Sistema de rodamientos giratorios.

Sistema de rodamientos giratorios (10) que comprende:

(a) un primer anillo de rodamiento (20) y un segundo anillo de rodamiento (30) posicionadosconcéntricamente uno respecto al otro formando por lo menos una pista de rodadura superior e inferior(41,

42) entre los mismos,

(b) una pluralidad de rodillos de rodamiento (51, 52, 53) posicionados en cada pista de rodadura (41, 42,43) entre el primer anillo de rodamiento (20) y el segundo anillo de rodamiento (30),

caracterizado por el hecho de que el sistema de rodamientos giratorios (10) comprende, además:

(c) una pluralidad de boquillas de suministro (70) capaces de suministrar una mezcla de aceite y aire a laspistas de rodadura adyacentes a la pista de rodadura superior (41),

(d) unos conductos capaces de comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de laspistas de rodadura (41, 42) y recoger aceite de la mezcla adyacente a la pista de rodadura inferior(42),

(e) unas juntas (61, 63, 84) capaces de regular el flujo de aire a través de los conductos e impedir el flujode salida de aceite desde las pistas de rodadura, y

(f) por lo menos un puerto de salida (80) capaz de conducir un flujo de salida de aire y aceite desde laspistas de rodadura adyacentes a la pista de rodadura inferior (42).

Sistema de rodamientos giratorios.

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud Europea reivindica prioridad y beneficio de la solicitud americana nº 12/164.345, presentada el 30 de Junio de 2008.

ANTECEDENTES Y DESCRIPCIÓN DE LA DIVULGACIÓN

La presente invención está relacionada con sistemas de rodamientos, y más concretamente, a sistemas de rodamientos giratorios, que tienen las características del preámbulo de la reivindicación 1. GB 2 269 638 A describe un rodamiento de este tipo.

Los rodamientos giratorios son rodamientos axiales grandes comunes para cargas pesadas. Los rodamientos giratorios se han utilizado en el pasado en aplicaciones tales como fábricas de acero y otra maquinaria pesada. En muchos casos, el rodamiento giratorio es un componente solidario y crítico de un sistema mayor.

Los rodamientos giratorios a menudo se instalan en la base del equipo para permitir el giro de una estructura soportada. En estas instalaciones, a menudo ha sido difícil acceder directamente a los rodamientos giratorios para inspección, mantenimiento y reparación. El acceso a los rodamientos giratorios a menudo requería por lo menos cierto desmontaje de un sistema más grande, lo que resulta en una pérdida de productividad y mayores costes de mantenimiento. Además, la dificultad para acceder a los rodamientos giratorios para inspección aumenta la probabilidad de un fallo inesperado. Debido a que los rodamientos giratorios son grandes, costosos y requieren largos tiempos de espera para la sustitución, estos fallos inesperados pueden afectar sustancialmente a la productividad general de los sistemas que utilizan rodamientos giratorios.

Un sistema de rodamientos giratorios en el pasado incluía generalmente unos rodamientos de rodillos situados entre anillos concéntricos. Estos sistemas de rodamientos giratorios anteriores típicamente dependían de grasa como lubricante. La grasa era canalizada a través de unos puertos hacia el rodamiento giratorio para lubricar los rodamientos de rodillos y las pistas de rodadura de los anillos del rodamiento. En un ejemplo, un sistema de lubricación automatizado inyectaba grasa a intervalos regulares en el rodamiento giratorio.

Los sistemas de rodamientos giratorios anteriores que empleaban lubricación con grasa presentaban varios inconvenientes. Cuando la grasa se inyectaba en el sistema de rodamientos giratorios, el exceso de grasa en el rodamiento giratorio se dejaba escapar. La grasa que salía que era recogida alrededor del rodamiento giratorio recogía polvo y creaba riesgo de incendio, especialmente en entornos de altas temperaturas, tales como fábricas de acero. La grasa puede no llegar adecuadamente a todos los elementos de rodamiento del sistema de rodamientos giratorios produciendo desgaste y otros daños así como un fallo prematuro de los sistemas de rodamientos giratorios. También, la grasa, en general, está a presión durante la inyección al rodamiento giratorio, pero reside en el rodamiento a baja presión y puede endurecerse. La grasa endurecida en el interior del rodamiento giratorio impide, además, una distribución adecuada de lubricante a todos los elementos de rodamiento lo que da lugar a desgaste y daños en el rodamiento así como a un fallo prematuro del rodamiento. Además, los puertos de entrada, donde se suministra la grasa al sistema de rodamiento pueden bloquearse e impedir que la grasa entre en el rodamiento giratorio.

Además, incluso si están debidamente lubricados, en el interior de los rodamientos giratorios pueden producirse partículas de metal debido al desgaste entre los rodamientos de rodillos y las pistas de rodadura. Los rodamientos giratorios se han empleado con frecuencia también en entornos operativos donde pueden entrar contaminantes externos en el rodamiento giratorio. Los rodamientos giratorios incluso con un lubricante de grasa adecuado se han visto dañados internamente por estas diversas formas de contaminación. Los lubricantes de grasa han tendido a retener las partículas de metal y otros contaminantes, provocando que queden en contacto con los elementos de rodamiento dentro del sistema de rodamientos giratorios. La contaminación dentro del rodamiento ha dado lugar a un mayor rozamiento reduciendo la eficacia del rodamiento giratorio, así como daños mecánicos tales como desconchamiento y formación de estrías en el rodamiento. En funcionamiento, los lubricantes de grasa típicamente no se han filtrado y, por lo tanto, con el tiempo, se ha tendido a recoger contaminantes aumentando el potencial de daños y resultando en fallos adicionales de los sistemas de rodamientos giratorios.

Otro inconveniente de la lubricación con grasa ha sido mayor calor en el interior de los rodamientos giratorios. Una lubricación con grasa eficaz a menudo requería el llenado de los intersticios y el volumen interno del sistema de rodamientos giratorios. La grasa normalmente no fluía a través del sistema de rodamientos giratorios durante el funcionamiento normal. Estos factores a menudo dan lugar a que el sistema de rodamientos giratorios discurra más caliente de lo deseado provocando una mayor fatiga del metal y un fallo más rápido de los sistemas de rodamientos giratorios.

Los lubricantes de grasa también han dado lugar a un aumento de los costes de limpieza. La grasa utilizada en los sistemas anteriores puede suministrarse al rodamiento giratorio periódicamente dando lugar a grasa usada que es expulsada fuera del sistema de rodamientos giratorios. La grasa usada tendía a acumularse y para eliminar el exceso de grasa se requería un mantenimiento. Esta limpieza se añadía a los costes de mantenimiento.

Las grasas lubricantes utilizadas en los sistemas de rodamientos giratorios anteriores también han sido costosas. Muchas aplicaciones requerían una grasa especial para la temperatura y el entorno de funcionamiento en el cual se utiliza el sistema de rodamientos giratorios. También, los sistemas de rodamientos giratorios anteriores no han sido capaces de reciclar la grasa usada lo que resulta en un aumento de los costes de funcionamiento para el sistema de rodamientos giratorios. La eliminación de la grasa utilizada también ha sido costosa y a menudo requería procedimientos de eliminación especiales para cumplir con las regulaciones ambientales.

Los inconvenientes de la lubricación con grasa limita la vida útil de los sistemas de rodamientos giratorios. La vida útil de los sistemas de rodamientos giratorios se ha calculado típicamente en base a factores tales como la capacidad de carga requerida, la eficacia de la lubricación con grasa, y las temperaturas de funcionamiento. Estos problemas asociados a la lubricación con grasa limitan la vida útil proyectada de los sistemas de rodamientos giratorios, así como un aumento del riesgo de fallos reales de los rodamientos giratorios. En algunas aplicaciones se ha requerido la sustitución de rodamientos giratorios a intervalos regulares, en algunos casos tan frecuentemente como cada pocos meses. Dado el coste de los sistemas de rodamientos giratorios y la dificultad de instalación, la sustitución regular de los rodamientos giratorios aumentaba sustancialmente los costes de funcionamiento globales de los sistemas de rodamientos giratorios y reducía la productividad de los equipos y sistemas que utilizan rodamientos giratorios.

Otros sistemas de rodamientos giratorios anteriores han empleado lubricación por circulación de aceite. Estos sistemas típicamente han llenado el rodamiento giratorio con aceite en circulación, que puede filtrarse y reciclarse, o no. Debido al tamaño de los rodamientos giratorios, los rodamientos giratorios que emplean lubricación por circulación de aceite generalmente han requerido grandes cantidades de aceite. En muchos casos, han sido necesarios aceites especiales debido al entorno de funcionamiento del rodamiento giratorio provocando mayores costes de material. En cualquier caso, a menudo se requerían procedimientos especiales para eliminar el aceite usado, aumentando aún más los costes de funcionamiento de estos sistemas de rodamientos giratorios. El exceso de aceite en el rodamiento giratorio ha impedido el movimiento de los rodamientos de rodillos en el sistema de rodamientos giratorios reduciendo la eficacia del rodamiento giratorio. Otro inconveniente de la lubricación por circulación de aceite ha sido el aumento de calor con el rodamiento giratorio. Al igual que con la lubricación con grasa, el exceso de calor en el interior del sistema de rodamientos giratorios se ha traducido en un mayor desgaste del metal y la fatiga del metal, y ha acelerado el fallo de los sistemas de rodamientos giratorios.

A la luz de los inconvenientes asociados a estas técnicas de lubricación anteriores,... [Seguir leyendo]

1. Sistema de rodamientos giratorios (10) que comprende:

(a) un primer anillo de rodamiento (20) y un segundo anillo de rodamiento (30) posicionados concéntricamente uno respecto al otro formando por lo menos una pista de rodadura superior e inferior (41, 42) entre los mismos,

(b) una pluralidad de rodillos de rodamiento (51, 52, 53) posicionados en cada pista de rodadura (41, 42, 43) entre el primer anillo de rodamiento (20) y el segundo anillo de rodamiento (30) ,

caracterizado por el hecho de que el sistema de rodamientos giratorios (10) comprende, además:

(c) una pluralidad de boquillas de suministro (70) capaces de suministrar una mezcla de aceite y aire a las pistas de rodadura adyacentes a la pista de rodadura superior (41) ,

(d) unos conductos capaces de comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de las pistas de rodadura (41, 42) y recoger aceite de la mezcla adyacente a la pista de rodadura inferior (42) ,

(e) unas juntas (61, 63, 84) capaces de regular el flujo de aire a través de los conductos e impedir el flujo de salida de aceite desde las pistas de rodadura, y

(f) por lo menos un puerto de salida (80) capaz de conducir un flujo de salida de aire y aceite desde las pistas de rodadura adyacentes a la pista de rodadura inferior (42) .

2. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el segundo anillo de rodamiento (30) está formado por dos piezas de acoplamiento.

3. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el segundo anillo de rodamiento (30) tiene forma de U y está posicionado alrededor del primer anillo de rodamiento (20) .

4. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el primer anillo de rodamiento (20) está formado por dos piezas de acoplamiento.

5. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el primer anillo de rodamiento (20) tiene forma de U y está posicionado alrededor del segundo anillo de rodamiento (30) .

6. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el segundo anillo de rodamiento (30) posicionado concéntricamente respecto al primer anillo de rodamiento (20) forma dos pistas de rodadura (41, 42) con una pluralidad de rodillos de rodamiento (51, 52) posicionados oblicuamente en la pista de rodadura superior e inferior (41, 42) entre el primer anillo de rodamiento (20) y el segundo anillo de rodamiento (30) .

7. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el segundo anillo de rodamiento (30) posicionado concéntricamente respecto al primer anillo de rodamiento (20) forma tres pistas de rodadura (41, 42, 43) , una pista de rodadura superior (41) , una pista de rodadura inferior (42) , y una pista de rodadura concéntrica (43) , con una pluralidad de rodillos de rodamiento (51, 52, 53) posicionados en cada pista de rodadura (41, 42, 43) entre el primer anillo de rodamiento (20) y el segundo anillo de rodamiento (30) .

8. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el primer anillo de rodamiento (20) está sujeto a una base de apoyo (91) y el segundo anillo de rodamiento (30) está sujeto a una estructura de base de torreta (92) .

9. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el primer anillo de rodamiento (20) está sujeto a una estructura de base de torreta (92) y el segundo anillo de rodamiento (30) está sujeto a una base de apoyo (91) .

10. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que tiene un eje de inclinación (12) y dos puertos de salida (80) posicionados adyacentes al eje de inclinación (12) .

11. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el por lo menos un puerto de salida (80) también es capaz de recoger una cantidad controlada de aceite en el sistema de rodamientos giratorios (10) .

12. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, un cárter (81) capaz de mantener una cantidad deseada de aceite en el interior del sistema de rodamientos giratorios (10) .

13. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, por lo menos un índice de montaje (11) capaz de identificar una posición a lo largo de la circunferencia de los anillos de rodamiento (20, 30) .

14. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, una junta inferior (84) posicionada adyacente al primer anillo de rodamiento (20) capaz de impedir el flujo de salida de aire desde los conductos a través de los anillos de rodamiento (20, 30) .

15. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, por lo menos un tapón de drenaje (83) capaz de conducir un flujo de salida de aceite desde los conductos del sistema de rodamientos giratorios (10) .

16. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que el por lo menos un tapón de drenaje (83) capaz de conducir un flujo de salida de aceite desde el sistema de rodamientos giratorios (10) es capaz de capturar magnéticamente partículas metálicas en el aceite.

17. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las juntas (61, 63, 84) capaces de regular el flujo de aire a través de los conductos comprenden una junta superior (61) posicionada entre el primer anillo de rodamiento (20) y el segundo anillo del rodamiento (30) .

18. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que comprende, además, una tapa de estanqueidad superior (65) posicionada adyacente al primer anillo de rodamiento (20) y capaz de aplicar una fuerza para ayudar a posicionar la junta superior (61) .

19. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, un anillo de estanqueidad (63) posicionado adyacente al segundo anillo de rodamiento (30) .

20. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que las juntas (61, 63, 84) capaces de regular el flujo de aire a través de los conductos comprenden una válvula de control de presión de aire (62) posicionada adyacente al anillo de estanqueidad (63) .

21. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las juntas (61, 63, 84) capaces de regular el flujo de aire a través de los conductos comprenden por lo menos una válvula de control de presión de aire (62) posicionada entre el segundo anillo de rodamiento (30) y el primer anillo de rodamiento (20) .

22. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 20 o la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que comprende, además, una tapa de la válvula de control de presión de aire (66) posicionada adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de rodamiento (30) y cubriendo por lo menos parte de la válvula de control de presión de aire (62) .

23. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que una distancia medible entre la válvula de control de presión de aire (66) y una referencia sobre el segundo anillo de rodamiento (30) varía con el desgaste del sistema de rodamientos giratorios (10) .

24. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende, además, unas tapas de estanqueidad (65) posicionadas adyacentes a las juntas (61, 63, 84) y capaces de aplicar una fuerza para ayudar a posicionar las juntas (61, 63, 84) .

25. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 24, caracterizado por el hecho de que las tapas de estanqueidad (65) está sujetas a las juntas (61, 63, 84) .

26. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que existe una distancia medible adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de rodamiento (30) y puede variar con el desgaste del sistema de rodamientos giratorios (10) .

27. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que se forma una distancia medible entre una primera referencia conectada con el primer anillo de rodamiento (20) y una muesca

(67) formada en el segundo anillo de rodamiento (30) .

28. Sistema de rodamientos giratorios (10) según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que se forma una distancia medible entre una primera referencia conectada con el primer anillo de rodamiento (20) y un saliente (69) desde el segundo anillo de rodamiento (30) .