Una disposición de estanqueidad para un eje que sale de un alojamiento,

que comprende:

a) un alojamiento (9);

b) un eje (10) que se extiende a través de dicho alojamiento (9);

c) una junta (1) fijada a dicho alojamiento y que rodea dicho eje;

d) dicha junta (1) que comprende:

1)un estátor (13) fijado a dicho alojamiento;

2)un rotor (14) que gira con dicho eje;

3)un mecanismo (18) de fijación para evitar el movimiento axial de dicho rotor (14) con respecto a dicho estátor (13);

4)una pluralidad de cavidades (21, 25) que actúan como un centrifugador para líquido, incluyendo contaminantes, con el flujo del líquido centrifugado al exterior de la junta para eliminar los contaminantes; y

5)un conducto (35) desde dichas cavidades (21, 25) para que el flujo de líquido y contaminantes centrifugados salgan de dicha junta (1); y

caracterizada porque la disposición de estanqueidad comprende además

e) un conducto (19) en dicho alojamiento para su conexión con una fuente (15) de aire presurizado y con un primer conducto en dicho estátor (13) entre dicho alojamiento (9) y dicho rotor (14) para aplicar una purga de aire

Aislador de rodamiento con purgador de aire.

Antecedentes de la invención

El campo de la presente invención es la estanqueidad de los rodamientos, especialmente en usos periféricos de velocidad elevada, en los que hay presentes contaminantes que deben quedar aislados de los rodamientos.

Los husillos de las máquinas herramientas, debido a su elevada velocidad de giro (?), crean requerimientos para una reducción máxima o una eliminación total de contaminantes para que no interactúen con los rodamientos y, por consiguiente, no sean un problema continuo para los fabricantes de juntas y husillos. Hace tiempo que existe la creencia entre los fabricantes de juntas que añadir una purga de aire mejoraría la protección de los rodamientos, es decir, utilizando un mecanismo de estanqueidad junto con un purgador de aire. En la técnica anterior se han combinado juntas de labio y patrones de laberinto con un purgador de aire. Típicamente, la presión de la purga de aire ha sido de entre 345 y 483 kPa y se ha insertado bien más alejada del plano diametral o más cerca del plano diametral o en medio del patrón de laberinto de la junta de labios. Estos patrones de laberinto con juntas de labio en combinación con juntas no son muy satisfactorios, ni lo han sido. Esto es especialmente cierto cuando se somete a la junta a una gran cantidad de derramamiento e incidencia de refrigerante, en cuyo caso se puede acumular una cantidad sustancial de refrigerante en el área entre el patrón de laberinto y la junta de labios. Entonces, la junta de labios es sustancialmente el único miembro de estanqueidad entre los rodamientos y los contaminantes y el refrigerante acumulado. La junta de labios, debido a la presión y a la fricción, está sometida a una cantidad sustancial de desgaste y siempre se ha producido finalmente una entrada de contaminantes o de refrigerante más allá de la junta de labios.

La velocidad de giro (?) es un factor que afecta a todos los dispositivos de estanqueidad y las juntas de labios funcionarán mejor a velocidades periféricas menores y durante un periodo más breve de tiempo que otros tipos de juntas.

El purgador de aire se ha hecho funcionar con aisladores de rodamientos similares a los mostrados y descritos en la patente U.S. nº 5.378.000 pero con un éxito limitado.

Los purgadores de aire anteriores han dirigido el aire externo a los aisladores de rodamientos y el aislador de rodamiento ha sustituido simplemente la junta de labios. Esta disposición tiene al menos dos desventajas y no ha tenido un éxito completo debido a que la dirección de la purga de aire delante del aislador de rodamientos hace que el aire, incluyendo el refrigerante y las materias extrañas, debido a la presión, pase a través del aislador y dentro del alojamiento del rodamiento. Cualquier lasca o finos metálicos quedarán retenidos por la presión de aire en torno al aislador de rodamiento y provocarán un mayor desgaste y reducirán la eficacia del rodamiento.

Otro sistema para utilizar aire para mejorar, en teoría, el mecanismo de estanqueidad de los aisladores de rodamientos ha sido presurizar el alojamiento. Normalmente, la presión se encuentra entre 34,5 y 138 kPa³ y se introduce generalmente en el punto medio del alojamiento entre los rodamientos. Esta configuración, cuando se aplica aire de forma apropiada, es compatible con un aislador de rodamiento. Sin embargo, cuando el aire es introducido directamente dentro de los rodamientos, la limpieza del aire es sumamente importante. También es extremadamente importante restringir la presión interna máxima para evitar la salida de lubricante y aumentos de la temperatura en el aislador de rodamiento. Se ha mostrado que esta adición de presión al alojamiento del rodamiento mejora el rendimiento del aislador de rodamiento, en particular con husillos periféricos o estáticos lentos.

Otro ejemplo de aire combinado con un uso de un aislador de rodamiento ha sido introducir el aire más cerca del plano diametral del aislador de rodamiento e intentar sellar el aire del alojamiento por medio de una junta normal de labios u otros dispositivos de restricción. Una vía permitiría el escape de agua u otros contaminantes contenidos en el purgador de aire. En este diseño la junta de labios u otro dispositivo de restricción sigue siendo el miembro crítico y limita la vida y la calidad del efecto de estanqueidad. Esta configuración también es principalmente satisfactoria con una velocidad periférica menor de husillos o de ejes.

Por lo tanto, es importante tener un sistema de estanqueidad sin utilizar una junta de labios y ser capaz de utilizar de forma simultánea un suministro de aire que no es necesariamente puro, es decir, puede contener contaminantes, incluyendo fluido. Los contaminantes migrarán por cualquier junta de labios, especialmente a velocidades periféricas elevadas.

La patente U.S. nº 5.228.700 describe una junta de eje que tiene un anillo centrifugador fijado al eje para girar con el mismo. El anillo define un espacio anular con una parte de estátor de la junta. Las cámaras anulares definidas entre el estátor y el rotor y/o un alojamiento tienen un hueco de mariposa dispuesto entre las mismas para suprimir la presión del líquido en la junta.

Conforme a la presente invención se proporciona una disposición de estanqueidad para un eje que sale del alojamiento, que comprende:

La presente invención está diseñada para mantener alejados a los contaminantes de los rodamientos con un aislador de rodamiento y un mecanismo novedoso de purga de aire. La capacidad para utilizar presión de aire para mejorar la estanqueidad mientras se aíslan los rodamientos de la presión de aire y de cualquier contaminante contenido en los mismos es la mejora básica de la presente invención.

La presente invención proporciona un mecanismo mejorado de estanqueidad por lo que con una expulsión positiva de contaminantes la junta tendrá una larga vida de servicio incluso a velocidades elevadas. La presente invención también proporciona una expulsión positiva de contaminantes cuando el eje se encuentra en descanso.

Los alojamientos que contienen rodamientos se hacen funcionar a veces con una presión ligeramente menor, es decir, inferior a la atmosférica, que la presión externa del alojamiento. En la presente invención, las caras del rotor y del estátor entran en contacto entre sí y están fijadas entre sí de forma axial.

La presente invención proporciona un mecanismo de estanqueidad a velocidad periférica elevada incluso si se levanta el anillo de estanqueidad básico de la junta, la presión del aire refuerza la junta y proporciona un mecanismo de estanqueidad positivo en todo momento. El sistema de purga de aire está diseñado para salir del mecanismo de estanqueidad para expulsar contaminantes y ventilar la junta. El mecanismo de estanqueidad de la presente invención puede no...

1. Una disposición de estanqueidad para un eje que sale de un alojamiento, que comprende:

2. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que dicho mecanismo (18) de fijación incluye una pluralidad de conductos adicionales que conectan dicho primer conducto con dicho alojamiento (9) con dicha pluralidad de cavidades (21, 25).

3. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que dicha pluralidad de cavidades (21, 25) incluye al menos una primera cavidad (21) formada en dicho rotor (14).

4. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que dicha pluralidad de cavidades (21, 25) incluye al menos una segunda cavidad (25) formada entre dicho estátor (13) y dicho rotor (14).

5. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 2, en la que dicho mecanismo (18) de fijación incluye un conducto central (18a) conectado con cada uno de dicha pluralidad de conductos en dicho mecanismo de fijación.

6. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que hay un desagüe (41) para sacar líquido centrifugado de dicha segunda cavidad (25) al exterior de la junta (1).

7. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que dicha primera cavidad (21) tiene una aleta (24) para asistir en el centrifugado de dicho líquido.

8. Una disposición de estanqueidad conforme a la Reivindicación 1, en la que dicha segunda cavidad (25) tiene una aleta (23) para asistir en el centrifugado de dicho líquido.