MXPA98002215A - Rodamiento de empuje radial - Google Patents

Abstract

Se describe un rodamiento (100) formado monolíticamente, para uso con unárbol (18) giratorio, posicionado dentro de una estructura de soporte (10) que incluye un cuerpo (110) de rodamiento, que tienen una perforación interna (112) que se extiende parcialmente a través del mismo y que define una superficie de rodamiento o soporte cilíndrica para recibir y soportar elárbol giratorio, una superficie de rodamiento o soporte externa que tiene un borde (120) delantero ahusado radialmente hacia adentro, para acoplarse con una primera superficie (122) de empalme complementaria definida dentro de una cavidad interior de la estructura de soporte, un collarín (124) de empuje anular, que se proyecta más alládel borde delantero (120) de la superficie de rodamiento o soporte externa para acoplarse con una segunda superficie (126) de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte y un reborde (128) de retención anular, dependiente de la periferia del cuerpo de rodamiento para retener el cuerpo de rodamiento dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.

Description

RODAMIENTO DE EMPUJE RADIAL Antecedentes de la invención Campo de la invención Esta invención se relaciona con los rodamientos y más en particular con un rodamiento de empuje radial formado monolíticamente para uso con un montaje de motor eléctrico.

Descripción de la técnica relacionada Los rodamientos son bien conocidos en la técnica y se emplean normalmente para sostener árboles o ejes giratorios. El diseño y la construcción de un rodamiento depende en general de la magnitud de la carga ejercida mediante el árbol o eje. Otros factores de diseño incluyen el tratamiento térmico y la disipación del calor y la velocidad rotacional del árbol o eje. Frecuentemente, los rodamientos serán provistos con un lubricante para reducir la fricción y disipar el calor y un reborde radial o placa se puede proveer para posicionar el rodamiento en un alojamiento y soportar una carga de empuje dirigida a lo largo del eje del árbol. En el pasado, los conjuntos o montajes de rodamiento de empuje radial para pequeños motores eléctricos han incluido un manguito de rodamiento para sostener el árbol giratorio de motor, un retén para mantener el manguito de rodamiento en un alojamiento de soporte y un disco de empuje para soportar una carga axial ejercida mediante el árbol. El uso de múltiples componentes en tal montaje es costoso debido a que cada pieza debe de ser fabricada por separado y montada subsecuentemente de una manera que toma REF : 27061 mucho tiempo. Además, los componentes se pueden desalinear durante el uso, para provocar que los elementos individuales libren entre sí para dar como resultado ruido y desgaste sobre los componentes. Además, la desalineación de los componentes puede afectar el árbol mismo, para provocar desgaste y la posibilidad de fallas. Sería benéfico proveer un rodamiento autolubricante formado monolíticamente de una pieza para soportar las cargas radiales y axiales ejercidas mediante el árbol giratorio de un motor eléctrico o máquina similar. La presente invención está dirigida a un rodamiento que tiene tales características y ventajas.

Breve descripción de la invención La presente invención está dirigida a un rodamiento único formado monolíticamente, para uso con un árbol giratorio de un motor eléctrico pequeño alojado dentro de una estructura de soporte. En una modalidad preferida de la presente invención, el rodamiento incluye un cuerpo de rodamiento que tiene una perforación u orificio interno que se extiende parcialmente a través del mismo y que define una superficie de rodamiento o soporte cilindrica para recibir y soportar el árbol giratorio. Una superficie de rodamiento o soporte externo, que tiene un borde delantero ahusado radialmente hacia adentro se define mediante el cuerpo de rodamiento para ponerse en contacto con una primera superficie de empalme complementaria, definida dentro de una cavidad interior de la estructura de soporte y un collarín de empuje anular se proyecta más allá del borde delantero de la superficie de soporte o rodamiento externo, para ponerse en contacto con una correspondiente segunda superficie de empalme definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte. En otra modalidad de la presente invención, un collarín de empuje anular se proyecta desde un primer extremo del cuerpo de rodamiento para ponerse en contacto con una primera superficie de empalme correspondiente, definida dentro de una cavidad interior de la estructura de soporte y un reborde de retención anular depende de un segundo extremo del cuerpo del rodamiento para alinear y retener el cuerpo de rodamiento dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte. El reborde de retención anular tiene un resalto circunferencial formado sobre el mismo para ponerse en contacto con una tercera superficie de empalme correspondiente, definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte. De preferencia, el collarín de empuje anular y el reborde de retención anular están en alineación axial con la superficie de rodamiento o soporte cilindrica de la perforación interna y la perforación interna se extiende a una pared de rodamiento o soporte terminal contra la cual un extremo del árbol se apoya cuando hay carga sobre el mismo. Durante el uso, el collarín de empuje, la superficie de soporte o rodamiento externa y el resalto circunferencial están espaciados de las respectivas superficies de empalme definidas dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte cuando no hay carga sobre el árbol y cuando hay una carga sobre el árbol, el collarín de empuje, la superficie de rodamiento o soporte externa y el resalto circunferencial se apoyan contra las superficies de empalme respectivas de la estructura de soporte, en tanto que el árbol se sostiene de manera giratoria dentro de la perforación interna del cuerpo de rodamiento.

Estas y otras características del rodamiento de empuje radial formado monolíticamente, de la presente invención, se harán más fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, tomada en conjunción con los dibujos. Breve descripción de los dibujos De tal manera que aquellos experimentados en la técnica, a la cual la presente invención pertenece, entiendan mejor cómo hacer uso y fabricar el rodamiento descrito en la presente, modalidades preferidas del mismo se describirán posteriormente en la presente, con referencia a los dibujos en donde: La figura 1 es una vista en perspectiva de un alojamiento el cual sostiene un motor y un montaje de rodamiento; La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1 , que ilustra un motor y un montaje de rodamiento de la técnica previa, el cual sostiene el árbol o eje del motor; La figura 3 es una vista en perspectiva del despiece de montaje de rodamiento de la técnica previa mostrado en la figura 2, con las partes separadas por facilidad de ilustración; La figura 4 es una vista en perspectiva del montaje de rodamiento formado monolíticamente de la presente invención, separado de un alojamiento de soporte y el árbol de un motor; La figura 5 es una vista en elevación lateral formada monolíticamente de montaje de rodamiento de la invención ¡lustrada en la figura La figura 6 es una vista en sección transversal similar a la figura 2, que ilustra el motor y montaje de rodamiento presente cuando no hay carga aplicada ai árbol del motor y el montaje de rodamiento está espaciado de la pared interior del alojamiento de soporte; La figura 7 es una vista en sección transversal de la figura 6, que ilustra el motor y el montaje de rodamiento presente cuando hay una carga aplicada al árbol del motor y el montaje de rodamiento se impulsa contra la pared interior del alojamiento de soporte; La figura 8 es una vista en elevación lateral de otro rodamiento de empuje radial, construido de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; La figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 9-9 de la figura 8; La figura 10 es una vista en elevación lateral de otro rodamiento de empuje radial construido de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; y La figura 11 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 11-11 de la figura 10.

Descripción detallada de las modalidades preferidas Con referencia ahora a los dibujos, en donde los números de referencia semejantes identifican elementos y/o componentes estructurales similares descritos en la presente, se ilustra en la figura 1 un alojamiento 10 de soporte, el cual encierra un montaje de motor eléctrico y un montaje de rodamiento el cual retiene y sostiene el árbol del motor. Como se ve mejor en la figura 2, en donde un montaje de rodamiento de la técnica previa designado en general mediante el número de referencia 12 se ilustra, el alojamiento 10 de soporte define un recinto para un montaje 14 de motor eléctrico convencional. El recinto define una cavidad interior delantera 16 para acomodar el montaje de rodamiento 12 el cual sostiene de manera giratoria el árbol 18 del montaje 14 de motor. Con referencia a la figura 3, el montaje 12 de rodamiento de la técnica previa comprende tres componentes separados, cada uno fabricado de un material diferente y que tiene cada uno una función distinta. En particular, el montaje 12 de rodamiento incluye un componente 20 de rodamiento esférico, formado de metal sinterizado e impregnado con un lubricante químico. Una perforación 22 u orificio axial se extiende a través del cuerpo del componente 20 de rodamiento para sostener de manera giratoria el árbol 18 del montaje 14 de motor. El montaje 12 de rodamiento incluye además un disco 24 de empuje anular el cual está acomodado en el extremo delantero de la perforación axial 22 para soportar cargas de empuje dirigidas a lo largo del eje del árbol del motor. El tercer componente del montaje 12 de rodamiento es una copa 30 de retención anular, formada de acero para muelles y que tiene una pluralidad de manecillas 32 que se proyectan radialmente hacia adentro separadas espaciadamente, para acoplarse y sostener el rodamiento 20 esférico. La periferia externa de la copa 30 de retención se alinea y sostiene todo el montaje de rodamiento en la cavidad interior 16 del alojamiento 10 de soporte. Será fácilmente evidente para aquellos experimentados en la técnica que la construcción de multicomponentes del montaje 12 de rodamiento de la técnica previa es costoso para fabricar y difícil de alinear en la cavidad interior 16 de alojamiento 10 durante el montaje. Con referencia ahora a la figura 4, se ilustra un rodamiento de empuje radial formado monolíticamente, construido de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención y designado en general por el número de referencia 100. Como se ilustra, el rodamiento 100 sostiene un árbol 18 del motor giratorio y está acomodado dentro de la cavidad 16 interior definida dentro del alojamiento 10 de soporte del montaje 14 de motor. El rodamiento 100 se forma de preferencia de un material termoplástico autolubricante, tal como por ejemplo una policetona reforzada con fibra de vidrio. El rodamiento 100 incluye un cuerpo 110 de rodamiento en general cilindrico, que tiene una perforación 112 axial cilindrica que se extiende parcialmente a través del mismo y que termina en una pared 114 de rodamiento o soporte delantera. La perforación axial 112 está dimensionada y configurada para recibir y sostener de manera giratoria el árbol 18 del montaje 14 de motor, el extremo delantero del cual se apoya contra la pared 114 cuando hay una carga sobre el árbol. La periferia externa del cuerpo 110 de rodamiento se define mediante una pluralidad de nervaduras 116 de soporte separadas espaciadamente de manera circunferencial, las cuales se ahusan radialmente hacia adentro en los extremos terminales respectivos de las mismas, para formar un reborde 120 delantero esférico de una superficie 118 de rodamiento o soporte exterior. El borde delantero esférico 120 se apoya contra una superficie 122 de empalme correspondiente, definida dentro de la cavidad 16 interior del alojamiento 10 de soporte cuando hay una carga sobre el árbol 18 del motor.

Un collarín 124 de empuje, anular se proyecta desde el extremo delantero del cuerpo 110 de rodamiento para soportar una carga de empuje dirigida a lo largo del eje longitudinal del árbol. El collarín 124 de empuje se acoplará y apoyará contra una superficie 126 de empalme correspondiente, definida dentro de la cavidad 16 interior bajo tal condición de carga. Un reborde 128 de retención anular depende del extremo posterior del cuerpo 110 de rodamiento adyacente al reborde 120 delantero esférico de la superficie de rodamiento o soporte 118 para retener el rodamiento 100 dentro de la cavidad interior 16 del alojamiento 10 de soporte y un resalto circunferencial 130 se forma alrededor de la periferia del reborde de retención para acoplarse y apoyarse contra una superficie 132 de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior. El rodamiento 100 está construido de tal manera que la perforación axial 112, el collarín de empuje 124 y el reborde de retención 128 están todos en alineación axial entre sí. El resalto 130 es relativamente flexible con respecto al resto del reborde de retención para facilitar mejor la alineación axial del rodamiento y el árbol del motor durante el montaje y para facilitar la retención del cuerpo de rodamiento sin provocar deformación significativa a la perforación axial 112 que sostiene el árbol giratorio. Como se ve mejor en la figura 5, la superficie periférica radialmente más externa del reborde de retención 128 es de preferencia ensanchada hacia afuera, a un ángulo ? de entre 0* y 30°, para mejorar el ajuste de interferencia o friccional de rodamiento dentro de la cavidad interior 16. Ctn refiecaxña a las ficizas 6 y 7, ouaxl> no taf cax sd ce el at l 18 de motor, el rodamiento 100 está orientado dentro de la cavidad 16 de la manera ilustrada en la figura 6. En tal tiempo, el borde 120 delantero esférico de la superficie 118 de rodamiento exterior del rodamiento 100 está en proximidad estrecha a (o hace contacto con) la superficie de empalme 122 y el collarín de empuje 124 y el resalto circunferencial 130 están espaciados de las superficies de empalme 126 y 132 respectivamente. Durante el uso, cuando hay una carga sobre el árbol 18 del motor, el árbol se trasladará en una dirección axial con respecto al alojamiento 10 de soporte, para ejercer una carga de empuje sobre el rodamiento 100 dirigida a lo largo del eje del árbol. Después de esto, el árbol 18 del motor se empujará contra la pared 114 de rodamiento o soporte terminal definida dentro de la perforación axial 112, para desplazar el rodamiento 100 hacia adelante dentro de la cavidad interior 16. Consecuentemente, como se ilustra en la figura 7, el extremo posterior del cuerpo de rodamiento se flexionará en el área del resalto circunferencial del reborde de retención para permitir que el borde delantero esférico 120, el collarín de empuje 124 y el resalto circunferencial 130 se acoplen y apoyen contra las superficies de empalme 122, 126 y 132 respectivamente, para soportar la carga del empuje axial ejercida mediante el árbol del motor. Con referencia ahora a las figuras 8 y 9, se ilustra otra modalidad preferida de un rodamiento de empuje radial designado en general mediante el número de referencia 200. El rodamiento 200 es sustancialmente similar al rodamiento 100 descrito anteriormente en la presente, ya que incluye un cuerpo 210 de rodamiento que tiene un borde 220 delantero esférico, un reborde 228 de retención anular en el extremo posterior del cuerpo de rodamiento y un collarín 224 de empuje anular en el extremo delantero del cuerpo de rodamiento. Sin embargo, como se ve mejor en la figura 9, el rodamiento 200 tiene aspectos estructurales los cuales difieren del rodamiento 100, en los que se incluyen una región 240 de flexión circunferencial, la cual circunscribe el collarín 224 de empuje y un canal 250 de flexión el cual se extiende alrededor de la periferia interna del reborde 228 de retención. Estas regiones permiten que el rodamiento 200 compense mejor las fuerzas de empuje axiales generadas durante el uso y reduzca los esfuerzos de la desalineación. Otra modalidad preferida del rodamiento de empuje radial de la presente invención se ilustra en las figuras 10 y 11 y está designado en general por el número de referencia 300. El rodamiento 300 como el rodamiento 200, incluye un cuerpo 310 de rodamiento, que tiene un borde 320 delantero esférico, una región 340 de flexión adyacente al borde delantero, un reborde 328 de retención adyacente al extremo posterior del cuerpo de rodamiento y un canal 350 de flexión asociado con el reborde de retención. Sin embargo, el rodamiento 300 difiere ya que no tiene un collarín de empuje provisto en el extremo delantero del mismo para apoyarse contra la superficie de empalme 126. Así, durante el uso, las cargas de empuje axial serán soportadas mediante el borde 320 delantero esférico. Aunque la presente invención se ha descrito con respecto a las modalidades preferidas, será fácilmente evidente para aquellos de experiencia ordinaria en la técnica a la cual pertenece, que se pueden hacer cambios y modificaciones a la misma, sin desviarse del espíritu o alcance de la presente invención como se define mediante las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (23)

1. Reivindicaciones 1. Un rodamiento formado monolíticamente para uso con un árbol giratorio, posicionado dentro de una estructura de soporte, caracterizado porque comprende un cuerpo de rodamiento que tiene una perforación interna que se extiende parcialmente a través del mismo y que define una superficie de rodamiento o soporte cilindrica para recibir y soportar el árbol giratorio, una superficie de rodamiento o soporte externo, que tiene un borde delantero ahusado radialmente hacia adentro para acoplarse con una primera superficie de empalme complementaria definida dentro de una cavidad interior de la estructura de soporte y un collarín de empuje anular que se proyecta más allá del borde delantero de la superficie de rodamiento externa para acoplarse con una segunda superficie de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
2. 2. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de rodamiento o soporte externa se posiciona adyacente a un primer extremo del cuerpo de rodamiento y el collarín de empuje anular se proyecta desde el primer extremo del cuerpo del rodamiento.
3. 3. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el collarín anular se encuentra en alineación axial con la superficie de rodamiento o soporte cilindrica de la perforación interna.
4. 4. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la perforación interior del cuerpo de rodamiento se extiende a una pared de rodamiento o soporte terminal contra la cual se apoya un extremo del árbol, cuando hay una carga sobre el mismo.
5. 5. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque un reborde de retención anular depende de la periferia del cuerpo de rodamiento para retener el cuerpo de rodamiento dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
6. 6. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el collarín de empuje y la superficie de rodamiento o soporte externa del cuerpo de rodamiento están espaciados de las superficies de empalme definidas dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte, cuando no hay cargas sobre el árbol y cuando hay una carga sobre el árbol, el collarín de empuje y ia superficie de rodamiento o soporte externa se apoyan contra las superficies de empalme de la estructura de soporte, en tanto que el árbol se sostiene de manera giratoria dentro de la perforación interna del cuerpo de rodamiento.
7. 7. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el reborde anular tiene un resalto circunferencial flexible formado sobre el mismo, el cual se apoya contra una tercera superficie de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte cuando hay una carga sobre el árbol.
8. 8. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la superficie periférica radialmente externa del reborde de retención anular está ensanchada radialmente hacia afuera a un ángulo ? de aproximadamente entre 0o y 30°.
9. 9. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cuerpo del rodamiento se forma monolíticamente a partir de un material termoplástico autolubricante.
10. 10. Un rodamiento formado monolíticamente para uso con un árbol giratorio posicionado dentro de una estructura de soporte, caracterizado porque comprende un cuerpo de rodamiento que tiene un primer extremo y un segundo extremo, una perforación interna que se extiende parcialmente a través del cuerpo del rodamiento y que define una superficie de rodamiento o soporte cilindrica para recibir y soportar el árbol giratorio, la perforación cilindrica está cerrada en el primer extremo, un collarín de empuje anular que se proyecta desde el primer extremo del cuerpo de rodamiento para acoplarse con una primera superficie de empalme correspondiente definida dentro de una cavidad interior de la estructura de soporte y un reborde de retención anular que depende de un segundo extremo del cuerpo de rodamiento para retener el cuerpo de rodamiento dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
11. 11. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el cuerpo del rodamiento incluye una superficie de rodamiento o soporte externa que tiene un borde delantero ahusado radialmente hacia adentro adyacente al collarín de empuje anular, para acoplarse con una segunda superficie de empalme complementaria definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
12. 12. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado porque el collarín de empuje anular está en alineación axial con la superficie de rodamiento o soporte cilindrica de la perforación interna.
13. 13. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la perforación interior del cuerpo de rodamiento se extiende a una pared de rodamiento o soporte terminal contra la cual se apoya un extremo del árbol cuando hay una carga sobre el mismo.
14. 14. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el collarín de empuje y la superficie de rodamiento o soporte externa del cuerpo de rodamiento están espaciados de las primeras y segundas superficies de empalme cuando no hay carga sobre el árbol y cuando hay carga sobre el árbol, el collarín de rodamiento o soporte y la superficie de rodamiento o soporte externa se apoyan contra las superficies de empalme de la estructura de soporte, en tanto que el árbol es sostenido de manera giratoria dentro de la perforación interna del cuerpo de rodamiento.
15. 15. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el reborde de retención anular tiene un resalto circunferencial formado sobre el mismo, el cual se apoya contra una tercera superficie de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte cuando hay una carga sobre el árbol.
16. 16. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque un reborde de retención anular se proyecta radialmente hacia afuera de la periferia del cuerpo del rodamiento, para retener el cuerpo del rodamiento dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
17. 17. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el reborde de retención anular tiene un resalto circunferencial formado sobre el mismo, para acoplarse con una tercera superficie de empalme correspondiente definida dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte.
18. 18. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el collarín de empuje anular y el reborde de retención anular están en alineación axial con la superficie de rodamiento cilindrica de la perforación interna.
19. 19. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la perforación interior del cuerpo de rodamiento se extiende a una pared de rodamiento o soporte terminal contra la cual se apoya un extremo del árbol cuando hay una carga sobre el árbol.
20. 20. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el collarín de rodamiento o soporte, la superficie de rodamiento o soporte externa y el resalto circunferencial están espaciados de las respectivas superficies de empalme definidas dentro de la cavidad interior de la estructura de soporte cuando no hay carga sobre el árbol y cuando hay carga sobre el árbol, el collarín de rodamiento o soporte, la superficie de rodamiento o soporte externa y el resalto circunferencial se apoyan contra las respectivas superficies de empalme de la estructura de soporte, en tanto que el árbol es sostenido de manera giratoria dentro de la perforación interna del cuerpo de rodamiento.
21. 21. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el cuerpo del rodamiento se forma monolíticamente a partir de un material termoplástico autolubricante.
22. 22. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la perforación es cerrada en un extremo de la misma y define una pared terminal en la misma, desde la cual se proyecta el collarín de empuje anular.
23. 23. Un rodamiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el primer extremo cerrado del cuerpo del rodamiento define una pared terminal.