CAM PO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con un nuevo prototipo de bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, para proporcionar soporte y guía a un eje giratorio, reduciendo la fricción y facilitado el funcionamiento.

Las aplicaciones de esta nueva invención son en vehículos, maquinas, industrias etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los bloques de almohadas de fluidos, son cojinetes en los cuales la carga es soportada por una capa delgada de líquido a presión que se mueve rápidamente entre las superficies de los cojinetes.

Se pueden clasificar en dos grupos:

Primer grupo, cojinetes hidrostáticos, son cojinetes de fluido presurizados externamente, mediante una unidad de potencia hidráulica.

Segundo grupo, cojinetes hidrodinámicos, dependen de la alta velocidad del muñón (la parte del eje que descansa sobre el fluido) para presurizar el fluido en una cuña entre las caras.

Problema técnico y solución al problema:

• Problema técnico, los cojinetes de fluido deben mantener la presión para evitar el desgaste y los de tipo hidrostático en general requieren estar completamente inmóviles cuando se despresurizan.

- Solución al problema, el bloque de almohada de la invención, está diseñado con un colchón de fluido presurizado.

• Problema técnico, el consumo general de energía suele ser mayor en comparación con los rodamientos de rodadura.

- Solución al problema, el consumo general de energía es menor en comparación con los cojinetes de fluido y los cojinetes de rodaduras, porque el aro dinámico gira sobre un colchón de fluido.

• Problema técnico, M uchos tipos de cojinetes de fluido pueden agarrotarse catastróficamente en situaciones de choque o pérdida inesperada de presión de suministro. - Solución al problema, los bloques de almohadas de la invención, están diseñados con anillos guías, que tiene la función de apoyo de cargas radiales-axiales estáticas, de absorber golpes radiales con cargas dinámicas.

• Al igual que la vibración de frecuencia de la jaula en un cojinete de bolas, el torbellino de frecuencia media es una inestabilidad del cojinete que genera precesión excéntrica, lo que puede provocar un rendimiento deficiente y una vida útil reducida.

- Solución al problema, los bloques de la invención están diseñado con un colchón de fluido presurizado, con anillos guías.

• Los cojinetes de fluido hidrostáticos e hidrodinámico tienen un gran número de componentes.

- Solución al problema, los bloques de almohadas van integrados a los cojinetes deslizantes. Hay una configuración para trabajo pesado donde el bloque de almohada va aparte del cojinete deslizante, por ser autoalineable.

• Los cojinetes de fluido, no son prácticos en entornos donde las fugas de aceite pueden ser un problema o donde el mantenimiento no es económico.

- Solución al problema, tienen un colchón de fluido presurizado y requiere mantenimiento después de miles de horas de trabajo.

• Los cojinetes de fluido a menudo deben usarse en pares o grupos de tres, para evitar que el cojinete se incline y pierda el fluido por uno de sus lados.

- Solución al problema, los bloques de almohadas de la invención, en algunos diseñados se autoalinea con el eje y en otros diseños los anillos guías tiene la función de absorber las fuerzas axiales, producto de eje desalineado o por flexión del eje.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El bloque de almohada es parte del cojinete deslizante, el bloque tiene maquinado la pista deslizante interior, no se requiere el aro exterior del cojinete, quedando el bloque integrado al cojinete.

Los diferentes tipos y diseños de pistas deslizantes del “Cojinete deslizante con un colchón de fluido” , son maquinados en el bloque y el aro, de la presente invención.

El bloque se puede sustituir por la carcasa de un mecanismo que tenga un agujero con la pared lo suficiente gruesa para maquinar la pista deslizante interior, el aro también se puede ser sustituido por el eje, maquinando la pista deslizante exterior sobre el eje. El fabricante puede sustituir uno o los dos componentes, bloque o el aro, si es viable.

El bloque de almohada con cojinete deslizante para trabajo pesado, puede tener implementos opcionales como; cámara en el bloque para la circulación de un fluido refrigerante para disipar el exceso de temperatura, conectar el colchón de fluido de cada cavidad con un acumulador, para amortiguar los altos picos de presión, producto de golpes axiales, este implemento es especialmente para cojinete deslizante con tipo de pista deslizante angular.

El bloque de almohada con cojinete deslizante para trabajo pesado autolineable, se requiere separar el bloque del cojinete, debido a que, si se utiliza un cojinete deslizante con el aro con pista deslizante esférico, estaría limitada la capacidad de carga.

El bloque va a tener pista esférica interior, y el aro exterior del cojinete de deslizante, con pista exterior esférica.

Loscojinetesdeslizantes para trabajo pesado, puede tener una combinación de pistasdeslizantes y cavidades para cargas radiales y axiales, con la ventaja de soportar grandes cargas radiales y axiales a vez.

Para el trabajo pesado, los colchones de fluido van a estar presurizados a altas presiones, soportando los sellos hidráulicos la presión en todo momento, para liberar los sellos hidráulicos y que queden en reposo en carga estática, se puede utilizar como opción, dos distintos circuitos hidráulicos para presurizar y despresurizar los cochones:

Primera opción, se utiliza para presurizar y despresurizar los colchones de fluido, la unidad de potencia hidráulica al presurizar los colchones de fluido, queda liberada para proporcionar potencia hidráulica a herramientas o mecanismos hidráulicos.

Segunda opción, se utiliza para presurizar y despresurizar los colchones de fluido. La unidad de potencia hidráulica se requiere para generar un caudal para refrigerar los colchones de fluido, cada vez que la temperatura supere el límite normal.

Con este sistema hidráulico los cojinetes deslizantes pueden funcionar con fuentes que genere altas temperaturas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJO

La figura 1 , muestra una vista en perspectiva de las partes que compone el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, el bloque es tipo pedestal y el cojinete deslizante es para cargas radiales, en posición de armar. La figura 2, muestra una vista en perspectiva del exterior del bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, el bloque es tipo pedestal y el cojinete deslizante es para cargas radiales.

La figura 3, muestra una vista en perspectiva de las partes que compone el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, el bloque estipo brida redonda y el cojinete deslizante es para cargas axiales, en posición de armar.

La figura 4, muestra una vista en perspectiva del exterior del bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, el bloque es tipo brida redonda y el cojinete deslizante para cargas axiales. La figura 5, muestra una vista en perspectiva de las partes que compone el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante esférico, el bloque es tipo brida cuadrada, en posición de armar.

La figura 6, muestra una vista en perspectiva del exterior del bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante esférico, el bloque es tipo brida cuadrada.

La figura 7, muestra una vista en corte las partes internas que compone el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, para cargas radiales y axiales, para trabajo pesado.

La figura 8, muestra una vista en corte de las partes internas que compone el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante, autoalineable para cargas radiales y axiales, para trabajo pesado.

La figura 9, A, B, C, muestra una vista en corte de una carcasa con un agujero, sobre el cual se ha maquinado una pista deslizante interna.

La figura 10, A, B, muestra una vista en corte de un eje, sobre el cual se ha maquinado una pista deslizante externa.

La figura 1 1 , A, B, muestra dos diagramas que conecta colchones de fluido con sistemas hidráulicos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION

En esta patente se describe el diseño de un nuevo prototipo de bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante con un colchón de fluido.

La figura 1 , muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 1 , conformado por un bloque de almohada 2 tipo pedestal, que tiene maquinado la pista deslizante interior 3, por un aro interior 4 con la pista deslizante exterior 5, por dos discos 6-1 -2, cada uno en el perfil interior con dos cavidades, una para alojar un anillo guía 7 y la otra para alojar una junta tórica con dos anillos uno de respaldo y otro de rascador 8, entre las pistas deslizantes 3 y 5 tipo básico y diseño semicírculo, se forma una cavidad en círculo llena de un fluido presurizado. La figura 2, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 1 armado, el cojinete deslizante es para cargas radiales.

La figura 3, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 9, conformado por un bloque de almohada 2 tipo brida redonda, que tiene maquinado la superficie interior 10, por un aro interior 4 con la superficie exterior 5 con el divisor de cavidad 11 en el centro de dicha superficie, por dos discos 6-1 -2, cada uno en el perfil interior con dos cavidades, una para alojar un anillo guía 7, y la otra para alojar una junta tórica con dos anillos uno de respaldo y otro de rascador 8, las dos cavidades en semicírculo, formadas entre las caras del divisor y las pistas deslizantes, van llenas de un fluido presurizado. La figura 4, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 9 armado, el cojinete deslizante es para cargas axiales.

La figura 5, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante esférico 13, conformado por un bloque de almohada 2 tipo brida cuadrada, que tiene maquinado la pista deslizante interior 3, por un aro interior 4 con la pista exterior 5 con una curvatura en forma esférica 14, por dos discos 6-1 -2, cada uno en el perfil interior con dos cavidades, una para alojar un anillo guía 7, y la otra para alojar una junta tórica con dos anillos uno de respaldo y otro de rascador 8, entre la pista deslizante y la esfera se forma una cavidad semicírculo, llena de un fluido presurizado. La figura 6, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 9 armado, el cojinete deslizante es autoalineable.

La figura 7, muestra el bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 15, para cargas radiales y axiales de trabajo pesado, conformado por un bloque de almohada tipo pedestal, dividido en dos 2-1 -2 para facilitar la armada, cada bloque tiene maquinado una pista deslizante interior 3-1 -2 tipo angular, por un aro interior 4 con las pistas deslizantes exterior 5-1 -2 tipo angular, los discos interior solidario a dicho aro, queda como divisor de cavidad 16, por dos discos 6-1 -2 cada uno en el perfil interior con dos cavidades, una para alojar un anillo guía 7, y la otra para alojar una junta tórica con dos anillos uno de respaldo y otro de rascador 8.

El cojinete deslizante es de doble cavidad 17-1 -2 para mayor superficie en contacto con los dos colchones de fluido 18-1 -2.

El cojinete deslizante tiene dos grupos de anillos guías; el primer grupo de anillos guías 7-1 -4 van alojados en las cavidades de Iosdiscos 6-1 -2, el segundo grupo de anillos guías 7-2-3 van alojados en cavidades del divisor de cavidades 16. Al tener cuatro anillos guías 7-1 -2-3-4, el cojinete deslizante tendrá un mayor apoyo para soportar cargas radiales estáticas, mayor capacidad de absorber los golpes radiales con cargas dinámica, mayor capacidad de absorber fuerzas axiales producto de la desalineación y flexión del eje.

El cojinete deslizante con pistas deslizante tipo angular, las paredes de las cavidades se pueden contraerse para absorber las cargas axiales, los choques axiales generan altos picos de presión, con la opción de conectar a cada cavidad un acumulador 19-1 -2, que tiene las funciones de controlar la presión dentro de la cavidad, al dilatarse el fluido, aumenta su volumen aumentando la presión, el acumulador va hacer la función de válvula de alivio, los choques axiales, con carga dinámica, van a general picos de alta presión, con peligro de dañar las juntas tóricas o los sellos hidráulicos, el acumulador amortigua los picos de alta presión.

El bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante 15, al estar sometido a grandes cargas dinámicas, o estar cerca de fuentes que genere altas temperaturas, tiene la opción de una cámara 20 en el bloque, con un puerto de entrada 21 -1 y un puerto de salida 21 -2, para la circulación de un fluido refrigerante, para disipar el exceso de temperatura de los componentes del bloque de almohada integrado a un cojinete deslizante.

La figura 8, muestra el bloque de almohada con un cojinete deslizante 22, para cargas radiales y axiales de trabajo pesado, el bloque de almohada no está integrado al cojinete deslizante, dividiéndose en dos partes:

Primera parte, bloque de almohada que va dividido en dos 2-1 -2 para la armada, cada bloque tiene una pista interior con forma de semiesfera 23-1 -2, y una cavidad semicírculo 24-1 -2. Segunda parte, cojinete deslizante 25 conformado por un aro exterior 26 con la pista exterior esférica 27 con una guía 28 que limita el giro a través de la cavidad en círculo 24, por un aro interior 29, el cojinete tiene tres cavidades 17-1 -2-3 y tres colchones de fluido 18-1 -2-3, la cavidad 17-2 del centro es para cargas radiales, con pista deslizante tipo araña de patas de torres 30, por dos discos interior 6-2-3, las cavidades 17-1 -3 de los extremos es para cargas axiales, por dos discos 6-1 -4 en los extremos, con pistas deslizantes tipo araña de patas de torres 31 -1 -2.

El cojinete deslizante tiene cuatro discos, dos internos y dos en cada extremo, cada disco tiene un anillo guía 7-1 -2-3-4, para un mayor apoyo, para soportar cargas radiales estáticas, mayor capacidad de absorber los golpes radiales con cargas dinámica, mayor capacidad de absorber fuerzas axiales producto de la desalineación y flexión del eje. El bloque de almohada de almohada con un cojinete deslizante 22, está diseñado para soportar cargas radiales y axiales de trabajo pesado y es autoalineable.

La figura 9, muestra una carcasa de un mecanismo 32, hace de bloque de almohada, el fabricante tiene tres opciones de maquinado de la pista deslizante interior 3, sobre el agujero 33:

A, la carcasa 32 sobre el agujero 33, tiene maquinado la pista deslizante 3.

B, la carcasa 32 sobre el agujero 33, tiene maquinado la pista deslizante 3 junto con uno de los discos 6.

C, la carcasa 32 sobre un agujero 33 con una sola entrada, tiene maquinado la pista deslizante 3 junto con uno de los discos 6.

La figura 10, muestra un eje 34 de un mecanismo, remplaza el aro interior, el fabricante tiene dos opciones de maquinado de la pista deslizante exterior 5, sobre el eje 34:

A, sobre el eje 34, tiene maquinado la pista deslizante 5.

B, sobre el eje 34, tiene maquinado la pista deslizante 5 junto con uno de los discos 6.

El bloque de almohada integrado o con un cojinete deslizante, de trabajo pesado, requiere de un colchón de fluido presurizado a alta presión, por grandes cargas dinám ¡cas que va a soportar, los sellos hidráulicos van a soportar la presión en todo momento, para liberarlos y que queden en reposo en carga estática, el fabricante puede utilizar como opción, un sistema hidráulico, con dos diferentes circuitos hidráulicos para presurizar y despresurizar los cochones. la figura 11 muestra los diagramas de los circuitos hidráulicos opcionales:

A, el primer circuito hidráulico, presurizado y despresurizado, conformado por una unidad de potencia hidráulica 35, que suministra a través del conducto 36-1 , un caudal por el puerto 37-1 a la unidad de control 38, los puertos 37-2-4 están cerrados y el puerto 37-3 abierto conectado a través del conducto 36-2, a un determinado número de colchones de fluido 39, elevando a una determinada presión los colchones de fluido e inmediatamente el puerto 37-3 se cierra y se abre el puerto 37-2 que conecta la potencia hidráulica a determinados mecanismos. Al conectar el puerto 37-3 con el puerto 37-4, que está conectado con el depósito 40, los colchones de fluido se despresurizas.

B, el segundo circuito hidráulico, presurizado, circulación de fluido y despresurizado, conformado por una unidad de potencia hidráulica 35 que tiene una válvula antirretorno 41 en la salida, suministra un caudal a través del conducto 36-1 , que conecta un determinado número de colchones de fluido 39, que a la vez están conectados a un segundo conducto 36-2 que conecta a una válvula de control 42, al presurizarse el circuito hidráulico la unidad de potencia hidráulica quedara en reposo, hasta que el sensor de temperatura envíe una señal indicando que la temperatura del fluido ha superado el límite normal, la unidad de potencia hidráulica suministrara un caudal que circula en el circuito hidráulico disipando el exceso de temperatura de los cojinetes deslizantes.

Los cojinetes deslizantes al estar en carga estática, la válvula de control 45 se abre, conectando el conducto 36-2 con el depósito 40 despresurizando los colchones de fluido.

Loscojinetes deslizantes antesde entrar en carga dinámica, se tiene que presurizar los colchones de fluido. Para despresurizar los colchones de fluido, los cojinetes deslizantes deben estar en carga estática.

Los cojinetes deslizantes en carga estática, la carga la soportara los anillos guías, que debe tener unas holguras mínimas.