BRPI0801962A2 - arranjo de retenção axial para um mancal de rolamento - Google Patents

Abstract

ARRANJO DE RETENçãO AXIAL PARA UM MANCAL DE ROLAMENTO. O arranjo em questão é aplicado a um mancal de rolamento (10) com sua pista externa (12) circunferencial e externamente assentada em uma peça de suporte anelar (20) definida, por exemplo, pelo olhal maior (20a) de uma biela (E) . O arranjo de retenção compreende um membro de trava (30) em forma de "U", tendo uma perna básica (31) assentada e fixada externamente à peça de suporte anelar (20) e um par de pernas laterais (32) dispostas em um dos lados opostos da peça de suporte anelar (20) e sobrepostas a adjacentes lados opostos da pista externa (12) do mancal de rolamento (10) , retendo-o axialmente nos dois sentidos.

Description

"ARRANJO DE RETENÇÃO AXIAL PARA UM MANCAL DE ROLAMENTO"Campo da Invenção

Refere-se a presente invenção a um arranjo para prover aretenção axial de um mancai de rolamento no interior deuma peça de suporte anelar que pode ser definida, porexemplo, por um olhai de uma biela utilizada emdiferentes conj untos mecânicos, para estabelecer umaconexão entre um eixo excêntrico e um componente a serdeslocado em movimento reciprocante.Antecedentes da invenção

São bem conhecidos da técnica os mancais de rolamento quecompreendem uma pista interna, geralmente fixada a umcomponente rotativo, por exemplo um eixo, uma pistaexterna assentada no interior de uma peça de suportegeralmente fixa, como por exemplo o interior de um olhaide uma biela, e ainda uma pluralidade de elementos decontato de rolamento, por exemplo esferas, roletes,agulhas, etc, retidos entre as pistas interna e externado mancai de rolamento.

Para manter um alinhamento ou posicionamento axialcorreto do mancai de rolamento no interior da peça desuporte na qual sua pista externa é montada, sãoutilizados diferentes arranjos.

Um desses arranj os é descrito no documento de patente US6.045.268. A peça de suporte é configurada ou usinadapara definir um encosto ou degrau anelar interno, contrao qual é assentado um dos lados da pista externa domancai de rolamento, sendo o travamento axial no sentidooposto obtido pela provisão de um anel de trava a serencaixado em uma ranhura circunferencial provida no eixoou mesmo uma placa de retenção a ser fixada na peça desuporte, de modo a atuar contra a pista externa dorolamento ou até mesmo contra a pista interna, garantindoa retenção axial do rolamento em um sentido oposto àquelede atuação do encosto ou degrau anelar provido na peça desuporte.

É também conhecida, do documento de patente US 5.707.157,uma construção na qual a peça de suporte é configurada ouusinada para apresentar um encosto ou degrau anelarinterno contra o qual é assentado um lado da pistaexterna do mancai de rolamento, sendo o travamento axialdo mancai de rolamento no sentido oposto obtido por umdispositivo de trava que compreende um parafuso dispostoaxialmente através de um furo passante na peça desuporte, dito parafuso apresentando uma cabeça alargadaque é posicionada de modo a ter uma porção extremaexcêntrica disposta de modo a assentar-se contra o ladooposto da pista externa do mancai de rolamento,garantindo o travamento desse último em conjunto com oencosto ou degrau anelar interno atuante contra o ladooposto da referida pista externa do mancai de rolamento.Nesta solução, o furo passante da peça de suporte permiteque o prisioneiro de cabeça alargada possa ser retidopela atuação de uma porca assentada contra uma adjacenteface externa da peça de suporte.

Como pode ser observado, essas conhecidas soluções datécnica anterior apresentam alguns inconvenientes dentreos quais pode ser mencionado, de início, a necessidade dea peça de suporte da pista externa do mancai de rolamentoser configurada ou trabalhada para apresentar um elementode trava axial unilateral, para agir apenas contra um doslados da pista externa do mancai de rolamento, sendoexigido um membro de trava adicional para realizar otravamento axial do mancai de rolamento no sentidooposto.

No caso específico da montagem do mancai de rolamento nointerior de um olhai de biela, geralmente no interior doolhai maior de uma biela, essas conhecidas soluções datécnica anterior exigem que a biela seja usinada para adefinição do encosto ou degrau anelar interno para operarcomo elemento de retenção axial em um sentido apenas.esse procedimento encarece naturalmente o processo deprodução de referidas peças e dos conjuntos por elasformadas, e exige um elemento adicional para reteraxialmente o mancai de rolamento no sentido oposto. Noscasos em que o elemento de trava adicional é definido poruma placa ou por um anel de trava, são ainda exigidosmeios de fixação, tais como parafusos, para reter a placana peça de suporte ou ainda a provisão de uma ranhuracircunferencial no eixo do conjunto, para a montagem dosconhecidos anéis de trava.

Essas soluções conhecidas aumentam consideravelmente opeso e o espaço físico necessário para acomodar umsistema biela-eixo de manivela no interior de um bloco oude um cãrter de uma máquina, exigindo que os componentesde aloj amento do conjunto biela-eixo de manivela tenhasuas dimensões aumentadas para acomodar uma biela quecarregue os referidos elementos adicionais paratravamento axial bidirecional do mancai de rolamento nointerior do olhai maior da biela,

Um outro inconveniente dessas soluções conhecidas é que,além de exigirem conformações e trabalhos onerosos napeça de suporte da pista externa do mancai de rolamento,elas, invariavelmente, exigem a provisão de elementos quetambém aumentam o peso do conjunto biela-mancai derolamento, aumento esse que é indesejável em massassubmetidas a deslocamentos de algum modo reciprocantes.Diante dos fatos acima comentados, relacionados àsdeficiências da técnica anterior, passa a ser desejável aprovisão de um arranjo de retenção axial de um mancai derolamento que contorne os inconvenientes até agoraencontrados, particularmente quando a referida retençãoaxial é aplicada a um mancai de rolamento montado nointerior do olhai de uma biela.Sumário da Invenção

Em função dos inconvenientes apresentados pelas soluçõesdo estado da técnica anterior, passa a ser o objetivo dapresente invenção prover um arranj o de retenção axialpara o mancai de rolamento no interior de uma peça desuporte anelar, que apresente uma construção simples, defácil montagem e que garanta a retenção axial, em a mbosos sentidos, da pista externa do mancai de rolamento nointerior da peça de suporte anelar que o carrega.É ainda um objetivo mais específico da presente invençãoprover um arranjo de retenção tal como acima mencionado eque se j a aplicado para reter axialmente, em ambos ossentidos, um mancai de rolamento montado no interior deum olhai de biela.

O arranjo de retenção axial em questão é aplicado parareter um mancai de rolamento do tipo que compreende umapista interna e uma pista externa que é circunferencial eexternamente assentada contra o interior de uma peça desuporte anelar definida, por exemplo, por um olhai debiela.

De acordo com a invenção, o arranjo em questão compreendeum membro de trava em forma de "U", tendo uma pernabásica assentada e fixada externamente à peça de suporteanelar e um par de pernas laterais, cada uma sendodisposta em um dos lados opostos da peça de suporteanelar e sobreposta a um adjacente lado da pista externado mancai de rolamento.

Essa construção permite que as pernas laterais do membrode trava retenham axialmente o mancai de rolamento, emambos os sentidos, no interior da peça de suporte,através de uma solução extremamente simples, considerandoque o membro de trava, em forma de "U", pode serconstruído em peça única, por exemplo em chapa metálicadobrada, facilmente montada, por aparafusamento, sobre apeça de suporte anelar, reduzindo consideravelmente otempo de montagem, sem exigir dispositivos especiais.Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será a seguir descrita, fazendo-se referênciaaos desenhos anexos, dados a título de exemplo de umapossível configuração do arranj o de retenção em questão enos quais :

A figura 1 representa uma vista em perspectiva explodidado arranjo de retenção em questão quando aplicado a ummancai de rolamento alojado no interior do olhai maior deuma biela;

A figura 2 representa uma vista em perspectiva semelhanteàquela da figura 1, mas ilustrando o membro de trava nacondição montada; e

A figura 3 representa uma vista em corte parcial eampliado do olhai maior da biela ilustrada na figura 2,dito corte tendo sido tomado segundo a linha III-III nafigura anterior.

Descrição Detalhada da Invenção

Conforme jã anteriormente mencionado e ilustrado nosdesenhos anexos, a presente invenção é voltada à obtençãoda retenção axial, em ambos os sentidos, de um mancai derolamento 10 no interior de uma peça de suporte anelar2 0. No exemplo ilustrado, o mancai de rolamento 10 édefinido por uma pista interna 11 e uma pista externa 12que é circunferencial e externamente assentada contra ointerior da peça de suporte anelar 20.

Apesar de não ser ilustrado nos desenhos, deve serentendido que o mancai de rolamento 10 compreende ainda,entre suas pistas interna 11 e externa 12, elementos decontato de rolamento, definidos por esferas 13 nosdesenhos, mas que podem tomar a forma de roletes,agulhas, etc.

Por outro lado, a peça de suporte anelar 20 ilustrada nosdesenhos, é definida pelo olhai maior 2 0a de uma biela Bincorporando ainda um olhai menor 2 0b em cuj o interior égeralmente montado um mancai de deslizamento em forma debucha antifricção (não ilustrada). Entretanto, deve serentendido que o uso do arranjo de retenção em uma biela Bé apenas exemplificativo de uma das possíveis aplicaçõesdo arranjo de retenção em questão, podendo a peça desuporte anelar 20 tomar diferentes formas que não sejamexatamente aquela de um olhai maior 2 0a de uma biela B.De acordo com a invenção, o arran j o de retençãocompreende um membro de trava 30, em forma de "U", tendouma perna básica 31 a ser assentada e fixada externamenteà peça de suporte anelar 20 e ainda um par de pernaslaterais 32, cada uma delas sendo disposta em um doslados opostos da peça de suporte anel ar 2 0 e assentadacontra um adjacente lado da pista externa 12 do mancai derolamento 10, de modo a reter axialmente esse último, emambos os sentidos, no interior da peça de suporte anelar20.

Na construção ilustrada, a peça de suporte anelar 20,definida pelo olhai maior 20a da biela B, é provida de umfuro radial roscado 22, aberto para fora e geralmentecoincidente com o eixo geométrico longitudinal da bielaB, mantendo o membro de trava 3 0 alinhado com o referidoeixo geométrico longitudinal da biela B. A perna básica31 do membro de trava 3 0 é provida de um furo passante3la. Desse modo, a fixação do membro de trava 3 0 na peçade suporte anelar 20 pode ser realizada por um parafuso3 5 disposto através do furo passante 31a da perna básica31 do membro de trava 3 0 e retido no furo radial roscado22 da peça de suporte anelar 20. 0 parafuso 35 éconstruído de modo a apresentar uma cabeça 3 5a a serassentada externamente sobre a perna básica 31 do membrode trava 30, conforme ilustrado nas figuras 2 e 3 e aindaum corpo roscado 3 5b, configurado para poder ser engatadono interior do furo radial roscado 22 da peça de suporteanelar 20, conforme melhor ilustrado na figura 3.Apesar de ser aqui ilustrada apenas uma configuração naqual a fixação do membro de trava 3 0 à peça de suporteanelar 20 é obtida pelo parafuso 35, deve ser entendidoque poderão ser utilizados outros meios de fixação, porexemplo pontos de solda, adesivos ou outros meios, mesmoque não permitam a desmontagem do rolamento, capazes deprover uma segura retenção do membro de trava 3 0 na peçade suporte anelar 20.

Nos casos em que a espessura da peça de suporte anelar 2 0for reduzida, como ocorre geralmente no caso de um olhai20a de biela B, é desejável que a peça de suporte anelar20 apresente, na região na qual recebe o furo radialroscado 22, um engrossamento externo 23 em sua espessura,sendo esse engrossamento no sentido radial para fora,dimensionado para permitir que o furo radial roscado 22apresente uma extensão axial com os necessários filetesde rosca para garantir uma sólida e segura retenção axialdo parafuso 3 5, sem que o furo radial roscado 22 tenhaque ser passante através de toda a espessura da peça desuporte anelar 20 . Essa construção permite que o furoradial roscado 22 seja cego, não alcançando a superfícieinterna da peça de suporte anel ar 2 0 contra a qual écircunferencialmente assentada a pista externa 12 domancai de rolamento 10.

Conforme ilustrado nos desenhos anexos, o membro de trava3 0 é pref erivelmente formado em uma só peça de chapametálica dobrada, devendo ser ainda entendido que essemembro de trava 3 0 pode ser obtido em outros materiaisque não em chapa metálica dobrada como, por exemplo, emmaterial fundido ou moldado, desde que adequado para quesuas pernas laterais 32 possam exercer a função debatentes axiais para a pista externa 12 do mancai derolamento 10.

Nos desenhos ilustrados, o mancai de rolamento 10apresenta uma largura axial substancialmente igual àquelada peça de suporte anelar 2 0, permitindo que o membro detrava 30 possa apresentar um formato em UU", com suaspernas laterais 32, substancialmente paralelas entre si etendo suas porções extremas assentadas contra osrespectivos lados opostos da pista externa 12 do mancaide rolamento 10. Entretanto, nos casos em que a larguraaxial do mancai de rolamento 10 for diferente daquela dapeça de suporte anelar 2 0, as pernas laterais 32 domembro de trava 3 0 podem ser configuradas de modo aapresentarem porções curvadas para dentro ou para fora,para poderem atuar contra os adjacentes lados da pistaexterna 12 do mancai de rolamento 10, lados opostos essesdispostos em planos recuados para dentro ou projetantespara fora do plano que contém o adjacente lado da peça desuporte anelar 2 0.Conforme pode ser observado, a solução construtivaproposta pela presente invenção, particularmente quandoaplicada a bielas de movimento orbital com mancais fixos,permite a obtenção de uma solução técnica e economicamente viável, através de uma construçãoextremamente simples, por meio da qual um único membro detrava, geralmente na forma de um grampo metálico em peçaúnica e em forma de UU", pode ser facilmente fixado sobrea peça de suporte anelar, para travar axialmente, em ambos os sentidos, um mancai de rolamento aloj ado nointerior da referida peça de suporte anelar 20.Apesar de ter sido aqui ilustrada apenas uma forma deconcretização da presente invenção, deve ser entendidoque poderão ser feitas alterações de forma e de disposição dos elementos, sem que se fuja do conceitoconstrutivo definido nas reivindicações que acompanham opresente relatório.

Claims (6)

1. Arranj o de retenção axial para um mancai de rolamentono interior de uma peça de suporte anelar (20) , ditomancai de rolamento (10) compreendendo uma pista interna(11) e uma pista externa (12) circunferencial eexternamente assentada contra o interior da peça desuporte na anelar (20) , sendo o arranjo caracterizadopelo fato de compreender um membro de trava (3 0) em formade WU", tendo uma perna básica (31) assentada e fixadaexternamente à peça de suporte anelar (20) e um par depernas laterais (32) cada uma sendo disposta em um doslados opostos da peça de suporte anelar (20) esobrepostas contra o adjacente lado da pista externa (12)do mancai de rolamento (10) , de modo a reter axialmenteesse último, em ambos os sentidos, no interior da peça desuporte anelar (20).

2. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a peça de suporte anelar (20)ser provida de um furo radial roscado (22), aberto parafora, sendo a pena básica (31) do membro de trava (30)provida de um furo passante (31a) e sendo a fixação domembro de trava (30) na peça de suporte anelar (20)realizada por um parafuso (35) disposto através do furopassante (31a) de perna básica (31) do membro de trava(30) e retido no furo radial roscado (22) da peça desuporte anelar (20) .

3. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a peça de suporte anelar (2 0)apresentar, na região do furo radial roscado (22), umengrossamento externo (23) em sua espessura.

4. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o membro de trava(3 0) ser formado em uma só peça.

5. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de a peça suporteanelar (20) ser definida por um olhai (20a) de uma biela(B) .

6. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações5, caracterizado pelo fato de compreender o membro detrava (30) ser al inhado com o eixo geométricolongitudinal da biela (B).