Cojinete de película de aceite de alienación automática.

Cojinete de película de aceite para soportar de forma giratoria un eje (14), dicho cojinete se compone de: un bastidor esférico

(32) que tiene un orificio en el que dicho eje se soporta de forma giratoria, dicho bastidor esférico tiene una superficie esférica externa (32'); y

un calzo (30) que contiene dicho bastidor esférico, dicho calzo está configurado internamente con una superficie esférica interna que coopera con la superficie esférica externa (32') de dicho bastidor esférico para delimitar una superficie de rodamiento (40) configurado para acomodar la rotación angular de dicho eje sobre un punto central (P), dicha superficie esférica interna se delimita por insertos discretos (28) interpuestos entre una superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo (30) y dicho bastidor esférico, dichos insertos (28) tienen superficies interiores esféricas (36).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/037421.

Solicitante: SIEMENS INDUSTRY, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3333 Old Milton Parkway Alpharetta, Georgia 30005-4437 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: OSGOOD, PETER N., WOJTKOWSKI JR.,THOMAS C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Cojinetes para movimiento rotativo exclusivamente... > F16C23/04 (de autorreglaje)

PDF original: ES-2534791_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cojinete de película de aceite de alienación automática ANTECEDENTES

1. Campo de la invención

Las realizaciones de la presente invención se refieren a cojinetes de película de aceite hidrodinámicos utilizados para soportar de manera giratoria grandes ejes pesadamente cargados en diversas aplicaciones industriales.

2. Descripción de la técnica relacionada

Hay grandes ejes (igual o superior a un metro de diámetro) que se someten a aplicaciones de rotación extremadamente cargadas, donde las cargas se pueden aplicar en direcciones radiales variables. Mientras la velocidad de rotación de dichos ejes no es alta, también puede ser variable y puede incluir el llamado "temblor", donde los ejes experimentan pequeños movimientos oscilatorios por períodos prolongados de tiempo sin sufrir una revolución completa. En muchos casos, los ejes también están sometidos a momentos en que se curvan, que pueden causar la desalineación de las superficies de los cojinetes.

En GB1 172 567 se describen rodamientos a rodillos que constan de dos componentes relativamente móviles en contacto uno con otro por medio de superficies de cojinetes en parte esféricos en donde las partes se sueldan entre sí mediante soldadura por haz de alta energía.

Los rodamientos a rodillos grandes no son muy adecuados para su uso en ejes que experimentan temblores, ya que son incapaces de mantener la película elasto-hidrodinámica muy delgada que soporta los rodillos.

Los cojinetes de película de aceite pueden proporcionar una alternativa práctica a los rodamientos de rodillos. Los cojinetes de película de aceite, sobre todo cuando se utilizan con fluidos de alta viscosidad, han demostrado que pueden cargar impresionantes cargas radiales por períodos de tiempo indefinidos bajo una amplia gama de condiciones de velocidad. Sin embargo, un requisito para el buen funcionamiento de estos cojinetes es que sean capaces de alinearse con los ejes, particularmente en aplicaciones altamente cargadas.

RESUMEN

Descrito brevemente, las realizaciones de la presente invención se refieren a una mejora del cojinete de película de aceite de alineación automática. Tal como se emplea aquí, el término "cojinete de película de aceite" incluye ambos cojinetes hidrodinámicos, donde la película de aceite se genera solamente a través de la rotación del eje y los cojinetes de película de aceite híbridos, donde se emplean simultáneamente una combinación de características hidrodinámica e hidrostática generadas en la película.

El cojinete de película de aceite de la presente invención está diseñado para soportar de manera giratoria un gran eje cargado pesadamente. El cojinete tiene un eje central e incluye un bastidor esférico que tiene un orificio en el que el eje está contenido de forma giratoria. El bastidor esférico tiene una superficie esférica externa que coopera con una superficie esférica interna del calzo para delimitar una superficie de rodamiento configurada para acomodar la rotación angular del eje alrededor de un punto central.

En formas de realización ejemplares de la invención, el eje está montado por rotación en un casquillo fijado dentro de un canal del bastidor esférico.

Preferiblemente, el calzo se subdivide axialmente en dos medias secciones de acoplamiento que se ensamblan alrededor del bastidor esférico externamente.

En otra forma de realización ejemplar de la invención, la superficie esférica interna del calzo se delimita por insertos discretos interpuestos entre una superficie interior cilíndrica del calzo y el bastidor esférico. En cada media sección del calzo están contenidos series circulares de los insertos.

Los insertos tienen superficies interiores esféricas y preferiblemente tienen superficies externas curvadas tridimensionalmente en contacto con la superficie interior cilíndrica del calzo. Preferiblemente, las superficies externas curvadas tridimensionalmente de los insertos tienen un radio de curvatura mayor que el radio de curvatura de sus superficies interiores esféricas en planos que contienen el eje central del cojinete y un radio de curvatura menor, que el de la superficie interior cilíndrica del calzo en un plano perpendicular al eje central del cojinete.

En otra forma de realización ejemplar de la invención, se proporcionan medios para empujar elásticamente los insertos en contacto con la superficie interior cilíndrica del calzo.

En otro ejemplo de realización de la invención, están fijadas placas de empuje a un extremo circular del bastidor esférico. Las placas de empuje están configuradas y dispuestas para acoplarse axialmente a un hombro de retención en el eje.

Estas y otras realizaciones, objetos, características y ventajas de la presente invención se harán más evidentes al leer la siguiente descripción en relación con las figuras de los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Fig. 1 es una vista en sección longitudinal de un cojinete de película de aceite que representa un ejemplo de realización de la presente invención;

Fig. 2 es una vista en sección longitudinal de un cojinete de película de aceite que representa un ejemplo de realización adicional de la invención;

Fig. 3 es una vista ampliada de la parte superior del cojinete de película de aceite representado en la figura 2, con el cojinete retirado del eje;

Fig. 4A es una vista en perspectiva de uno de los insertos representados en las figuras 2 y 3;

FIG. 4B y 4C son vistas laterales y posteriores, respectivamente, de los insertos representados en la figura 4A; y FIG. 5 es una vista en sección longitudinal a través de un cojinete de película de aceite de acuerdo con otra realización ejemplar de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Para facilitar la comprensión de las realizaciones, principios y características de la presente invención, se explican a continuación con referencia a su puesta en práctica mediante realizaciones ilustrativas.

Los componentes y materiales descritos en lo sucesivo como constitutivos de las diferentes realizaciones están destinados a ser ilustrativos y no restrictivos. Muchos de los componentes y materiales adecuados que realizan la misma o una función similar a los materiales descritos en el presente documento serán abarcados dentro del alcance de las realizaciones de la presente invención.

Haciendo referencia ahora a las figuras, en las que los números de referencia representan las partes a lo largo de las mismas, las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle.

Con referencia inicialmente a la figura 1, un cojinete de película de aceite de acuerdo con la presente invención está representado generalmente como 10. El cojinete tiene un eje central "A" y comprende un bastidor esférico 12 que tiene un orificio preferentemente forrado con un casquillo 13 dentro del cual un eje 14 está montado de forma giratoria.

Un calzo 16 contiene el bastidor esférico 12. El bastidor esférica tiene una superficie esférica externa 12', y el calzo está configurado internamente con una superficie esférica interna 16'. Las superficies esféricas complementaria 12' y 16' cooperan en la delimitación de una superficie de rodamiento 18 configurada para acomodar la rotación angular del eje alrededor de un punto central "P".

El calzo 16 esta preferiblemente subdividido axialmente en dos medio secciones de acoplamiento 16a, 16b que se ensamblan alrededor del bastidor esférico 12 y se unen entre sí por elementos de fijación convencionales (no mostrados) .

Preferiblemente, las placas de empuje 22 están fijadas a un extremo circular del bastidor esférico. Las placas de empuje están configuradas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cojinete de película de aceite para soportar de forma giratoria un eje (14) , dicho cojinete se compone de:

un bastidor esférico (32) que tiene un orificio en el que dicho eje se soporta de forma giratoria, dicho bastidor esférico tiene una superficie esférica externa (32') ; y un calzo (30) que contiene dicho bastidor esférico, dicho calzo está configurado internamente con una superficie esférica interna que coopera con la superficie esférica externa (32') de dicho bastidor esférico para delimitar una superficie de rodamiento (40) configurado para acomodar la rotación angular de dicho eje sobre un punto central (P) , dicha superficie esférica interna se delimita por insertos discretos (28) interpuestos entre una superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo (30) y dicho bastidor esférico, dichos insertos (28) tienen superficies interiores esféricas (36) .

2. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 1, que consta además de un casquillo (38) fijo dentro del orificio de dicho bastidor esférico (32) , el eje esta articulado por rotación en dicho casquillo.

3. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 1 o 2, en el que dichos insertos (28) tienen superficies externas curvadas tridimensionalmente (34) en contacto con la superficie interior cilíndrica (30Â) de dicho calzo (30) .

4. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 3, en el que las superficie externas curvadas tridimensionalmente (34) de dichos insertos tienen un radio de curvatura mayor (Râ) que el radio de curvatura de sus superficies interiores esféricas en planos que contienen un eje central del cojinete (A) , y un radio de curvatura (Râ) menor que el radio de curvatura de la superficie interior cilíndrica del calzo en planos perpendiculares al eje central del cojinete (A) .

5. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 1 a 4, en el que dicho calzo está subdividido axialmente en dos medias secciones de acoplamiento (30a, 30b) .

6. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 5, en el que cada una de dichas medias secciones contienen una serie circular de dichos insertos (28) .

7. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 2, en el que el eje tiene una sección cónica (48) y en la que el cojinete de película de aceite consta además de un manguito (50) interpuesto entre dicho eje y dicho casquillo, el manguito esta fijado al eje para la rotación con éste con una superficie interior cónica complementaria a la sección cónica de dicho eje y con una superficie externa cilíndrica montada para la rotación en dicho casquillo.

8. Cojinete de película de aceite de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además, medios (42, 44) para impulsar elásticamente dichos insertos en contacto con la superficie interior cilíndrica de dicho calzo.

9. Cojinete de película de aceite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además, placas de empuje (22) sujetas a un extremo circular de dicho bastidor esférico, dichas placas de empuje están configuradas y dispuestas para engranarse axialmente a un hombro de dicho eje.

10. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 1, en el que el bastidor esférico (32) tiene un orificio cilíndrico alineado con un casquillo (38) , dicho casquillo (38) está configurado y dimensionado para la inserción axial sobre una superficie cilíndrica del muñón de dicho eje (14) , dicho bastidor esférico (32) tiene una superficie externa esférica (32') que rodea dicho casquillo;

un calzo (30) que contiene dicho bastidor esférico, dicho calzo tiene una superficie interior cilíndrica (30') que rodea dicho bastidor esférico; y los insertos discretos (28) interpuestos entre la superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo y dicho bastidor esférico (32) tienen superficies externas curvadas tridimensionalmente (34) en contacto con la superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo, dichos insertos delimitan una superficie esférica interna segmentada que coopera con la superficie esférica externa de dicho bastidor esférico para delimitar una superficie de rodamiento (40) configurado para acomodar la rotación angular de dicho eje alrededor de un punto central (P) .

11. Cojinete de película de aceite según la reivindicación 2, en el que el bastidor esférico (32) rodea dicho eje (14) y dentro del cual dicho eje está montado por rotación, el bastidor esférico tiene una superficie esférica externa (32') que rodea dicho casquillo;

el calzo (30) contiene dicho bastidor esférico (32) , dicho calzo está subdividido axialmente en dos media secciones (30a, 30b) que delimitan una superficie interior cilíndrica (30') ; y la serie de insertos discretos (28) contenidos en cada una de dicha media sección del calzo (30a, 30b) , están interpuestos entre la superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo y dicho bastidor esférico (40) , y delimitan una superficie esférica interna segmentada (36) que coopera con la superficie esférica externa (32') de dicho bastidor esférico (32) para delimitar una superficie de rodamiento (40) configurada para acomodar la rotación angular de dicho eje alrededor de un punto central (P) , dichos insertos (28) tienen superficies externas curvadas tridimensionalmente (34) en contacto con la superficie interior cilíndrica (30') de dicho calzo.