Anillo de montaje de combinación.

Un anillo de montaje de combinación (400) de material elástico,

que comprende:

una parte cilíndrica hueca (410) que tiene un primer borde axial y un segundo borde axial, teniendo la parte cilíndrica(410) al menos una discontinuidad que se extiende axialmente (413, 414) en su circunferencia y una serie deproyecciones (440) que se extienden radialmente desde la misma; y

una parte anular (450) que se extiende radialmente hacia dentro desde dicha parte cilíndrica (410) y formadaintegralmente con la misma, teniendo dicha parte anular (450) una primera porción (451) en una primera posiciónaxial conectada a una segunda porción (452) en una segunda posición axial diferente de la primera posición axial,estando la segunda posición axial más cerca del segundo borde axial que la primera posición axial,caracterizado porque:

la primera porción (451) de la parte anular (450) está unida a la parte cilíndrica (410) mediante lengüetas (460) quecomprenden una cinta de material que se extiende axialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro desde elprimer borde axial.

Anillo de montaje de combinación.

La presente invención se refiere a un anillo de montaje. También se refiere a un conjunto que tiene un alojamiento con un calibre en el mismo y un árbol o cojinete (en lo sucesivo en este documento el término "árbol" incluye un cojinete) recibido en el calibre y conectado al mismo para que se mantenga en el calibre mediante un anillo de montaje de este tipo.

Se conoce unir un alojamiento y un árbol recibidos en un calibre del alojamiento por un anillo de montaje en forma de un anillo de tolerancia. El anillo de tolerancia puede usarse para mantener el árbol en el lugar del calibre, o puede actuar como un limitador de fuerza para permitir que el par de torsión se transmita entre el árbol y el alojamiento. Los anillos de tolerancia se usan, por ejemplo, para transmitir par de torsión, con la condición de que el par de torsión no exceda algunos valores predeterminados. El uso de un anillo de tolerancia permite variaciones menores en el diámetro del árbol y el calibre para que se aloje sin afectar a la interconexión del alojamiento y el árbol.

Generalmente, los anillos de tolerancia convencionales comprenden una banda de material elástico, por ejemplo, un metal, tal como acero de resortes, cuyos extremos se unen para formar una banda. Una cinta de proyecciones se extiende radialmente hacia fuera desde la banda, o radialmente hacia dentro en dirección al centro de la banda. Normalmente, las proyecciones son formaciones, posiblemente formaciones regulares, tales como estrías, surcos, ondas o separadores.

Cuando el anillo se sitúa en el espacio anular entre, por ejemplo, la superficie externa de la parte externa de un cojinete y un calibre en un alojamiento en el que se sitúa el cojinete, las proyecciones se comprimen. Cada proyección actúa como un resorte y ejerce una fuerza radial contra el cojinete y la superficie del calibre, proporcionando un ajuste con apriete entre el cojinete y el alojamiento. La rotación del alojamiento o la parte externa del cojinete producirá una rotación similar en los otros cojinetes o alojamientos, ya que se transmite un par de torsión por el anillo de tolerancia. Asimismo, el movimiento lineal del alojamiento o la parte externa del cojinete producirá un movimiento lineal similar en los otros cojinetes o alojamientos, ya que la fuerza lineal se transmite por el anillo.

Si se aplican fuerzas (de giro o lineales) a una o ambas partes externas del cojinete y el alojamiento, de tal forma que la fuerza resultante entre los componentes de acoplamiento sea mayor que un valor umbral determinado, el cojinete o el alojamiento se moverán uno con respecto al otro, es decir, se deslizarán. En esta solicitud, este valor umbral se denomina la "fuerza de deslizamiento" del cojinete, el alojamiento y el anillo de tolerancia.

Aunque los anillos de tolerancia normalmente comprenden una cinta de material elástico que está curvada para permitir la formación fácil de un anillo solapando los extremos de la cinta, también pueden fabricarse como una banda anular.

Por lo tanto, los anillos de tolerancia pueden proporcionar funciones de transferencia del par de torsión o de limitación del par de torsión, pueden proporcionar un control de la fuerza de retención axial o de deslizamiento axial proporcionando un ajuste con apriete ya que las proyecciones se comprimen entre los componentes de acoplamiento del conjunto.

Se muestra un anillo de tolerancia conocido 1 en la figura 1. El anillo de tolerancia 1 comprende una banda 11 de acero de resortes, los extremos 12, 13, de los que se une para formar una banda. Una cinta de proyecciones 14 se extiende radialmente hacia dentro desde la superficie de circunferencia interna 17 de la banda. Las proyecciones 14 son formaciones estriadas regulares. La cinta de proyecciones 14 está flanqueada axialmente por regiones anulares 15, 16 de la banda de material elástico 11 que no tienen formaciones.

La figura 2 muestra el anillo de tolerancia conocido 1 de la figura 1 en uso en un motor eléctrico. Cuando los componentes mostrados en la figura 2 se montan, el motor eléctrico comprende un rotor 6 montado en un árbol 5 en un alojamiento 3. El árbol 5 pasa a través de los cojinetes 2, los anillos de tolerancia 1, las arandelas onduladas 4 (analizadas a continuación) , y las cubiertas finales 7 del motor. Al montar el motor, los anillos de tolerancia 1 se sitúan en el alojamiento 3, y entonces cada cojinete 2 se empujado hacia uno de los anillos de tolerancia 1 en el alojamiento 3 para comprimir las proyecciones 14 del anillo de tolerancia 1, como se ha descrito anteriormente, para sostener cada uno de los cojinetes 2 con respecto al alojamiento 3, sin la necesidad de tensar tolerancias de acoplamiento o adhesivos.

Un problema con los conjuntos conocidos de un cojinete, alojamiento y anillo de tolerancia, tal como en el motor eléctrico de la figura 2, es que, si el conjunto se calienta, el alojamiento puede expandirse aumentando de este modo el espacio anular entre el alojamiento y la parte externa del cojinete. Cuando esto pasa, se puede permitir que el cojinete se desplace axialmente con respecto al alojamiento, y puede permitirse que los anillos de rodadura del cojinete se desplacen axialmente entre sí (es decir, traqueteo) , lo que puede conducir a un excesivo desgaste de los rodamientos del cojinete y los anillos de rodadura, y también a reducir el rendimiento NVH (ruido, vibración y dureza) . Con el fin de compensar esto, se conoce el uso de "arandelas onduladas" adyacentes a los cojinetes, para precargar los cojinetes. El precargado es la aplicación de una carga axial controlada a un par de cojinetes para forzar a los elementos de rodadura a adoptar un ángulo de contacto para eliminar holguras internas libres, es decir, a amortiguar o evitar el movimiento axial de las piezas del cojinete unas con respecto a otras.

Una "arandela ondulada" es una pieza de material elástico, tal como acero de resortes, que toma la forma generalmente de un aro o aureola. Sin embargo, en lugar de ser un aro plano en un plano radial-circunferencial, el material de una arandela ondulada puede tomar la forma de una onda, de tal forma que, con referencia al plano radial-circunferencial, algunas porciones del aro se extiendan más lejos axialmente desde el plano que otras porciones. Esta formación permite que la arandela ondulada actúe como un resorte axial.

Se muestra un par de arandelas onduladas conocidas 4 en la figura 2. Cuando los componentes del dibujo se montan, las caras 2a de los anillos de rodadura internos 22 de los cojinetes 2 se apoyan contra las caras 5a, 5b del árbol 5, y las arandelas onduladas 4 se apoyan contra las caras axialmente opuestas 2b de los anillos de rodadura externos 23 de los cojinetes 2. Se dice entonces que los cojinetes se precargan.

La figura 3 muestra una sección transversal a mano izquierda del par de cojinetes 2 de la figura 2, cuando los componentes de la figura 2 se montan. La figura 3 demuestra que el anillo de rodadura interno 22 del cojinete 2 está enfrenado hacia la izquierda (por el árbol 5) , y el anillo de rodadura externo 23 del cojinete 2 está enfrenado hacia la derecha (por la arandela ondulada elástica 4) . Por lo tanto, incluso si el conjunto se calienta y el anillo de tolerancia 1 no proporciona un ajuste con apriete suficiente entre el cojinete 2 y el alojamiento 3 para evitar el movimiento relativo axial del anillo de rodadura externo 23 y el alojamiento 3, y por lo tanto, el movimiento relativo axial de los anillos de rodadura 22, 23 del cojinete 2, la arandela ondulada 4 fuerza a los elementos de rodadura a adoptar un ángulo de contacto "a" para evitar holguras internas libres.

Aunque los anillos de tolerancia y las arandelas onduladas tienen muchos atributos beneficiosos, pueden llevar tiempo y ser difíciles de montar en un conjunto.

El documento US 4.981.390 describe un anillo de tolerancia que tiene lengüetas separadas, hendiduras o un reborde continuo en uno o ambos extremos axiales para acoplar pestañas en superficies cilíndricas colindantes con el fin de sujetar el anillo de tolerancia en un sentido axial.

El documento US 2005/0232525 describe el montaje de una arandela ondulada radial entre la superficie externa de un cojinete y la superficie interna de un alojamiento, permitiendo la arandela que las superficies interna y externa se muevan radialmente una con respecto a la otra.

El documento GB 2.255.598 describe un anillo de tolerancia hecho de material polimérico que está montado entre el anillo interno de... [Seguir leyendo]

1. Un anillo de montaje de combinación (400) de material elástico, que comprende:

una parte cilíndrica hueca (410) que tiene un primer borde axial y un segundo borde axial, teniendo la parte cilíndrica (410) al menos una discontinuidad que se extiende axialmente (413, 414) en su circunferencia y una serie de proyecciones (440) que se extienden radialmente desde la misma; y una parte anular (450) que se extiende radialmente hacia dentro desde dicha parte cilíndrica (410) y formada integralmente con la misma, teniendo dicha parte anular (450) una primera porción (451) en una primera posición axial conectada a una segunda porción (452) en una segunda posición axial diferente de la primera posición axial, estando la segunda posición axial más cerca del segundo borde axial que la primera posición axial, caracterizado porque:

la primera porción (451) de la parte anular (450) está unida a la parte cilíndrica (410) mediante lengüetas (460) que comprenden una cinta de material que se extiende axialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro desde el primer borde axial.

2. El anillo de montaje de combinación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera porción (451) está desplazada axialmente desde la parte cilíndrica (410) .

3. El anillo de montaje de combinación de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la parte anular (450) tiene una pluralidad de primeras porciones (451) y una pluralidad de segundas porciones (452) .

4. El anillo de montaje de combinación de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada una de las segundas porciones (452) tiene una posición axial idéntica con respecto al primer borde axial.

5. El anillo de montaje de combinación de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las segundas porciones (452) están separadas uniformemente alrededor de la parte anular (450) .

6. Un anillo de montaje de combinación (200) de material elástico que incluye:

una banda deformable (202) para su montaje entre un componente interno y un componente externo, comprendiendo la banda una pared que se extiende circunferencialmente, estando la pared unida a un primer borde axial (212) y un segundo borde axial, teniendo la banda una pluralidad de proyecciones que se extienden radialmente (206) alrededor de la pared que se extiende circunferencialmente para proporcionar un ajuste con apriete entre el componente interno y el componente externo, y dos o más elementos de resorte axiales separados (208) , teniendo cada uno una primera porción (214) y una segunda porción (216) , caracterizado porque:

la primera porción (214) de cada uno de los elementos de resorte axiales (208) está unido al primer borde axial (212) mediante una lengüeta (210) que comprende una cinta arqueada de material que se extiende axialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro desde el primer borde axial (212) , los elementos de resorte axiales (208) son cintas que se extienden sustancialmente de forma circunferencial de material elástico, en los que cada primera porción (214) está situada en una primera posición axial desplazada axialmente hacia fuera y radialmente hacia dentro desde el primer borde axial (212) y cada segunda porción (216) está arqueada hacia el primer borde axial (212) de tal forma que la segunda porción (216) está más cerca del primer borde axial (212) que la primera porción (214) .

7. El anillo de montaje de combinación de acuerdo con la reivindicación 6, en el que cada elemento de resorte axial (208) tiene una pluralidad de segundas porciones (216) .

8. Un conjunto que incluye:

unos componentes primero y segundo de acoplamiento, siendo los componentes primero y segundo de acoplamiento, respectivamente:

un alojamiento (600) que tiene un calibre (602) con un árbol (500) en el mismo, y el árbol (500) , o un árbol (500) , y un alojamiento (600) que tiene un calibre (602) con el árbol (500) en el mismo;

un anillo de montaje de combinación (400) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, estando el anillo de montaje de combinación dispuesto de tal forma que su parte cilíndrica (410) está situada entre el árbol (500) y el alojamiento (600) ; y un cuerpo (700) dispuesto de tal forma que la parte anular (450) del anillo de montaje de combinación (400) está situada entre el cuerpo (700) y el árbol (500) ;

en el que el árbol (500) aplica una fuerza axial contra la parte anular (450) del anillo de montaje de combinación (400) para reducir la distancia axial entre las primeras y las segundas porciones (451, 452) de la parte anular (450) y presionar la parte anular (450) en contacto con el cuerpo (700) ; y en el que el primer componente de acoplamiento está en contacto y aplica una fuerza radial contra las proyecciones (440) de la parte cilíndrica (410) del anillo de montaje de combinación (400) tal como para comprimir las proyecciones (440) y presionar la parte cilíndrica (410) en contacto con el segundo componente de acoplamiento, para fijar de esta manera el árbol (500) y el alojamiento (600) .

9. El conjunto de la reivindicación 8, en el que el árbol (500) está en contacto con la segunda porción (452) de la parte anular (450) del anillo de montaje de combinación (400) y el cuerpo (700) está en contacto con la primera porción (451) de la parte anular (450) .

10. Un conjunto que comprende:

un componente interno, un componente externo dispuesto para recibir el componente interno, y un anillo de montaje de combinación (200) de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7 montado entre el componente interno y el componente externo, un cuerpo (700) dispuesto de tal forma que los dos o más elementos de resorte axiales separados (208) del anillo de montaje de combinación (200) están situados entre el cuerpo (700) y el componente interno;

en el que el componente interno aplica una fuerza axial contra los elementos de resorte axiales (208) del anillo de montaje de combinación (200) como para reducir la distancia axial entre las porciones primeras y segundas (214, 216) de los elementos de resorte axiales (208) y presionar los elementos de resorte axiales (208) en contacto con el cuerpo (700) ; y en el que el componente interno está en contacto y aplica una fuerza radial contra las proyecciones (206) de la banda deformable (202) del anillo de montaje de combinación (200) como para comprimir las proyecciones (206) y presionar la banda deformable (202) en contacto con el componente externo, para fijar de esta manera el componente interno y el componente externo.

11. El conjunto de la reivindicación 10, en el que el componente externo es un alojamiento (600) que tiene un calibre (602) para recibir un árbol, y el componente interno es un árbol que tiene un cojinete (500) montado en el mismo, y en el que las proyecciones (206) están comprimidas entre el calibre (602) y el cojinete (500) , y los elementos de resorte axiales (208) están situados entre el cojinete y el cuerpo, estando en contacto la primera porción (214) de cada elemento de resorte axial (208) con el cuerpo.

12. El conjunto de la reivindicación 11, en el que el cojinete incluye un anillo de rodadura interno y un anillo de rodadura externo, el elemento de resorte axial (208) está en contacto con una cara del anillo de rodadura externo, y el árbol que comprende un miembro tope que apoya una cara del anillo de rodadura interno opuesta a la cara del anillo de rodadura externo para enfrentar las porciones primeras y segundas (214, 216) del elemento de resorte axial unas frente a otras para generar una fuerza de resorte axial que carga el cojinete.

13. Un pre-conjunto que comprende:

un anillo de montaje de combinación (400) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; y un cojinete montado en la parte cilíndrica hueca (410) del anillo de montaje de combinación (400) .

14. Un pre-conjunto que comprende:

un anillo de montaje de combinación (200) de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7; y un cojinete montado en la banda deformable (202) del anillo de montaje de combinación (200) .