cojinetes de elementos de rodillos y, más particularmente, a jaulas para cojinetes de elementos de rodillos.

El documento FR 3032501 divulga un cojinete que tiene una jaula con proyecciones exteriores, que son forzadas más allá de una pestaña interior de un anillo exterior. El documento US 2977164 divulga un cojinete que tiene una jaula elástica, que incorpora proyecciones, que son forzadas más allá de una pestaña de un anillo interior o un anillo exterior.

SUMARIO

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un conjunto de cojinete, que comprende:

un anillo exterior, que tiene una pista de rodadura exterior;

un anillo interior, que tiene una pista de rodadura interior;

una pluralidad de elementos de rodadura retenidos entre los anillos exterior e interior sobre las pistas de rodadura exterior e interior;

y una jaula, que tiene primeros y segundos anillos laterales interconectados por una pluralidad de puentes para formar una pluralidad de ventanas, recibiendo cada ventana un elemento de rodadura respectivo para mantener espaciamiento relativo entre elementos de rodadura adyacentes; en donde al menos algunos de los puentes incluyen o bien

(a) una proyección sobre un lado radialmente interior, de tal manera que la pluralidad de proyecciones juntas definen un diámetro interior de la jaula, siendo el diámetro interior de la jaula más pequeño que un diámetro exterior del anillo interior, como se define por una pestaña del anillo interior para crear interferencia y deformación elástica de la jaula, cuando la jaula está instalada sobre la pestaña del anillo interior;

(b) o una proyección sobre un lado radialmente exterior, de tal manera que la pluralidad de proyecciones juntas definen un diámetro exterior de la jaula, siendo el diámetro exterior de la jaula mayor que un diámetro interior del anillo exterior, como se define por una pestaña del anillo exterior para crear interferencia y deformación elástica de la jaula, cando la jaula está instalada dentro de la pestaña del anillo exterior;

caracterizado por que las proyecciones tienen una superficie redondeada o una curvatura o un radio en una dirección axial de la jaula de cojinetes o son un cono truncado o una pirámide truncada.

Las características preferidas se presentan en las reivindicaciones dependientes anexas.

Otros aspectos de la invención serán evidentes por la consideración de la descripción detallada y los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista de la sección parcial de un cojinete de rodillos cilíndricos de doble hilera, que incorpora la invención.

La figura 2 es una vista de la sección parcial de la jaula del cojinete mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva parcial de una porción de la jaula de la figura 1.

La figura 4 es otra vista en perspectiva parcial de una porción de la jaula de la figura 1.

La figura 5 es una vista en perspectiva de toda la jaula de la figura 1.

La figura 6 es una vista de la sección parcial de una realización alternativa de un cojinete de rodillos cilíndricos, que incorpora la invención, mostrada con el anillo interior retirado para claridad.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Antes de explicar en detalle realizaciones de la invención, debe entenderse que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y a la disposición de componentes presentadas en la siguiente descripción o ilustradas en los dibujos siguientes. La invención es capaz de otras realizaciones y de ser practicada o realizada de varias maneras dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

La figura 1 ilustra un cojinete de rodillos cilindricos 10 de doble hilera de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en la figura 1, la segunda hilera se muestra de forma imaginaria para indicar que puede o no estar presente, en cuyo caso la invención se puede aplicar también a cojinetes de rodillos cilíndricos de una hilera. Adicionalmente, podrían estar presentes también más de dos hileras. El cojinete 10 incluye un anillo exterior 14, que define allí una o más pistas de rodadura exteriores 18. El cojinete 10 incluye, además, uno o más anillos interiores 22, cada uno de los cuales define allí una pista de rodadura interior 26. Una pluralidad de elementos de rodadura 30 (por ejemplo, rodillos cilíndricos) están posicionados entre los anillos interior y exterior 14, 22 sobre las pistas de rodadura 18, 26. Debería entenderse que el anillo exterior 14, el anillo interior 22, o ambos podrían estar integrados con otros componentes que son soportados por el cojinete 10, tales como una caña, una carcasa, un engranaje, etc.

Los elementos de rodadura 30 en cada hilera están retenidos en posición relativa entre sí por una jaula 34. La jaula 34 ilustrada tiene un diámetro que es menor que el diámetro definido por el círculo de paso P de los elementos de rodadura 30 con el fin de retener los rodillos 30 muy por debajo de su círculo de paso P. De esta manera, el número de elementos de rodadura 30 en cada hilera se puede incrementar en relación a un cojinete más pequeño, en el que el diámetro de la jaula coincide o coincide sustancialmente con el diámetro del círculo de paso. A este respecto, puede considerarse que el cojinete es un cojinete de alta capacidad, basado en un número incrementado de elementos de rodadura 30.

Las figuras 2 a 5 ilustran la jaula 34 con más detalle. La jaula 34 incluye primeros y segundos anillos laterales 38, que son de forma circular. Una pluralidad de puentes 42 interconectan los anillos laterales 38, y junto con los anillos laterales 38, definen ventanas 46, que reciben un elemento de rodadura 30 respectivo para mantener el espaciamiento relativo entre elementos de rodadura 30 adyacentes. Como se ilustra, el espesor de los anillos laterales 38 y de los puentes 42 puede ser sustancialmente uniforme sobre la mayoría de la jaula 34, excepto la presencia de una pluralidad de proyecciones 50. En la realización ilustrada, cada puente 42 incluye una proyección 50 situada aproximadamente a medio camino a lo largo de la longitud axial y sobre el lado radial interior del puente 42. En otras realizaciones, la proyección 50 podría estar más cerca de un anillo lateral 38 que del otro anillo lateral 38. Por ejemplo, la proyección podría estar posicionada estrechamente adyacente a uno de los anillos laterales 38 (por ejemplo, a 10 milímetros desde un borde del anillo lateral 38 - ver, por ejemplo, una de las proyecciones 50' mostradas en la figura 2). Todavía en otras realizaciones, podrían preverse más de una (por ejemplo, dos) proyecciones 50 en relación espaciada aparte en cada puente 42. Por ejemplo, dos proyecciones 50' (mostradas de forma imaginaria en la figura 2) sobre un puente 42 individual podrían estar espaciadas aparte de tal manera que una distancia entre los bordes axiales más exteriores de las dos proyecciones es menor que una distancia entre los bordes axiales más interiores de las pestañas 54 del anillo interior 22 (ver la figura 1) para localizar y posicionar exactamente la jaula 34 en posición en relación a la pista de rodadura interior 26. Todavía en otras realizaciones, las proyecciones 50 pueden estar presentes en menos que todos los puentes 42. Por ejemplo, pueden estar previstas proyecciones 50 en cualquier otro puente 42, o tal vez en tan solo uno, dos, tres o cuatro de los puentes 42. Podrían utilizarse dos proyecciones 50 espaciadas aparte aproximadamente 180°, tres proyecciones 50 espaciadas aparte aproximadamente 120°, o cuatro proyecciones 50 espaciadas aparte aproximadamente 90°. Las proyecciones 50 ilustradas definen una localización de espesor incrementado del puente 42 comparado con el resto del espesor de los puentes por lo demás sustancialmente constante. En otras realizaciones, la proyección 50 podría estar formada de una desviación dirigida radialmente hacia dentro del puente 42, de tal manera que el espesor del puente 42 podría permanecer constante, incluso en la proyección 50. La jaula 34 forma un círculo cerrado y, en algunas realizaciones, incluye una línea de soldadura (no mostrada), donde los dos extremos de la jaula 34 están unidos juntos en la forma circular. En otras realizaciones, la jaula 34 está mecanizada o formada de otra manera en su forma circular, de manera que no se requiere ninguna soldadura.

Las proyecciones 50, 50' se proyectan radialmente hacia dentro y están dimensionadas y configuradas para crear interferencia entre el diámetro interior de la jaula 34 (como se define por la pluralidad de proyecciones 50, 50') y el diámetro exterior de una de las pestañas (ver la figura 1) del anillo interior 22. Para instalar la jaula 34 sobre el anillo interior 22, el instalador ejerce fuerza axial suficiente sobre la jaula 34 para que la jaula 34 se deforme radialmente hacia fuera de una manera elástica, para que las proyecciones 50, 50' se puedan deslizar sobre la pestaña 54. En una técnica de instalación alternativa especialmente aplicable con las proyecciones 50', la jaula 34 no deformada se coloca contra el anillo interior 22 con su eje de la jaula inclinado en relación al cojinete o eje del anillo interior. Se aplica una fuerza concentrada radialmente exterior a la superficie del diámetro interior de la jaula 34 para desviar la jaula 34, y algunas de las proyecciones 50' en la proximidad de la fuerza aplicada, sobre la pestaña 54 en esa proximidad. Esta desviación localizada y concentrada de la jaula 34 se repite en varias posiciones alrededor de la jaula 34 hasta que todas las proyecciones 50' han pasado sobre la pestaña 54. Todavía en otra técnica alternativa, se pueden aplicar fuerzas concentradas radialmente hacia dentro a lados opuestos de la superficie del diámetro exterior de la jaula 34 para causar que la jaula 34 se deforme (por ejemplo, en una forma ovalada o elíptica), de tal manera que proyecciones 50, 50' a lo largo del eje principal, que se crea por las fuerzas dirigidas hacia dentro, pueden pasar sobre la pestaña 54. Las fuerzas dirigidas hacia dentro se pueden retirar entonces y aplicar otra vez alrededor de la circunferencia de la jaula 34, como sea necesario, para mover todas las proyecciones 50, 50' más allá de la pestaña 54.

Esta interferencia previene que el instalador deje caer simplemente la jaula 34 sobre el anillo interior 22 de una manera que puede dañar potencialmente la jaula 34 o el anillo interior 22. Teniendo todos, la mayoría, o algunos de los puentes 42 que incluyen una proyección 50, 50', todos los puentes estarán ligeramente espaciados desde el diámetro exterior de la pestaña 54, proporcionando de esta manera la instalación pilotada de la jaula 34 sobre la pestaña 54. Una vez que las proyecciones 50, 50' despejan la pestaña 54 y están posicionadas axialmente sobre la pista de rodadura interior 26, la jaula 34 retornará elásticamente a su estado original no-deformado. Con las proyecciones 50, 50' posicionadas sobre la pista de rodadura interior 26 y axialmente entre las dos pestañas 54, la jaula 34 es retenida sobre el anillo interior 22, de tal manera que no se puede caer fuera del anillo interior 22. Cuando se manipulan el anillo interior 22 montado y la jaula 34, un usuario no tiene que preocuparse de que la jaula 34 se caiga fuera del anillo interior 22 sobre el suelo o superficie de trabajo. La interferencia entre las proyecciones 50, 50' y las pestañas 54 retendrá la jaula 34 en ambas direcciones axiales para prevenir la separación no deseada o accidental.

El tamaño y la forma de las proyecciones 50, 50' se pueden variar, dependiendo de las dimensiones del anillo interior 22 y de la jaula 34, para proporcionar la interferencia deseada. En la realización ilustrada, se observa una interferencia máxima de 1 mm en el diámetro. Se realizó un análisis de elementos finitos para confirmar que la deformación en la jaula 34 causada por la interferencia entre las proyecciones 50, 50' y la pestaña 54 solamente causaría deformación elástica de la jaula 34, y que no se comprometería ninguna línea de soldadura de la jaula 34. Aunque las proyecciones 50, 50' ilustradas se muestran con una superficie redondeada o un radio en la dirección axial, otras realizaciones pueden adoptar otras formas (por ejemplo, un cono truncado, una pirámide truncada, etc.). En algunas realizaciones, Las proyecciones 50, 50' están diseñadas sin esquinas o bordes vivos para minimizar el daño en la superficie de la pestaña 54. Adicionalmente, las proyecciones 50, 50' se muestran de manera que se extienden a través de toda la anchura circunferencial de cada puerta 42, pero otras realizaciones pueden tener proyecciones que se extienden menos que toda la anchura de la circunferencia de los puentes 42.

Las proyecciones 50, 50' pueden estar formadas por una variedad de métodos. Por ejemplo, la jaula 34 puede ser mecanizada a partir de una pieza bruta tubular o de barra, con las proyecciones 50, 50' formadas por medio de la eliminación de material alrededor de las proyecciones 50, 50'. Alternativamente, la jaula 34 puede estar formada por medio de estampación o forjado, siendo formadas integralmente las proyecciones 50, 50' por el troquel de estampado o de forjado. Alternativamente, las proyecciones 50, 50' podrían ser formadas en una etapa secundaria por acuñación de la forma previamente estampada/forjada. Todavía en otra alternativa, la jaula 34 puede ser formada utilizando un proceso de fabricación aditivo. Una opción para la fabricación de la jaula 34 incluye la extensión de una copa circular a partir de una pieza bruta plana, mecanización (por ejemplo, por torneado) de las proyecciones 50, 50' y opcionalmente de algunas de las superficies cilíndricas y/o frontales, formación de las ventanas 45 (por prensado / estampación), y configuración de la forma de los puentes 42 (por ejemplo, por prensado / estampación). Otros medios conocidos se pueden utilizar también para formar la jaula 34 y las proyecciones 50, 50'.

Aunque la invención se muestra y se describe en las figuras 1 5 con la jaula 34, y más específicamente las proyecciones 50, 50', interactuado / interfiriendo con el anillo interior 22 del cojinete, el concepto inventivo puede aplicarse de la misma manera a cojinetes de rodillos cilíndricos 11, que tienen pestañas 55 sobre el anillo exterior 15 y en los que la jaula 35 interacciona con el anillo exterior 15 en lugar del anillo interior para estar por encima del círculo de paso de los elementos de rodadura 30 (ver la figura 6). Como se muestra en la figura 6, las proyecciones 51 pueden estar posicionadas sobre el lado exterior radial del puente 43 para definir un diámetro exterior de la jaula que es mayor que un diámetro interior del anillo exterior 15 en la pestaña 55Las proyecciones 51 se proyectan radialmente hacia fuera y están dimensionadas y configuradas para crear interferencia entre el diámetro exterior de la jaula 35 (como se define por la pluralidad de proyecciones 51) y el diámetro interior de una de las pestañas 55 del anillo exterior 15. Para instalar la jaula 35 en el anillo exterior 15, el instalador ejerce fuerza axial suficiente sobre la jaula 35 para que la jaula 35 se deforme radialmente hacia dentro de una manera elástica, para que las proyecciones 51 se puedan deslizar sobre la pestaña 55. Una vez que las proyecciones 51 despejan la pestaña 55 y están posicionadas axialmente sobre la pista de rodadura exterior 19, la jaula 35 retornará elásticamente a su estado original, no-deformado.

Con esta realización alternativa, se obtienen los mismos beneficios descritos anteriormente, y se aplican igualmente las mismas consideraciones y alternativas con respecto a la geometría, número y localización de las proyecciones. Por ejemplo, la proyección o proyecciones 51 podrían estar posicionadas estrechamente a uno o ambos anillos laterales a lo largo del puente 43 de la manera descrita anteriormente con respecto a las proyecciones 50' (ver las proyecciones 51' en la figura 6).

Varias características y ventajas de la invención se presentan en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de cojinete (10), que comprende:

un anillo exterior (14), que tiene una pista de rodadura exterior (18);

un anillo interior (22), que tiene una pista de rodadura interior (26);

una pluralidad de elementos de rodadura (30) retenidos entre los anillos exterior e interior (14, 22) sobre las pistas de rodadura exterior e interior (18, 26);

y una jaula (24), que tiene primeros y segundos anillos laterales (38) interconectados por una pluralidad de puentes (42) para formar una pluralidad de ventanas (46), recibiendo cada ventana (46) un elemento de rodadura (30) respectivo para mantener espaciamiento relativo entre elementos de rodadura adyacentes; en donde al menos algunos de los puentes (42) incluyen o bien

(a) una proyección (50) sobre un lado radialmente interior, de tal manera que la pluralidad de proyecciones (50) juntas definen un diámetro interior de la jaula (34), siendo el diámetro interior de la jaula más pequeño que un diámetro exterior del anillo interior, como se define por una pestaña (54) del anillo interior (22) para crear interferencia y deformación elástica de la jaula, cuando la jaula (34) está instalada sobre la pestaña (54) del anillo interior (22);

(b) o una proyección (51) sobre un lado radialmente exterior, de tal manera que la pluralidad de proyecciones (51) juntas definen un diámetro exterior de la jaula (34), siendo el diámetro exterior de la jaula mayor que un diámetro interior del anillo exterior, como se define por una pestaña (55) del anillo exterior para crear interferencia y deformación elástica de la jaula, cando la jaula (34) está instalada dentro de la pestaña (55) del anillo exterior;

caracterizado por que las proyecciones (50, 51) tienen una superficie redondeada o una curvatura o un radio en una dirección axial de la jaula de cojinetes (34) o son un cono truncado o una pirámide truncada.

2. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde cada puente (42) incluye una proyección (50; 51).

3. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde menos de todos los puentes (42) incluyen una proyección (50; 51).

4. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde la proyección (50; 51) está localizada sustancialmente a medio camino a lo largo de una longitud axial del puente (42).

5. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde la proyección (50; 51) está más cerca del primer anillo lateral (38) que del segundo anillo lateral.

6. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde al menos algunos de los puentes (42) incluyen dos proyecciones (50, 50'; 52, 51').

7. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde la proyección (50; 51) define una localización de espesor incrementado del puente (42).

8. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde las proyecciones (50, 51) están formadas sin esquinas vivas.

9. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde cuando las proyecciones (50) están sobre un lado radialmente interior de los puentes (42), de tal manera que la pluralidad de proyecciones juntas definen un diámetro interior de la jaula (34), una interferencia máxima entre el diámetro interior de la jaula (34) y el diámetro exterior del anillo interior como se define por la pestaña (54) es 1 mm.

10. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde las proyecciones (50, 51) se extienden a través de una anchura circunferencial total de los puentes (42).

11. El conjunto de cojinete de la reivindicación 1, en donde la jaula (24) está formada por mecanización o estampación o forjado o acuñación o cualquier combinación de estos procesos.