Disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) para soportar una pieza exterior (3) con respecto a una pieza interior (6),

cuya pieza exterior (3) y cuya pieza interior (6) giran una con relación a otra alrededor de un eje longitudinal común (5), comprendiendo la disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) un asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) formado en la pieza exterior (3) o en la pieza interior (6), el cual está sustancialmente parado con relación a una carga radial (10a, 10b, 10c, 10d) que solicita al asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) en una zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), y presenta en la dirección del eje longitudinal (5) una anchura variable en todo su perímetro de tal manera que, partiendo de la zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), el asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) se estrecha netamente por fuera de dicha zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), caracterizada porque la disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) está concebida como una disposición de rodamiento y el asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) está interrumpido en el perímetro por fuera de la zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d) con una anchura local de cero

Disposición de cojinete radial.

Campo de la invención

La invención concierne a una disposición de cojinete radial para soportar una pieza exterior con respecto a una pieza interior, cuya pieza exterior y cuya pieza interior giran una con relación a otra alrededor de un eje longitudinal común, comprendiendo la disposición de cojinete radial un asiento de cojinete formado en la pieza exterior o en la pieza interior, que está sustancialmente parado con relación a una carga radial que solicita al asiento de cojinete en una zona de carga y que presenta en la dirección del eje longitudinal una anchura variable en todo su perímetro de tal manera que, partiendo de la zona de carga, el asiento de cojinete se estrecha netamente por fuera de dicha zona de carga.

La invención concierne, además, a un árbol con un asiento de cojinete destinado a proporcionar una disposición de cojinete radial para soportar el árbol en una carcasa, en la que el árbol gira con relación a la carcasa alrededor de un eje longitudinal común.

Antecedentes de la invención

Este caso de carga de la disposición de cojinete radial es fundamental en el estado de la técnica y en el caso de la disposición de rodamiento es conocido bajo el término de la llamada carga puntual, en la que la carga radial está sustancialmente parada, en función de las condiciones de movimiento, con respecto al aro interior o al aro exterior del rodamiento. En contraste con esto, la llamada carga periférica consiste en un caso de carga en el que la carga radial gira con respecto al aro interior o al aro exterior del rodamiento. Con el término "sustancialmente" se pretende expresar en este sitio que, debido a influencias dinámicas, la carga radial no actúa en rigor de forma puntual, sino que puede presentar cierta amplitud de oscilación radial.

Las fuerzas que, debido a la carga radial, deben transmitirse desde la zona de carga que descansa sobre el asiento de cojinete constituyen un criterio esencial para un dimensionamiento fijo de por vida para la anchura del asiento de cojinete. Sin embargo, este criterio tiene solamente una importancia secundaria para la anchura necesaria fuera de la zona de carga, ya que aquí el asiento de cojinete está sometido a una carga mecánica netamente menor y, en algún caso particular, incluso ya no está sometido a ninguna carga mecánica. No obstante, los asientos de cojinete conocidos en el estado de la técnica están realizados en forma rotacionalmente simétrica con anchura constante y, por tanto, para el caso de carga puntual que aquí se presenta están sobredimensionados respecto de la capacidad de carga mecánica por fuera de la zona de carga. Pueden resultar de esto importantes inconvenientes en el sentido de que el asiento de cojinete, realizado casi siempre en forma realzada por motivos de fabricación, lleva consigo por fuera de la zona de carga una masa que no es deseable desde el punto de vista técnico y financiero y que también es evitable. Al mismo tiempo, esto conduce a un coste de mecanización innecesariamente elevado del asiento de cojinete, el cual, incluso por fuera de la zona de carga, se ha de mecanizar completamente con precisión en toda su anchura constante.

Se desprende del documento EP 0 753 678 A2 una disposición de cojinete radial para montar una carcasa con respecto a un árbol de rueda dentada alojado en ella, que está solicitado en el dentado con una carga radial que está parada con respecto a la carcasa. Por consiguiente, el asiento de cojinete liso formado en la carcasa para el árbol de la rueda dentada presenta una zona de carga estacionaria sobre el mismo y se estrecha netamente por fuera de dicha zona de carga.

Problema de la invención

Por tanto, el problema de la invención consiste en configurar una disposición de cojinete radial o un árbol de la clase citada al principio de modo que se eliminen los inconvenientes citados con medios sencillos. La configuración de la disposición de cojinete radial deberá conducir aquí especialmente a ventajas de peso y de coste, así como a propiedades de rozamiento favorables con respecto a disposiciones de cojinete conocidas en el estado de la técnica.

Sumario de la invención

Respecto de la disposición de cojinete radial, este problema se resuelve según la invención por el hecho de que la disposición de cojinete radial está construida como una disposición de rodamiento y el asiento de cojinete está interrumpido en el perímetro por fuera de la zona de carga con una anchura local de cero. Con una disposición de cojinete radial construida de esta manera se tiene en cuenta óptimamente la circunstancia de que el asiento de cojinete solicitado con carga puntual puede estrecharse considerablemente por fuera de la zona de carga y de modo que el asiento de cojinete presente en su perímetro una anchura local de cero correspondiente a una interrupción del asiento de cojinete. Por tanto, en combinación con las propiedades de rozamiento relativamente favorables de la disposición de rodamiento se puede agotar el potencial de disposiciones de cojinete conocidas para reducir masa rotativamente movida, peso, complejidad de mecanización y costes, sin que se perjudiquen las propiedades de funcionamiento de la disposición de cojinete radial.

Asimismo, la invención puede aplicarse de manera ventajosa especialmente para las constelaciones seguidamente descritas en los casos de carga en los que el asiento de cojinete está solicitado cada vez con una carga puntual. En un primer caso de carga la pieza exterior deberá estar construida como una carcasa, la pieza interior deberá estarlo como un árbol alojado en la carcasa y el asiento de cojinete de anchura variable deberá estar formado en el árbol, girando la carga radial juntamente con el árbol. Un ejemplo típico de este caso de carga es un desequilibrio definido que gira con el árbol y que puede ser ventajosamente reforzado por el asiento de cojinete de anchura variable, juntamente con una reducción simultánea de la masa del árbol.

En un segundo caso de carga la pieza exterior deberá estar construida como una carcasa, la pieza interior deberá estarlo como un árbol alojado en la carcasa y el asiento de cojinete de anchura variable deberá estar formado en la carcasa, estando la carga radial sustancialmente parada con relación a la carcasa. En este caso, un asiento de cojinete de anchura variable puede conducir a una reducción de la masa de la carcasa, no requiriendo una distribución de masa irregular del asiento de cojinete a lo largo del perímetro que se realice un equilibrado de la carcasa estacionaria.

En un tercer caso de carga la pieza exterior deberá estar construida como un cubo, la pieza interior deberá estarlo como un muñón de eje que soporta al cubo y el asiento de cojinete de anchura variable deberá estar formado en el cubo, girando la carga radial juntamente con el cubo. En el caso de una disposición de cojinete para un cubo con un desequilibrio definido en el cubo puede ser ventajoso que, a pesar de una acción -dirigida en sentido contrario al desequilibrio- del asiento de cojinete estrechado en la dirección del desequilibrio, se forme este asiento de cojinete con anchura variable para hacer más pequeña la superficie del asiento de cojinete en favor de una mecanización más barata.

Por último, en un cuarto caso de carga la pieza exterior deberá estar construida como un cubo, la pieza interior deberá estarlo como un muñón de eje que soporta al cubo y el asiento de cojinete de anchura variable deberá estar formado en el muñón de eje, estando la carga radial sustancialmente parada con relación al muñón de eje. En este caso, se simplifica también la mecanización del asiento de cojinete con su estrechamiento, mientras que al mismo tiempo se puede lograr una reducción de la masa del muñón de eje.

Para el primer caso de carga se ha previsto, además, que el árbol esté construido como un árbol desequilibrado cuyo centro de gravedad de masa excéntricamente dispuesto con respecto al eje longitudinal resulte de uno o varios vaciados realizados en el perímetro exterior del árbol desequilibrado. Referido al centro de gravedad de masa del árbol desequilibrado, los vaciados deberán discurrir aquí parcial o completamente al otro lado del eje longitudinal del árbol desequilibrado y deberán limitar con el asiento de cojinete de anchura variable. Con un árbol desequilibrado construido de esta forma se puede resolver de manera especialmente ventajosa el conflicto de objetivos generalmente existente de una masa lo más pequeña posible junto con un desequilibrio lo más grande posible del árbol. Esto tiene...

1. Disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) para soportar una pieza exterior (3) con respecto a una pieza interior (6), cuya pieza exterior (3) y cuya pieza interior (6) giran una con relación a otra alrededor de un eje longitudinal común (5), comprendiendo la disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) un asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) formado en la pieza exterior (3) o en la pieza interior (6), el cual está sustancialmente parado con relación a una carga radial (10a, 10b, 10c, 10d) que solicita al asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) en una zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), y presenta en la dirección del eje longitudinal (5) una anchura variable en todo su perímetro de tal manera que, partiendo de la zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), el asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) se estrecha netamente por fuera de dicha zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d), caracterizada porque la disposición de cojinete radial (1a, 1b, 1c, 1d) está concebida como una disposición de rodamiento y el asiento de cojinete (8a, 8b, 8c, 8d) está interrumpido en el perímetro por fuera de la zona de carga (12a, 12b, 12c, 12d) con una anchura local de cero.

2. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza exterior (3) está construida como una carcasa (2a), la pieza interior (6) lo está como un árbol (4a) alojado en la carcasa (2a) y el asiento de cojinete (8a) de anchura variable está formado en el árbol (4a), girando la carga radial (10a) juntamente con el árbol (4a).

3. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza exterior (3) está construida como una carcasa (2b), la pieza interior (6) lo está como un árbol (4b) alojado en la carcasa (2b) y el asiento de cojinete (8b) de anchura variable está formado en la carcasa (2b), estando la carga radial (10b) sustancialmente parada con relación a la carcasa (2b).

4. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza exterior (3) está construida como un cubo (13a), la pieza interior (6) lo está como un muñón de eje (14a) que soporta al cubo (13a) y el asiento de cojinete (8c) de anchura variable está formado en el cubo (13a), girando la carga radial (10c) juntamente con el cubo (13a).

5. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza exterior (3) está construida como un cubo (13b), la pieza interior (6) lo está como un muñón de eje (14b) que soporta al cubo (13b) y el asiento de cojinete (8d) de anchura variable está formado en el muñón de eje (14b), estando la carga radial (10d) sustancialmente parada con relación al muñón de eje (14b).

6. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 2, caracterizada porque el árbol (4a) está concebido como un árbol desequilibrado (23) cuyo centro de gravedad de masa (29) dispuesto excéntricamente con respecto al eje longitudinal (5) resulta de uno o varios vaciados (30) realizados en el perímetro exterior del árbol desequilibrado (23), cuyos vaciados (30), referido al centro de gravedad de masa (29) del árbol desequilibrado (23), discurren parcial o completamente al otro lado del eje longitudinal (5) del árbol desequilibrado (23) y limitan directamente con el asiento de cojinete (8a) de anchura variable.

7. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 6, caracterizada porque el árbol desequilibrado (23) pertenece a un dispositivo (16) para compensar fuerzas de masa y/o momentos de masa de un motor de combustión interna (17) de pistones alternativos con un cigüeñal (21) de dicho motor (17) que está dispuesto paralelamente al eje longitudinal (5) del árbol desequilibrado (23) y que acciona dicho árbol desequilibrado (23) de manera al menos indirecta.

8. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 7, caracterizada porque el dispositivo (16) comprende dos árboles desequilibrados (23) que giran en sentidos contrarios con doble número de reivindicaciones que el cigüeñal.

9. Disposición de cojinete radial según la reivindicación 6, caracterizada porque está previsto, para el apoyo de rodamiento del árbol desequilibrado (23), al menos un rodamiento (9) configurado como cojinete de agujas sin aro interior y preferiblemente como casquillo de agujas (25).

10. Árbol (4a) con un asiento de cojinete (8a) destinado a proporcionar una disposición de cojinete radial (1a) para soportar el árbol (4a) en una carcasa (2a), en la que el árbol (4a) gira con relación a la carcasa (2a) alrededor de un eje longitudinal común (5), caracterizado porque el árbol (4a) está concebido como un árbol desequilibrado (23) cuyo centro de gravedad de masa (29) dispuesto excéntricamente con respecto al eje longitudinal (5) resulta de uno o varios vaciados (30) realizados en el perímetro exterior del árbol desequilibrado (23), cuyos vaciados (30), referido al centro de gravedad de masa (29) del árbol desequilibrado (23), discurren parcial o completamente al otro lado del eje longitudinal (5) del árbol desequilibrado (23) y limitan directamente con el asiento de cojinete (8a), estando el asiento de cojinete (8a) sustancialmente parado con relación a una carga radial (10a) que solicita al asiento de cojinete (8a) en una zona de carga (12a) y que gira juntamente con el árbol desequilibrado (23), y presentando dicho asiento de cojinete en la dirección del eje longitudinal (5) una anchura variable en todo su perímetro de tal manera que, partiendo de la zona de carga (12a), el asiento de cojinete (8a) está interrumpido en el perímetro por fuera de la zona de carga (12a) con una anchura local de cero, estando concebida la disposición de cojinete radial (1a) como una disposición de rodamiento.