BRPI1000040A2 - conjunto de mancal, e, método para selar um conjunto de mancal afixado em um eixo mecánico - Google Patents

conjunto de mancal, e, método para selar um conjunto de mancal afixado em um eixo mecánico Download PDF

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Abstract

CONJUNTO DE MANCAL, E, METODO PARA SELAR UM CONJUNTO DE MANCAL AFIXADO EM UM EIXO MECáNICO é descrito um conjunto de mancal que tem um desenho de vedação de lubrificante inédito que, em uma modalidade, combina as vantagens da vedação tanto de uma vedação tipo labirinto quanto de uma vedação de contato. A vedação melhorada inclui uma caixa de vedação não rotativo que funciona em cooperação compactamente espaçada com um rotor para formar um canal. O rotor é anexado no eixo mecânico, e gira com o mesmo, induzindo fluxo no canal. Vazamento de lubrificante é impedido pelo caminho de fluido sinuoso formado pelo canal convoluto da vedação tipo labirinto e as forças de cisalhamento de fluido desenvolvidas pelo eixo mecânico rotativo. Qualquer vazamento de lubrificante é adicionalmente impedido por uma vedação resiliente que faz contato com a superficie do rotor e restringe o canal.

Description

"CONJUNTO DE MANCAL, Ε, MÉTODO PARA SELAR UMCONJUNTO DE MANCAL AFIXADO EM UM EDCO MECÂNICO"
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção diz respeito a mancais antiatrito e, maisparticularmente, em uma modalidade, a mancais de rolos afilados.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Mancais antiatrito (também normalmente conhecidos comomancais de contato com rolamento), tais como mancais de esferas e mancaisde rolos afilados, são normalmente usados em várias aplicações industriais.Mancais antiatrito são tipicamente comprados pré-montados, prontos paraencaixe de pressão no munhão de um eixo mecânico ou árvore.
Um lubrificante (por exemplo, óleo ou graxa) é aplicado nosrolos de mancais para minimizar o atrito e desgaste. A quantidade e aqualidade do lubrificante têm um efeito significativo na vida do mancai. Paramaximizar a vida do mancai, vedações de mancai são usadas para reterlubrificante no mancai e excluir contaminantes ambientais. Um bom projetode vedação tenta proteger o lubrificante do mancai, balanceando ainda anecessidade de minimizar as perdas de atrito resultantes da vedação domancai.
Mancais usados na indústria ferroviária para suportar os eixosdo vagão ferroviário são uma aplicação particularmente exigente, que requereficiência de energia, provendo simultaneamente proteção contracontaminantes ambientais (tais como água, sujeira, areia, etc.). Esses mancaistêm também que selar efetivamente o mancai para minimizar perda delubrificante.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
É apresentado um conjunto de mancai com um desenho devedação de duplo estágio inédito. A vedação inclui uma caixa de vedação quefunciona em cooperação compactamente espaçada com um rotor paraestabelecer dois tipos de vedações: (1) uma vedação corrediça similar a umavedação tipo labirinto; e (2) uma vedação tipo contato ou por atrito.
Em uma modalidade, a caixa de vedação e o rotor formam umcanal que estende-se em um caminho convoluto da parte interior lubrificadado mancai até o exterior do mancai. O canal permite que componentes doconjunto de mancai rotativo e não rotativo movam-se um em relação ao outro,minimizando ainda perda de lubrificante.
A caixa de vedação é um componente não rotativo, afixado emuma parte não rotativa do conjunto de mancai, tal como o copo do mancai. Orotor é um componente rotativo, afixado e girando com o eixo mecânico. Orotor induz o cisalhamento de fluido no lubrificante disposto no canal. Ocaminho compactamente espaçado e sinuoso do canal e o cisalhamento defluido conferido pelo rotor rotativo (isto é, rotação) criam uma vedação tipolabirinto.
Qualquer vazamento de lubrificante no canal que a vedaçãotipo labirinto não interrompe é ainda mais reduzida com uma vedação tipocontato. A vedação de contato, em uma modalidade, é uma vedação resilienteafixada na caixa de vedação e impelida contra o rotor.
O uso de dois tipos diferentes de vedações em um conjunto demancai permite que este desenho de vedação inédito incorpore certosatributos de cada tipo de vedação. Esses dois diferentes tipos de vedação sãoincorporados somente em dois componentes do conjunto de mancai: (1) orotor, e (2) a caixa de vedação (com a vedação anexada).
O desenho de vedação inédito elimina a necessidade de anéisde desgaste normalmente encontrados em muitas aplicações de mancai. Anéisde desgaste protegem os eixos mecânicos de desgaste pelo atrito induzidopelos elementos de vedação de contato. A formação de uma vedação decontato na superfície corrediça do rotor elimina a necessidade de um anel dedesgaste encontrado em conjuntos de mancais da tecnologia anterior.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Várias modalidades do conjunto de mancai são descritas eilustradas nos desenhos anexos. Os desenhos são providos apenas comoexemplos, e não devem ser considerados limitações da invenção.Conseqüentemente, o conjunto de mancai é ilustrado a título de exemplo, enão de limitação, nos desenhos anexos, em que:
A figura 1 é uma vista seccional de uma modalidade exemplardo conjunto de mancai;
A figura 2 é uma vista seccional detalhada de uma primeiramodalidade da parte de vedação do conjunto de mancai exemplar ilustrado nafigura 1;
A figura 3 é uma vista seccional detalhada da vedação noconjunto de mancai exemplar ilustrado na figura 1; e
A figura 4 é uma vista seccional detalhada de uma segundamodalidade da parte de vedação do conjunto de mancai exemplar ilustrado nafigura 1.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Referindo-se à figura 1, está ilustrado um conjunto de mancaiexemplar 10. Nesta modalidade, o conjunto de mancai 10 é um conjunto demancai de rolos afilados do tipo normalmente usado em aplicaçõesferroviárias para suportar uma roda de vagão de baixo atrito. O conjunto demancai descrito nas modalidades seguintes, entretanto, pode ser adaptado parauso em muitas outras aplicações industriais comuns. Conseqüentemente, oconjunto de mancai ilustrado e descrito a seguir em relação a um conjunto demancai de rolos afilados para uma roda de vagão ferroviário é apenas porquestão de conveniência.
Além disso, embora as modalidades descritas eilustradas nas figuras refiram-se a conjuntos de mancais de rolos afilados, oconjunto de mancai inédito descrito e reivindicado é no geral aplicável amancais antiatrito.O conjunto de mancai 10 é tipicamente pré-montado antes deser montado no munhão 12 de um eixo mecânico 14 (ou eixo do vagãoferroviário). Na extremidade livre do eixo mecânico 14, um munhão 12termina em uma guia afunilada ligeiramente cônica 18 para facilitar ainstalação do conjunto de mancai 10 no munhão. O conjunto de mancai 10,em uma modalidade, é encaixado por pressão no munhão 12, que é usinadocom tolerâncias muito rigorosas para acomodar precisamente o encaixe depressão. O munhão 12 termina na sua extremidade interna em um filetecontornado 16 que leva a um ressalto cilíndrico 17 no eixo mecânico 14. Umanel de apoio 22 apóia-se no conjunto de mancai 10 e no ressalto 17, afixandoo conjunto de mancai 10 para impedir deslocamento axial para dentro. Umatampa de retenção do mancai 20, com uma pluralidade de furos rosqueados19, é montada na extremidade livre do eixo mecânico 14 com parafusos oucavilhas de tampa rosqueada 21. A tampa de retenção do mancai 20 prende oconjunto de mancai 10 na posição no eixo mecânico 14.
Nesta modalidade, anéis de desgaste normalmente usados natecnologia anterior para impedir desgaste do eixo mecânico foram eliminados.Alguns anéis de desgaste da tecnologia anterior foram projetados com insertosde polímero para amortecer e proteger o eixo mecânico de desgaste induzidopelo anel de desgaste. Por exemplo, a patente U.S. 5.549.395, "Shaft JournalBearing Having Improved Seal Wear Ring", datada de 27 de agosto de 1996,e nome de Sink, discute um anel de desgaste modificado, e está por meiodesta incorporada pela referência na sua íntegra. Em virtude de não haveranéis de desgaste nesta modalidade, a tampa de retenção do mancai 20 e oanel de apoio 22, em uma modalidade, têm insertos de polímero 27 querevestem pelo menos parcialmente suas superfícies cilíndricas internas. Osinsertos 27 podem ser afixados adesivamente ou montados em rasgos dechaveta enterrados no anel de apoio 22 ou tampa de retenção 20. Os insertosde polímero 27 no anel de apoio 22 e tampa de retenção 20 amortecem cargasflexurais, atenuando desgaste do munhão 12 e a falha potencial do eixomecânico 14.
Como indicado anteriormente, o conjunto de mancai 10 é pré-montado a partir de inúmeros componentes individuais. O conjunto de mancai10 inclui um copo do mancai unitário 31 com um par de pistas adjacentes 32,34 formado na superfície interna do copo do mancai (um adjacente a cadaextremidade do copo do mancai). As pistas 32, 34 cooperam com um par decones do mancai 38, 40, respectivamente, para capturar e suportar duasfileiras de rolos afilados 42, 44. Um espaçador central 47 é posicionado entreos cones do mancai 38, 40 para manter os cones na posição precisamenteespaçada um em relação ao outro e permitir a devida folga lateral do mancai.
Em algumas modalidades, uma carcaça 46, 48 controla o espaçamento dosrolos 42, 44 para manter sua posição relativa nas pistas 32, 34.
As caixas da vedação 50, 52 cobrem substancialmente cadaextremidade do conjunto de mancai 10, protegendo o mancai decontaminantes externos. As caixas de vedação 50, 52 são um componente dosistema de vedação de dois estágios. As caixas da vedação 50, 52 em umamodalidade são afixados no lado estacionário (isto é, não rotativo) doconjunto de mancai (tal como o copo do mancai 31) por encaixe deinterferência ou outro método apropriado.
Os rotores 80, 82 são um outro componente do sistema devedação de dois estágios. Em uma modalidade, os rotores 80, 82 são afixadosnos cones do mancai 38, 40 e giram com o eixo mecânico 14. Em uma outramodalidade, os rotores são capturados entre tanto a tampa de retenção domancai 20 quanto o anel de apoio 22 e o conjunto de mancai 10. Por exemplo,o rotor 80 é afixado entre o copo do mancai 38 e a tampa de retenção domancai 20. Na outra extremidade do conjunto de mancai 10, o rotor 82 éafixado entre o copo do mancai 40 e o anel de apoio 22.
Os rotores 80, 82 e as caixas da vedação 50, 52 juntos sãoprojetados para controlar vazamento de lubrificante e proteger o conjunto demancai 10 e o lubrificante 25 da intrusão de contaminantes externos. Odesenho da caixa, da vedação e do rotor é o mesmo para ambos os lados oconjunto de mancai 10. A única diferença é que um rotor fica adjacente àtampa de retenção do mancai 20 e o outro rotor ao anel de apoio 22.
As caixas de vedação 50, 52 funcionam em cooperaçãocompactamente espaçada com os rotores 80, 82 para controlar o vazamento delubrificante. O lubrificante 25 suado no conjunto de mancai 10 pode ser, porexemplo, tanto óleo quanto graxa. O lubrificante 25 fica em contato diretocom os rolos 42, 44. Reservatórios de lubrificante 24, 26 podem ser providosem cada extremidade do conjunto de mancai 10 para garantir que lubrificaçãoadequada seja suprida aos rolos 42, 44 e nas superfícies que fazem contatocom os rolos.
O relacionamento cooperativo compactamente espaçado entreas caixas da vedação 50, 52 e os rotores 80, 82 forma dois tipos de vedações:(1) uma vedação similar a uma vedação tipo labirinto, e (2) uma vedação tipocontato. Cada um desses tipos de vedação tem vantagens e características nãooferecidas pelo outro.
Referindo-se agora à figura 2, está ilustrada uma vistadetalhada de uma modalidade do relacionamento cooperativo compactamenteespaçado entre a caixa de vedação e o rotor do conjunto de mancai 10 dafigura 1. O rotor 82 é uma peça no geral cilíndrica com uma seção externa dorotor 84 com o maior diâmetro. A seção externa do rotor 84 termina na seçãoda extremidade distai do rotor 86. A seção circular intermediária do rotor 90estende-se da seção externa do rotor 84 radialmente para dentro até a seçãointerna do rotor 88. A seção da raiz do rotor 93 estende-se radialmente paradentro a partir da seção circular intermediária do rotor 90 além da seçãointerna do rotor 88.
Nesta modalidade, o rotor 82 é afixado no anel de apoio 22.Por sua vez, o rotor 82 é afixado no copo do mancai 40. Na modalidadeilustrada na figura 2, o anel de apoio 22 é travado no lugar pelo rebordo deretenção do rotor 94 que é adaptada para se encaixar por pressão no entalhe deretenção recortado 23 no anel de apoio 22. Por sua vez, o rotor 82 é afixadono copo do mancai 40 com um segundo rebordo de retenção do rotor 96 queencaixa similarmente um entalhe de retenção recortado 41 no cone do mancai40. A seção da raiz do rotor 93 é capturada entre o cone do mancai 40 e o anelde apoio 22, agindo adicionalmente para limitar o movimento axial do rotor82. À medida que o cone do mancai 40 é afixado no munhão 12 (porexemplo, encaixe de pressão), o anel de apoio 22, o rotor 82 e o cone domancai 40 são todos travados juntos e, por sua vez, com o eixo 14.
A caixa de vedação 52 é compactamente espaçada e funcionacooperativamente com o rotor 82 para selar substancialmente a extremidadedo conjunto de mancai 10. Em uma modalidade, a caixa de vedação 52 temuma seção de extremidade aberta de grande diâmetro 54 encaixada porpressão no contrafuro 35 no copo do mancai 31. Alternativamente, em umaoutra modalidade, a caixa de vedação 52 pode ter um rebordo de retenção 56adaptado para se encaixar por pressão em um entalhe de retenção recortado 37no copo do mancai 31. Este desenho permite que a caixa de vedação 52 sejaretida de forma liberável no conjunto de mancai 10.
A seção intermediária da caixa de vedação 58 tem uma seçãocilíndrica de menor diâmetro que fica disposta paralela à seção deextremidade aberta 54. Um estator 66 de menor diâmetro do que a seçãointermediária 58 é uma seção cilíndrica que fica disposta paralela à seçãointermediária 58. Uma seção circular interna 62 estende-se entre a seçãointermediária 58 e o estator 66. A caixa de vedação 52 termina em umaextremidade distai da caixa de vedação 64. Um anel de montagem 69 estende-se da caixa de vedação 52 no geral na interseção da seção circular interna 62 e o estator 66.A combinação da caixa de vedação e do rotor funciona paraprover uma vedação de lubrificação de duplo estágio. A caixa de vedação 52funciona em cooperação compactamente espaçada com o rotor 82 para formarum canal 97. O movimento do rotor 82 girando com o eixo mecânico 14 emrelação à caixa de vedação não rotativa 52 cria um lado rotativo do canal 97(isto é, o lado do rotor) e um lado estacionário do canal (isto é, o lado da caixade vedação).
Este movimento relativo induz tensões de cisalhamento nolubrificante no canal, impedindo que lubrificante se perca do reservatório.
Em uma modalidade, o rotor e a caixa de vedação formam umcanal reto espaçado compactamente. Em uma modalidade, o canal podeincluir contas (isto é, pequenas projeções superficiais que agem de formasimilar a propulsores de bomba) para ajudar forçar lubrificante do canal emdireção ao reservatório.
Em uma outra modalidade, o canal 97 é convoluto e forma umcaminho de fluxo de fluido sinuoso. A seção externa 84, a extremidade distaido rotor 86 e a seção interna do rotor 88 do rotor 82 formam o lado do rotordo canal 97. Espaçado compactamente e cooperando com o rotor 82 fica acaixa de vedação 52 que forma o lado da caixa de vedação do canal 97 com aseção intermediária da caixa de vedação 58, a seção circular interna da caixade vedação 62 e o estator 66.
Conseqüentemente, em uma modalidade, o canal 97 começacom a superfície externa compactamente espaçada 83 da seção externa dorotor 84 e da superfície interna 59 da seção intermediária da caixa de vedação58. O canal 97 continua em torno da extremidade distai do rotor 86compactamente espaçada da superfície circular 63 da seção circular interna dacaixa de vedação 62, invertendo a direção do canal. O canal 97 continua entrea superfície interna 85 da seção externa do rotor 84 e a superfície externa 65do estator da caixa de vedação 66. O canal 97 continua em torno daextremidade distai da caixa de vedação 64 espaçado compactamente da seçãocircular intermediária do rotor 90, invertendo a direção do canal novamente.
O canal 97 continua entre a superfície interna 67 do estator 66 e a superfícieexterna 87 da seção interna do rotor 88, saindo para o exterior do conjunto demancai 10 depois do elemento de vedação (ou vedação) 72.
Em uma modalidade, a vedação 72 é moldada e ligadapermanentemente no anel de montagem 69 que projeta-se a partir da caixa devedação 52. A vedação 72 faz contato com o rotor 82 para criar umasuperfície de vedação para limitar o vazamento de lubrificante.
Referindo-se à figura 3, é ilustrada uma modalidade de umavedação 72 tipicamente usada em conjuntos de mancai afilado. Nestamodalidade, a vedação 72 é um anel anular moldado integralmente dematerial elastomérico, ou tipo borracha, de densidade e dureza adequados,selecionado para a aplicação particular, como é conhecido na tecnologia. Porexemplo, materiais comuns de construção para a vedação 72 incluemBorracha de Nitrila Butadieno (NBR), Viton, silicona, etc. A vedação 72,entretanto, pode ser construída de materiais não elastoméricos (por exemplo,feltro, polímeros termoplásticos ou de termocura) ou combinação de materiais(por exemplo, material elastomérico reforçado com tecido).
Vedações construídas de materiais elastoméricos são usadaspara prover uma vedação resiliente. A resiliência da vedação impele avedação 72 contra a superfície do rotor 82, exercendo uma pressãosubstancialmente constante para resistir a vazamento de lubrificante.
Para aumentar ainda mais a força de vedação da vedação 72,uma mola mecânica (não mostrada), tal como uma mola espiral sem fim ou defixação pode apoiar a vedação. Essas molas são projetadas para manter umapressão de vedação contínua e controlada entre a vedação e o rotor. Esta molaé opcional, e pode ser omitida para permitir que seja formada uma vedaçãocom contato mais leve, ou sem contato. Um exemplo de um conjunto de molacomo este está descrito na patente U.S. 5.186.548, intitulada "bearing ShaftSeal", concedida em 16 de fevereiro de 1993, a Sink, que está por meio destaaqui incorporada na sua íntegra pela referência.
A vedação 72 pode ser projetada em qualquer quantidade dediferentes modalidades. Por exemplo, a vedação pode ser uma vedação tipofeltro simples. Alternativamente, a vedação 72 pode ser tecnicamentesofisticada. Por exemplo, em uma modalidade, a vedação pode ter um rebordode vedação de lubrificante separado 71 e rebordo de vedação de sujeiraprimário 73. O rebordo da vedação de lubrificante 71 provê a área de vedaçãode lubrificante primária contra o rotor 82.
Diversas variações de desenho podem ser incorporadas norebordo da vedação de lubrificante 71. Essas incluem projeções do rebordo davedação de lubrificante 71 que agem como uma bomba para opor aovazamento de lubrificante. Esses desenhos de vedação são discutidos comdetalhes na patente U.S. 5.511.886, intitulada "Bearing Seal with OilDeflectors", concedida em 30 de abril de 1996 a Sink, que está por meio destaaqui incorporada na sua íntegra pela referência.
Na sua extremidade externa, a vedação 72 é provida com umrebordo da vedação de sujeira primário 73 para excluir contaminantes. Emuma modalidade, a vedação 72 pode ter um par de rebordos de vedação desujeira. Nesta modalidade, a vedação 72 inclui um rebordo da vedação desujeira primário direcionado para fora 73 e um rebordo da vedação de sujeirasecundário direcionado para fora espaçada para dentro auxiliar 74. O rebordoda vedação de sujeira primário 73 e o rebordo da vedação de sujeirasecundário 74 são no geral localizadas axialmente para fora do conjunto demancai.
A vedação 72 tem uma superfície interna côncava 75 entre orebordo da vedação de lubrificante 71 e rebordo de sujeira secundário 74 que,junta com a superfície externa 87 do rotor 82, define uma primeira câmaraanular 76, quando a vedação 72 é instalada. Esta primeira câmara anular 76pode ser guarnecida com um lubrificante adequado antes da instalação dacaixa de vedação 52.
Similarmente, uma segunda câmara anular 77 é provida entreas superfícies adjacentes do rebordo da vedação de sujeira primária 73 e orebordo da vedação de sujeira secundário 74 e a superfície externa 87 do rotor82. Esta segunda câmara anular 77 pode também ser guarnecida comlubrificante antes da instalação no eixo mecânico 14.
Referindo-se agora à figura 4, está ilustrada uma vistadetalhada do conjunto de mancai 110 com uma modalidade alternativa doarranjo da caixa de vedação e da vedação do rotor. A única diferença entre osconjuntos de mancai representados na figura 2 e na figura 4 é a anexação dorotor modificado 182 no anel de apoio 122 e no cone do mancai 140.
O rotor 182 tem uma seção de retorno 195 que estende-senormalmente a partir da seção da raiz do rotor 193. Esta seção de retorno 195é acomodada entre um espaço anular formado entre o cone do mancai 140 e oanel de apoio 122. A seção de retorno do rotor 195 tem um primeiro rebordode retenção 194 que se encaixa no entalhe de retenção 123 no anel de apoio122.
Similar ao rotor 82 representado na figura 2, o rotor 182também tem um segundo rebordo de retenção 196 na seção da raiz do rotor193 que se encaixa em um entalhe de retenção recortado 141 no cone domancai 140. Conseqüentemente, os dois rebordos de retenção 194, 196 norotor 182 respectivamente conectam no anel do mancai 122 e no cone deapoio 140 para conectar esses componentes um no outro como um conjuntorotativo no eixo mecânico 14.
Embora a discussão apresentada relativa à figura 2 e à figura 4detalhe o desenho e operação do rotor e da caixa de vedação adjacente ao anelde apoio, o desenho e operação do rotor e da caixa de vedação adjacente àtampa de retenção do mancai são idênticos. Em vez de o rotor conectar o anelde apoio, o rotor conecta na tampa de retenção do mancai.
Embora a invenção tenha sido ilustrada com relação àsdiversas modalidades específicas, essas modalidades são ilustrativas, e nãolimitantes. Várias modificações e adições poderiam ser feitas em cada umadessas modalidades, como ficará aparente aos versados na técnica. Dessamaneira, a invenção não deve ser limitada à descrição apresentada ou àsmodalidades específicas providas como exemplos. Em vez disso, a invençãodeve ser definida apenas pelas reivindicações seguintes.

Claims (20)

1. Conjunto de mancai, caracterizado pelo fato de quecompreende:um cone do mancai;um copo do mancai com uma superfície interna, a superfícieinterna tendo uma pista;uma pluralidade de rolos presa entre a pista e o cone domancai;um rotor afixado no cone do mancai;uma caixa de vedação afixada no copo do mancai, a caixa devedação em cooperação compactamente espaçada com o rotor para formar umcanal; euma vedação afixada na caixa de vedação, a vedaçãoestendendo-se para fazer contato com o rotor para restringir o canal.
2. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a vedação é uma vedação elastomérica.
3. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a vedação compreende:um rebordo de vedação de sujeira; eum rebordo de vedação de lubrifícação;em que o rebordo de vedação de sujeira e o rebordo devedação de lubrifícação fazem contato com o rotor.
4. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um anel de apoioafixado no rotor.
5. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma tampa deretenção do mancai afixada no rotor.
6. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o canal é convoluto.
7. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma carcaça paraseparar a pluralidade de rolos.
8. Método para selar um conjunto de mancai afixado em umeixo mecânico, caracterizado pelo fato de que compreende:formar um canal entre um rotor afixado em um cone domancai e uma caixa de vedação afixada em um copo do mancai, o cone domancai afixado no eixo mecânico, em que o canal estende-se de umreservatório contendo um lubrificante até uma vedação;impelir a vedação contra o rotor para constringir o canal; egirar o eixo mecânico para girar assim o rotor para induzirfluxo do lubrificante no canal;por meio do que o rotor rotativo e a vedação impedem a saídado lubrificante do canal através da vedação.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que o reservatório supre lubrificante a uma pluralidade de rolos, apluralidade de rolos presa entre o cone do mancai e o copo do mancai.
10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a vedação é afixada na caixa de vedação.
11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a vedação é uma vedação elastomérica.
12. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a vedação compreende:um rebordo de vedação de sujeira; eum rebordo de vedação de lubrificação;em que o rebordo de vedação de sujeira e o rebordo devedação de lubrificação fazem contato com o rotor.
13. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que o canal formado entre o rotor e a caixa de vedação é convoluto.
14. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o canal formado entre o rotor e a caixa de vedação ésubstancialmente reto.
15. Conjunto de mancai para anexação a um eixo mecânico,caracterizado pelo fato de que compreende:um copo do mancai com uma pista;um cone do mancai afixado no eixo mecânico;uma pluralidade de rolos presa entre a pista e o cone do mancai;um rotor que gira com o eixo mecânico;uma caixa de vedação afixada no copo do mancai, a caixa devedação em cooperação compactamente espaçada com o rotor para formar umcanal; euma vedação afixada na caixa de vedação, a vedação fazendocontato com o rotor para restringir o canal.
16. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um anel de apoio;em que o anel de apoio é afixado no rotor.
17. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que o rotor é afixado no cone do mancai.
18. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma tampa deretenção do mancai,em que a tampa de retenção do mancai é afixada no rotor.
19. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que o canal é convoluto.
20. Conjunto de mancai de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma carcaça paraseparar a pluralidade de rolos.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8657299B2 (en) 2004-07-15 2014-02-25 John E. Rode Mounting rings for shafts
US8790014B2 (en) * 2010-04-08 2014-07-29 Ntn Corporation Bearing device for axle of railway vehicle
EP2557017B1 (en) * 2011-08-09 2018-10-10 Aktiebolaget SKF Axle box for a railway vehicle
CA2845818C (en) 2011-08-19 2016-05-24 The Timken Company Stabilized backing ring and stabilizing ring therefor
US8360651B1 (en) * 2011-09-22 2013-01-29 Amsted Rail Company, Inc. Roller bearing seal
EP2685139A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Labyrinthdichtung
WO2014113114A2 (en) * 2012-10-26 2014-07-24 Lord Corporation Hub-mounted active vibration control (havc) devices, systems, and methods
CN103115072B (zh) * 2013-01-30 2016-02-24 中国北方车辆研究所 一种油润滑轴承的密封结构
CN103216532B (zh) * 2013-04-16 2016-12-07 国家电网公司 变电站隔离开关传动部分主轴外部免维护封盖
JP2015195668A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 ファナック株式会社 シール部材を備えた電動機及び電動機の製造方法
FR3019867B1 (fr) * 2014-04-10 2017-01-27 Ntn-Snr Roulements Ensemble comprenant une unite de roulement et une piece fonctionnelle specialement destinees a etre montees de maniere adjacente sur un organe mobile.
DK2995829T3 (en) * 2014-09-12 2017-12-11 Skf Ab SEALING FOR A ROLLER BEARING
CN106438715B (zh) * 2015-08-07 2020-03-17 舍弗勒技术股份两合公司 用于轴承的密封结构
FR3046640B1 (fr) * 2016-01-08 2018-07-13 Ntn-Snr Roulements Unite de roulement
US10371210B2 (en) * 2017-06-13 2019-08-06 Amsted Rail Company, Inc. Slinger for roller bearing seal, and associated assemblies and methods
US10711842B2 (en) 2018-05-23 2020-07-14 Amsted Rail Company, Inc. Roller bearing seal assembly and a component thereof
FR3081511B1 (fr) 2018-05-28 2020-06-05 Safran Aircraft Engines Dispositif d'etancheite entre deux parois annulaires d'un moteur d'aeronef
US11220279B2 (en) * 2018-07-10 2022-01-11 Amsted Rail Company, Inc. Insert and wear ring for a railway roller bearing
US20210040991A1 (en) 2019-08-09 2021-02-11 Amsted Rail Company, Inc. Roller Bearing Seal Case
WO2021034720A1 (en) * 2019-08-16 2021-02-25 Amsted Rail Company, Inc. Labyrinth seal with interlocking rotor and seal case insert
IT202000012139A1 (it) * 2020-05-25 2021-11-25 Skf Ab Coperchio per un alloggiamento di cuscinetto e complesso di supporto per un albero rotante associato
US11680604B2 (en) * 2020-11-20 2023-06-20 Amsted Rail Company, Inc. Roller bearing seal assembly
EP4330567A4 (en) * 2021-04-30 2024-12-18 Abb Schweiz Ag Sealing assembly and robot

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341265A (en) * 1965-09-03 1967-09-12 Timken Roller Bearing Co Unitized dual lip seal
SE327865B (pt) * 1967-10-27 1970-08-31 Skf Svenska Kullagerfab Ab
US3627390A (en) * 1969-10-02 1971-12-14 Trw Inc Static seal
US3741614A (en) * 1971-08-27 1973-06-26 Timken Co Roller bearings
US4438900A (en) * 1980-06-05 1984-03-27 Nl Industries, Inc. Locking mechanism for annular blowout preventer
US5017025A (en) * 1990-04-05 1991-05-21 The Timken Company Bearing assembly for a shaft journal
US5186548A (en) * 1992-02-07 1993-02-16 Brenco, Incorporated Bearing shaft seal
US5380102A (en) * 1993-11-02 1995-01-10 Brenco Incorporated Shaft journal bearing assembly improved seal wear ring
US5419642A (en) * 1994-03-31 1995-05-30 The Torrington Company Sealing structure for a bearing
US5511886A (en) 1994-05-23 1996-04-30 Brenco Incorporated Bearing seal with oil deflectors
US5549395A (en) 1995-06-06 1996-08-27 Brenco, Incorporated Shaft journal bearing having improved seal wear ring
JP3636786B2 (ja) 1995-08-30 2005-04-06 Ｎｔｎ株式会社 軸受密封装置
US5813675A (en) * 1995-10-31 1998-09-29 The Timken Company Multibarrier seal
US5975533A (en) * 1996-09-13 1999-11-02 Brenco, Incorporated Labyrinth-type seal for railway car journal bearing
RU2129966C1 (ru) * 1997-11-12 1999-05-10 Петербургский государственный университет путей сообщения Буксовый узел скоростного подвижного состава
NL1008681C2 (nl) 1998-03-23 1999-09-24 Skf Eng & Res Centre Bv Treinlagereenheid met verbeterd anti-wrijvingscorrosie gedrag.
NL1010499C2 (nl) * 1998-11-06 2000-05-09 Skf Eng & Res Centre Bv Vetgesmeerd kegellager.
JP2005163828A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Nsk Ltd 軸受装置
WO2006132083A1 (ja) * 2005-06-07 2006-12-14 Nok Corporation 密封装置
JP4924789B2 (ja) * 2005-06-28 2012-04-25 Ｎｏｋ株式会社 密封装置
DE102005029936B4 (de) * 2005-06-28 2016-01-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Abgedichtetes Wälzlager
DE602005004908T2 (de) * 2005-07-18 2009-02-12 Aktiebolaget Skf Dichtungseinrichtung für Wälzlager
US7607836B2 (en) * 2007-03-16 2009-10-27 Amsted Rail Company, Inc Seal for railway car journal bearing

Also Published As

Publication number Publication date
US20100272381A1 (en) 2010-10-28
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CA2683484A1 (en) 2010-10-27
RU2010102151A (ru) 2011-08-10
RU2450176C2 (ru) 2012-05-10

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