ES2603781T3

ES2603781T3 - Cojinete de bolas

Info

Publication number: ES2603781T3
Application number: ES10805685.4T
Authority: ES
Inventors: Frank Hubertus
Original assignee: IMO Holding GmbH
Current assignee: IMO Holding GmbH
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: EP2507522B1; DE102010013741A1; WO2011066979A2; EP2507522A2; US20130011089A1; US9360043B2; CN102686894A; DE202010017771U1; WO2011066979A3; DK2507522T3

Abstract

Un cojinete de bolas (1) que tiene unos anillos de rodadura primero y segundo (3, 4) y, dispuesta en el espacio de separación (2) entre los dos anillos de rodadura (3, 4), al menos una fila de bolas (5) de radio RK que ruedan a lo largo de pistas enfrentadas (8, 9) de los dos anillos de rodadura citados (3, 4), en el que los centros (M) de las bolas (5) de una fila se mueven sobre una trayectoria circular (10) que está rodeada por un toro que circunscribe todas las bolas (5) de la citada fila y que tiene el radio toroidal RK, una coordenada de ángulo toroidal Φ y una coordenada de ángulo poloidal (θ, y en el que cada pista (8, 9) tiene con cada bola (5) dos áreas de contacto o puntos de contacto (P1, P2; P3, P4) prácticamente puntiformes en el ángulo de contacto respectivo ((θP1, (θP2; (θP3 y (θP4) y en el que en la región de los citados ángulos de contacto (θP1, (θP2; (θP3 y (θP4), las secciones transversales respectivas de las pistas tienen curvaturas transversales que tienen radios de curvatura finitos (RL1 ... RL4) siendo mayor cada uno de los cuales que el radio de la bola (RK): RLv > RK, en el que el citado radio transversal de curvatura (RL) de la o las citadas pistas (8, 9) es siempre, en la proximidad de los citados ángulos de contacto ((θP1, (θP2; (θP3 y (θP4), una función continua y diferenciable de la coordenada del ángulo poloidal (θ: RL - RL ((θ), en el que cada uno de ambos anillos de rodadura (3, 4) comprenden una cara de contacto plana para la conexión a un soporte, bastidor u otra parte de máquina o parte de sistema, así como orificios de fijación distribuidos en forma de corona en la misma para su conexión a un soporte, bastidor u otra parte de máquina o parte de sistema, caracterizado porque a) en la región de los ángulos de contacto, es decir, en la que (θPv - 5° < (θ < (θPv + 5°, el contorno de la pista presenta en cada caso una osculación S - (RK / RL) * 100% entre 98% y 90% , en el que b) la función RL((θ) aumenta hacia fuera desde la región del ángulo de contacto respectiva ((θP1, (θP2; (θP3 y (θP4) en ambas direcciones poloidales: RL((θ) >= RL((θPv), en el que cuando es apropiado incluso se transforma a radios de curvatura transversales convexos RL < 0.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Cojinete de bolas

La invencion se refiere a un cojinete de bolas que tiene anillos de rodadura primero y segundo y, dispuesta en el espacio de separacion entre los dos anillos de rodadura, al menos una fila de bolas de radio Rk que ruedan a lo largo de pistas enfrentadas de los dos anillos de rodadura, en el que los centros de las bolas de una fila se mueven en una trayectoria circular que esta rodeada por un toro que circunscribe todas las bolas de la citada fila y que tiene un radio toroidal Rk, una coordenada angular toroidal 9 y una coordenada angular poloidal 0, y en el que cada pista tiene con cada bola dos areas de contacto casi puntiformes o puntos de contacto Pi, P2; P3, P4 en el angulo de contacto respectivo 0pi, 0p2; 0p3 y 0p4, y en el que en la region de los angulos de contacto 0pi, 0p2; 0p3 y 0p4, las secciones transversales respectivas de las pistas tienen curvaturas transversales que poseen radios de curvatura finitos Rli ... Rl4 siendo cada uno de los cuales mayor que el radio Rk de la bola: Rlv > Rk, y en el que, en la proximidad de los citados angulos de contacto 0pi, 0p2; 0p3 y 0p4 el citado radio de curvatura transversal Rl de la citada pista o pistas es una funcion continua y diferenciable de la coordenada angular poloidal 0 : Rl = Rl (0), en el que cada uno de ambos anillos de rodadura comprende una cara de contacto plana para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema, asf como orificios de fijacion distribuidos en forma de corona en la misma para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema.

Tales cojinetes de cuatro puntos existen en diversas formas, por ejemplo como cojinetes de bolas de una o varias filas. Las pistas usadas para tales cojinetes tienen a menudo un perfil gotico, es decir, la curvatura transversal sigue seccionalmente un segmento de trayectoria circular, pero dos segmentos de trayectoria circular de este tipo se unen aproximadamente en la mitad de la trayectoria para formar un angulo agudo a modo de un arco gotico. De esta manera, es posible tener dos puntos de contacto entre una pista y una bola a pesar de los radios de curvatura Rli.. Rl4 que son consistentemente mayores que el radio Rk de la bola: Rlv > Rk.

El angulo poloidal asumido por un punto de contacto o area de contacto se denomina comunmente como el angulo de contacto. Los angulos de contacto estan comprendidos a menudo entre aproximadamente 40° y 50°, en particular aproximadamente 45°, o entre -40° y -50°, en particular aproximadamente -45°, con relacion al plano que pasa por los centros de las bolas de una fila.

Debido a esta posicion preferida del angulo de contacto, los componentes de la carga en las direcciones axial y radial siempre se producen durante la transferencia de la carga. Incluso bajo cargas exclusivamente axiales, esta disposicion tambien da lugar siempre a componentes de carga radial que, en presencia de cojinetes de grandes diametros, por ejemplo, superiores a 0,5 m, preferiblemente 1,0 m o mayores, en particular 2,0 m o mas, produce una expansion radial del anillo exterior, por una parte, y una constriccion del anillo interior, por la otra.

Bajo cargas combinadas, es decir, cargas superpuestas axial, radial y / o momento de inclinacion, los anillos de rodadura sufren una deformacion de forma elfptica. En el lugar en el que se transfiere la carga mas alta, el anillo de rodadura exterior se expande al maximo y el anillo de rodadura interior se contrae al maximo. Ambos anillos de rodadura se deforman en elipses cuyos ejes principales estan, sin embargo, girados uno con respecto al otro, en particular aproximadamente 90°, de manera que, por ejemplo, los semiejes grandes del anillo de rodadura exterior coinciden aproximadamente con los semiejes pequenos del anillo de rodadura interior y el espacio de separacion entre los dos anillos de rodadura vana en consecuencia con el angulo toroidal 9.

Puesto que los dos anillos de rodadura estan mas separados en las regiones en las que se transfiere la carga mas alta, los angulos de contacto se desplazan al maximo en esas localizaciones. Dependiendo de la deformacion y de la rigidez de la construccion adyacente, los angulos de contacto pueden desplazarse hasta ± 65° o ± 70°, o incluso hasta ± 75° o mas.

Bajo una tension elevada o algun grado de empuje, en lugar de un punto de contacto entre la bola y el anillo de rodadura hay un area de contacto, preferiblemente de forma aproximadamente elfptica, la denominada elipse de presion. Si debido a un gran desplazamiento del angulo de contacto, este area de contacto o elipse de presion se aproxima al espacio de separacion del cojinete, puede ser cortado por el borde entre la pista y el espacio de separacion del cojinete. Si esto se produce, no solo se incrementa la carga de la bola en el resto del area de contacto, sino tambien, en particular, se crean presiones de borde elevadas que pronto danaran las bolas y las pistas. Cuanto mayor sea el diametro del cojinete de bolas y menor sea la rigidez estructural de una construccion adyacente, mas fuerte sera este efecto. En condiciones desfavorables, por lo tanto, se debe abandonar un cojinete de cuatro puntos en favor de un diseno de cojinete mas elaborado y costoso, por ejemplo un cojinete de rodillos de multiples filas que tiene al menos una fila de rodillos con un angulo de contacto de 90° para las cargas axiales y de momento de inclinacion y al menos una fila de rodillos con un angulo de contacto de 0° para la transferencia de carga radial.

Este problema se describe muy claramente en la patente alemana DE 100 11 464 C1, que muestra un rodamiento de bolas generico, que sirve especialmente para el montaje de una pala de rotor ajustable en el cubo del rotor de una turbina eolica. Cada uno de los rodillos en forma de bola comprende cuatro areas de contacto puntiforme o

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

puntos de contacto con los anillos del cojinete. Alli, se describe como desventajoso que un diametro transversal de la pista, que se desvfa del diametro de una bola en un 6%, dara como resultado un desplazamiento del angulo de presion de la bola en la ranura del anillo de rodadura de 45° a 85°, si los anillos del rodamiento se desplazan radialmente unos con respecto a otros solo 0,56 mm; a continuacion, las bolas ruedan solamente en los bordes de los anillos del cojinete o puntales del cojinete, respectivamente. La solucion propuesta en esta memoria descriptiva consiste en disponer tres anillos concentricos unos con los otros, de manera que se muestren dos espacios de separacion y se proporcione una fila de rodillos en forma de bola en cada uno de estos dos espacios de separacion. Se reconoce que tres anillos resultan ser mas estables que solo dos anillos; sin embargo, la disposicion de cojinetes tambien obtiene un peso y volumen de construccion significativamente mayores, lo que es indeseable en muchos casos de aplicacion.

En la patente norteamericana 6.367.980 81, se describe un cojinete de bolas con dos anillos, en el que, sin embargo, los rodillos en forma de bola reconocen una rodadura con una seccion transversal en forma de ranura solamente en uno de estos dos anillos, mientras que la rodadura del anillo opuesto tiene la forma de un cordon redondeado y por lo tanto proporciona solo un punto de contacto, de manera que existen solo tres puntos de contacto por rodillo. Por lo tanto, para asegurar la transferencia de fuerzas axiales en ambas direcciones axiales, se proporcionan dos filas de rodillos en forma de bola, con lo que el peso y el volumen de construccion tambien aumentan.

Debido a las desventajas de la tecnica anterior que se ha descrito surge el problema que da origen a la invencion, para mejorar un cojinete de bolas de la especie anterior con el fin de eliminar las desventajas que se han descrito de los cojinetes de cuatro puntos conocidos. En particular, sena deseable idear una disposicion de tal manera que, a pesar de una carga pesada, los angulos de contacto del cojinete de cuatro puntos no se desplacen demasiado de sus posiciones normales.

Este problema se soluciona por el hecho de que, en la region de los angulos de contacto, es decir, aMt donde 0pv - 5° < 0 < 0pv + 5°, el contorno de la pista presenta en cada caso una osculacion S = (Rk / Rl) * 100% entre 98% y 90%, en la que la funcion Rl (0) aumenta hacia fuera desde la region de angulo de contacto respectiva 0pi, 0p2 ; 0p3 y 0p4 en ambas direcciones poloidales: Rl (0) s Rl(0pv). en el que un caso apropiado, transforma unos radios de curvatura transversales convexos Rl < 0.

De este modo, en cada caso la superficie de la pista diverge desde un angulo de contacto predefinido 0pi, 0p2 ; 0p3 y 0p4 en ambas direcciones poloidales en comparacion con una seccion transversal circular, del tipo encontrado en un toro, por ejemplo. Aunque esta divergencia no tiene que ser muy grande, sin embargo tiene el efecto de que bajo la deformacion de los anillos, debido por ejemplo a fuerzas radiales o axiales externas o momentos de inclinacion, los angulos de contacto reales no se desplazan tanto como lo hanan si las pistas tuviesen una seccion transversal circular, particularmente no en valores extremadamente altos en el intervalo de 75° o mas. Por lo tanto, el borde de la pista no esta sobrecargado incluso cuando las tensiones son muy altas y la rigidez de la construccion adyacente es baja.

Un efecto del desplazamiento del angulo de contacto mas pequeno es que las bolas pueden rodar a lo largo de las pistas con una menor proporcion de movimiento de deslizamiento. Con menos movimiento de deslizamiento, el comportamiento de rodadura global de las bolas mejora, reduciendo asf el desgaste de las pistas y prolongando la vida util efectiva del cojinete de bolas.

Ademas, debido a las propiedades de rodadura mejoradas, la resistencia a la rotacion de un cojinete de bolas de este tipo es menor que en los cojinetes de cuatro puntos convencionales. Por lo tanto, para dispositivos, maquinas o sistemas accionados por motor, es posible utilizar un accionamiento mas debil, es decir, de bajo coste; el consumo de energfa disminuye, protegiendo asf el medio ambiente. La instalacion del cojinete en instalaciones eolicas o hidraulicas reduce el consumo de energfa interna y, por lo tanto aumenta la eficiencia.

Debido a la reglamentacion anterior, la curvatura transversal de las pistas puede ser concava, con un radio de curvatura transversal Rl mayor que el radio Rk de la bola, y al menos es convexa regionalmente, con un radio de curvatura transversal Rl menor que O. El rango de valores intervinientes [O; Rk], sin embargo, esta excluido o no es adecuado para el radio de curvatura transversal Rl.

Puesto que ambos anillos de rodadura tienen una cara de contacto plana respectiva para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema, por un lado la orientacion (rotacional) proporcionada por los rodamientos de bolas de la invencion se transmite a las partes del sistema afectadas. Por otro lado, de este modo un elemento adyacente solido y, por tanto estable, puede transferir su rigidez estructural al cojinete de bolas, para proteger a este ultimo contra la deformacion y otros sobre esfuerzos.

Ademas, las superficies planas de contacto comprenden medios de fijacion para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema. Esta es la unica manera de permitir un intercambio de fuerzas entre el cojinete de bolas de acuerdo con la invencion y un elemento de conexion. Estos medios de fijacion estan realizados como orificios distribuidos en forma de corona. Un numero relativamente grande de tales orificios de fijacion,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

preferiblemente distribuidos equidistantemente sobre un anillo de rodadura, crea una conexion mtima entre las partes afectadas, permitiendo de esta manera transmitir fuerzas axiales y de inclinacion, as^ como por medio del agarre de friccion producido por partes presionadas juntas y fuerzas de par y radiales.

En la region de cada angulo de contacto, es decir, alli en que 0pv - 5° < 0 < 0py + 5 °, el contorno de la pista presenta una osculacion S = (Rk / Rl) * 100% comprendida entre 98% y 90%, preferiblemente una osculacion S de 97% a 92%, particularmente una osculacion S de 96% a 94%. Tales osculaciones elevadas - con el radio de curvatura transversal Rl de la pista, siendo por lo tanto solo un poco mas grande porcentualmente que el radio Rk de la bola en un cojinete convencional de cuatro puntos, pronto conducina a un desplazamiento mayor en los angulos de contacto debido a las tensiones del cojinete, y por lo tanto puede lograrse solamente en conjunto con la ensenanza de la invencion.

Ha demostrado ser ventajoso que el contorno de la pista presente una osculacion finita S = (Rk / Rl) ■ 100% t 0, con la excepcion de cualquier punto de inflexion del contorno de la pista. La osculacion se define en este caso como la relacion entre el radio Rk de la bola y el radio de curvatura transversal local Rl de la pista, multiplicado por 100%, y por tanto vana en un rodamiento de bolas de acuerdo con la invencion, de acuerdo con el angulo poloidal 0.

La invencion se puede mejorar porque, en la proximidad del espacio de separacion del cojinete, el contorno de la pista presenta una osculacion S = (Rk / Rl) * 100% comprendida entre 90% a 50%, preferiblemente una osculacion S de 90% a 60%, particularmente una osculacion de 90% a 70%. Como es evidente de esto, el radio de curvatura transversal Rl del anillo de rodadura en la region del espacio de separacion del cojinete puede ser considerablemente mayor que el radio de la bola, por ejemplo entre 10% y 50%. Gracias al diseno de la invencion, estas areas de la pista virtualmente nunca son contactadas por las bolas.

Esta dentro del alcance de la invencion que la curvatura transversal de la o las pistas no tenga un contorno circular, particularmente incluso ni siquiera en segmentos, en la proximidad de las regiones de angulo de contacto 0P1, 0P2; 0P3 y 0P4. Es precisamente al desviarse de un contorno circular cuando los problemas descritos pueden resolverse de acuerdo con la invencion.

La invencion hace ademas que la curvatura transversal del contorno de la pista siga una funcion continua y diferenciable en la proximidad de las regiones de angulo de contacto 0P1, 0P2; 0P3 y 0P4, preferiblemente una funcion potencial o una funcion polinomica, por ejemplo P(0) = a0 + a1 • 0 + a2 • 02 + ... + an • 0n, o una funcion exponencial, por ejemplo E(0) = et(0) o una curva elfptica o una funcion totalizadora S(0) = £fy(0) o cualquier otra combinacion de dos o mas de tales funciones. Es importante que haya continuidad y diferenciabilidad en la region de los angulos de contacto 0P1, 0P2; 0P2 y 0P4 y sus proximidades.

Se obtiene una disposicion particularmente simple si la curvatura transversal del contorno de la pista es simetrica. El plano de simetna se extiende entonces dentro del plano del anillo, espedficamente a mitad de camino entre los dos puntos de contacto de una bola con una pista.

Alternativamente, la curvatura transversal del contorno de la pista tambien puede ser asimetrica, por ejemplo si la carga axial del cojinete es asimetrica, es decir, se produce principalmente en una direccion axial.

La invencion se puede mejorar haciendo que la curvatura transversal del contorno de pista presente al menos un punto de inflexion. Un punto de inflexion de este tipo significa un cambio en la curvatura transversal de la pista mas alla de Rl =~ y desde Rl = - ~ en una curvatura transversal negativa con un radio de curvatura decreciente, es decir, comenzando en un punto de inflexion y continuando mas alla del mismo, la curvatura transversal de la pista ya no es concava, puesto que se encuentra en la proximidad inmediata del angulo de contacto, pero es convexa a partir de entonces.

Llevando esta idea de la invencion mas lejos, se puede proporcionar ademas que el al menos un punto de inflexion de la curvatura transversal del contorno de pista se encuentre en la proximidad del espacio de separacion del cojinete, es decir, a una distancia sustancial del angulo de contacto respectivo 0v. La osculacion S podna ser entonces realmente negativa alli, impidiendo asf la formacion de un borde afilado, lo cual constituye tambien una forma de aumentar la vida operativa alcanzable.

El cojinete de bolas es preferiblemente un cojinete radial.

Los orificios utilizados con propositos fijacion se pueden configurar como orificios pasantes u orificios ciegos. Preferentemente, los mismos efectuan la fijacion por medio de tornillos pasantes o tornillos atornillados en maquina, pernos roscados u otros elementos similares.

Con este fin, una especificacion de diseno de acuerdo con la invencion preve que los orificios, particularmente los orificios ciegos, esten provistos de una rosca interior. En el caso de orificios pasantes, se pueden usar en su lugar tuercas de fijacion atornilladas en el extremo pasante para asegurar la disposicion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Se ha demostrado que vale la pena que las caras planas de contacto de los dos anillos de rodadura estan previstas para conectar cada una de ellas a un soporte, bastidor u otra parte de maquina respectiva o parte del sistema para apuntar en direcciones opuestas (axiales) en los dos anillos de rodadura. Como resultado de esta medida, el plano del cojinete de bolas de acuerdo con la invencion forma una clase de plano de separacion entre las partes de maquina o partes del sistema giratorias en oposicion, estando una parte del sistema por encima del plano del cojinete de bolas y la otra por debajo del mismo.

Se obtienen ventajas adicionales si la cara de contacto plana de un anillo de rodadura que esta previsto para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema es elevada en la direccion (axial) del cojinete de bolas con respecto a la cara de anillo correspondiente del otro anillo de rodadura. Esto impide que la cara extrema de una pista que no sirve como cara de contacto roce contra la parte del sistema en cuestion.

Finalmente, esta dentro de la ensenanza de la invencion que las caras planas de contacto de ambos anillos de rodadura teniendo que conectarse cada uno de ellos a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema respectivas estan mutuamente desplazadas en direcciones opuestas (axiales) en los dos anillos de rodadura, es decir, por ejemplo, la cara de contacto superior esta desplazada hacia arriba y la inferior hacia abajo. De esta manera, es posible que ambos anillos de rodadura tengan aproximadamente la misma altura y por lo tanto aproximadamente la misma seccion transversal, asf como, finalmente, una estabilidad casi identica.

Otras caractensticas, detalles, ventajas y efectos basados en la invencion se pondran de manifiesto a partir de la descripcion que sigue de una realizacion preferida de la invencion y por referencia a los dibujos. En ellos:

La figura 1 es una seccion transversal parcialmente recortada de un cojinete de bolas de acuerdo con la

invencion,

la figura 2 es una ampliacion de detalle II de la figura 1; y

la figura 3 muestra otra realizacion de la invencion, en una representacion que corresponde

aproximadamente a la figura2.

La seccion de acuerdo con la figural se extiende transversalmente a traves de un cojinete de bolas 1 de acuerdo con la invencion y esta limitada a la mitad de cada anillo del cojinete de bolas 1 y confinada a un detalle en la proximidad del espacio de separacion 2 entre los dos anillos de rodadura de bolas 3, 4, en la que se puede ver una bola 5 con un radio Rk de la bola, representativo de una fila de bolas, y sus proximidades. El cojinete de bolas ilustrado 1 es un cojinete radial, extendiendose verticalmente el eje de rotacion del cojinete, aunque debido al gran diametro del cojinete de bolas 1 de la invencion, bastante mas alla de un borde vertical de la hoja del dibujo. El anillo 3 ilustrado en una forma recortada a la izquierda corresponde al anillo exterior, y el anillo 4 a la derecha, tambien representado como recortado, al anillo interior; el eje de rotacion del rodamiento de bolas estana entonces a la derecha, fuera del area visible del dibujo. La cuestion de cual anillo es el anillo interior y cual es el exterior es, sin embargo, de importancia secundaria para la presente invencion.

Como es claramente evidente, la cara 6, 7 de cada uno de los dos anillos de rodadura que esta orientada al espacio de separacion 2 comprende una depresion 8, 9 de la pista circunferencial completa respectiva. Estas dos depresiones 8, 9 de la pista son capaces de alojar las bolas 5, y la anchura 8 del espacio de separacion 2 entre los dos anillos de rodadura 3, 4 es por lo tanto mas pequena que el diametro de la bola Dk = 2 • Rk, preferiblemente incluso mas pequena que el radio Rk de la bola.

A medida que las bolas 5 ruedan entre las dos pistas 8, 9, sus centros M se desplazan sobre una trayectoria circular 10, que en la figura1 pasa perpendicularmente a traves del plano del dibujo. De este modo, los elementos de bola se mueven dentro de un toro imaginario que rodea la trayectoria circular 10 con un radio toroidal constante Rk. Los puntos sobre la superficie de este toro imaginario pueden ser identificados por medio de un sistema de coordenadas compuesto por la coordenada angular toroidal 9 y la coordenada angular poloidal 0. El angulo toroidal 9 se mide a lo largo de la trayectoria circular 10 y el angulo poloidal 0 a lo largo de una trayectoria circular 11 cuyo plano esta siempre intersectado perpendicularmente por el plano circular 10; en la figura1, esta trayectoria circular 11 se encuentra en el plano del dibujo. Si el radio toroidal Rk se generaliza en una coordenada radial r, entonces el sistema de coordenadas 9, 0 que cubre la superficie del toro imaginario puede extrapolarse al espacio tridimensional completo, al menos en la proximidad del toro imaginario o en el interior del cojinete de bolas 1. Por lo tanto, a cualquier punto del cojinete de bolas 1 y por lo tanto tambien a cualquier punto de las pistas 8, 9 se le puede asignar un angulo toroidal 9 y un angulo poloidal 0.

El cojinete de bolas 1 ilustrado en la figura1 tiene pistas simetricas 8, 9, aunque esto no es absolutamente necesario. En el ejemplo que se muestra, esto significa que las secciones transversales de los dos contornos de pista 8, 9 son simetricas una a la otra, espedficamente con respecto a un primer eje de simetna 12 que se extiende centralmente a lo largo del espacio de separacion 2, es decir, permanece equidistante de las dos caras enfrentadas 6, 7 de los dos anillos de rodadura 3, 4. Perpendicular a este eje de simetna 12, espedficamente a nivel del centro de bola M o a la trayectoria circular 10, se extiende un segundo eje de simetna 13; este eje de simetna 13 se extiende asf paralelamente al plano de base del cojinete de bolas 1. Como se puede apreciar en la figura 1, estos dos ejes de simetna 12, 13 forman una especie de interseccion de coordenadas de un sistema de coordenadas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

cartesiano local, cuyo tercer eje de coordenadas sena la tangente a la trayectoria circular 10. El angulo poloidal 8 se cuenta preferiblemente desde el eje de coordenadas 13 que se extiende horizontalmente en la figura1, es decir, desde el eje de coordenadas que se extiende radialmente desde el centro de los anillos de rodadura de bolas 3, 4 o hacia el eje de rotacion del rodamiento de bolas 1.

El eje de simetna 13 divide cada una de las pistas 8, 9 en dos secciones, una seccion superior y una seccion inferior, que son preferentemente simetricas una a la otra con respecto al eje de simetna 13.

En la seccion transversal de la figura1, los ejes de simetna que se cruzan 12, 13 dan lugar a la formacion de un total de cuatro cuadrantes. Ambas pistas 8, 9 estan configuradas de tal manera que cada uno de estos cuatro cuadrantes contiene un punto de contacto de una pista 8, 9 con la bola 5, espedficamente los puntos de contacto P1, P2, P3 y P4, que se pueden encontrar bajo los nodos angulares poloidales respectivos de los denominados angulos de contacto respectivos.

La figura 1 muestra el cojinete de bolas 1 en la condicion de estar libre de fuerzas externas, estando los angulos de contacto 01, 02, 0 3 y 04 en los valores pretendidos, en el ejemplo ilustrado, estando cada uno desplazado hacia arriba o hacia abajo desde el plano central 13 del cojinete en un angulo de contacto de aproximadamente ± 45°, de manera similar a la disposicion de cojinete de cuatro puntos.

En la proximidad de estos angulos de contacto, es decir, por ejemplo, dentro de las regiones [01 - A, 01 + A], [02 - A, 02 + A], [03 - A, 03 + A] y [04 - A, 04 + A], por ejemplo con A1 = 1° o A= 2° o A = 5° o similar, cada una de las pistas 8, 9 tiene un radio de curvatura transversal de Rlt “ Rk, pero ligeramente mayor: Rlt > Rk. La osculacion S en estos sitios es de 98% a 90%.

Desde esta region hacia afuera, el radio de curvatura transversal Rl aumenta progresivamente, espedficamente de acuerdo con una funcion continua y diferenciable. Los contornos de las pistas 8, 9 por lo tanto divergen hacia fuera (con relacion al centro M de la bola) en ambas direcciones desde las regiones angulares de contacto [01 - A, 01 + A], [02 - A, 02 + A], [03 - A, 03 + A] y [04 - A, 04 + A] en comparacion con una lmea circular con radio Rlt, ya que en estas

regiones mas alla o distantes de las regiones el angulo de contacto es Rl > Rlt.

Se puede ver en la figura2 que, como resultado, en la region del borde de pista 14, es decir, en el lugar en el que una pista 8, 9 realiza la transicion a las caras lfmite 6, 7 del espacio de separacion 2, hay una desviacion a > 0 del radio Rlt desde la lmea circular que se muestra como una lmea discontinua en la figura 2. Debido a esta divergencia, el centro hipotetico de la curvatura transversal local de una pista 9 fuera de las regiones de angulo de contacto [01 - A, 01 + A], [02 - A, 02 + A], [03 - A, 03 + A] y [04 - A, 04 + A], no coincide con la lmea circular 10 o tampoco con el centro de la bola, sino que se desvfa visiblemente de ella. Varios de estos centros de curvatura que se desvfan de este tipo 15, 16 se ilustran en la figura 1. En la region del borde de pista 14, la osculacion S es ahora solamente de 90% a 50%.

La figura 3 muestra una realizacion modificada adicionalmente de la invencion, en la que se forma un punto de inflexion W en el contorno de la seccion transversal de una pista 8, 9, y pasado este punto, la pista 8, 9 tiene al menos regionalmente una forma transversal curvada convexa. Esta region convexa 17 se puede extender hasta el borde 14 de la pista, o puede pasar a traves de otro punto de inflexion y continuar como una curva concava de nuevo.

En la region del ecuador de la bola 5, es decir, cerca del eje de simetna 13 paralelo al plano de base del cojinete, cada una de las pistas 8, 9 tiene una depresion en forma de ranura superficial respectiva 18, que puede servir como una bolsa de suministro de grasa.

Listado de numeros de referencia

1. Rodamiento de bolas

2. Espacio de separacion

3. Anillo de rodadura

4. Anillo de rodadura

5. Bola

6. Cara

7. Cara

8. Pista

9. Pista

10. Trayectoria circular

11. Trayectoria circular

12. Eje de simetna

13. Eje de simetna

14. Borde de pista

15. Centro desplazado

16. Centro desplazado

17. Region

18. Depresion en forma de ranura

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Un cojinete de bolas (1) que tiene unos anillos de rodadura primero y segundo (3, 4) y, dispuesta en el espacio de separacion (2) entre los dos anillos de rodadura (3, 4), al menos una fila de bolas (5) de radio Rk que ruedan a lo largo de pistas enfrentadas (8, 9) de los dos anillos de rodadura citados (3, 4), en el que los centros (M) de las bolas (5) de una fila se mueven sobre una trayectoria circular (10) que esta rodeada por un toro que circunscribe todas las bolas (5) de la citada fila y que tiene el radio toroidal Rk, una coordenada de angulo toroidal 9 y una coordenada de angulo poloidal 0, y en el que cada pista (8, 9) tiene con cada bola (5) dos areas de contacto o puntos de contacto (P1, P2; P3, P4) practicamente puntiformes en el angulo de contacto respectivo (0P1, 0p2; 0p3 y 0P4) y en el que en la region de los citados angulos de contacto (0P1, 0p2; 0p3 y 0P4), las secciones transversales respectivas de las pistas tienen curvaturas transversales que tienen radios de curvatura finitos (Rl1 ... Rl4) siendo mayor cada uno de los cuales que el radio de la bola (Rk): Rlv > Rk, en el que el citado radio transversal de curvatura (Rl) de la o las citadas pistas (8, 9) es siempre, en la proximidad de los citados angulos de contacto (0P1, 0p2; 0p3 y 0P4), una funcion continua y diferenciable de la coordenada del angulo poloidal 0: Rl - Rl (0), en el que cada uno de ambos anillos de rodadura (3, 4) comprenden una cara de contacto plana para la conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema, asf como orificios de fijacion distribuidos en forma de corona en la misma para su conexion a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de sistema, caracterizado porque

a) en la region de los angulos de contacto, es decir, en la que 0pv - 5° < 0 < 0pv + 5°, el contorno de la pista presenta en cada caso una osculacion S - (Rk / Rl) • 100% entre 98% y 90% , en el que

b) la funcion Rl(0) aumenta hacia fuera desde la region del angulo de contacto respectiva (0P1, 0p2; 0p3 y 0P4) en ambas direcciones poloidales: Rl(0) s Rl(0pv), en el que cuando es apropiado incluso se transforma a radios de curvatura transversales convexos Rl < 0.
2. El cojinete de bolas (1) como en la reivindicacion 1, caracterizado porque el citado contorno de pista presenta una osculacion finita S = (Rk / Rl) • 100% t 0, con la excepcion de cualesquiera puntos de inflexion (W) del contorno de pista.
3. El cojinete de bolas (1) como en la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque en la region de los angulos de contacto, es decir, en la que 0pv - 5° < 0 < 0pv + 5°, el contorno de la pista presenta en cada caso una osculacion S = (Rk / Rl) • 100% de 97% a 92%, particularmente una osculacion S de 96% a 94%.
4. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la proximidad del espacio de separacion (2), el contorno de la pista presenta una osculacion S = (Rk / Rl) • 100% entre 90% y 50%, preferiblemente una osculacion S de 90% a 60%, particularmente una osculacion S de 90% a 70%.
5. El cojinete de bolas (1) como en la reivindicacion 1, caracterizado porque la curvatura transversal de la o las pistas no tiene un contorno circular, particularmente ni siquiera en los segmentos en la proximidad de las regiones de angulo de contacto 0P1, 0p2; 0p3 y 0P4.
6. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la curvatura transversal del contorno de pista en la proximidad de las regiones de angulo de contacto 0P1, 0p2; 0p3 y 0P4 sigue una funcion continua y diferenciable, preferiblemente una funcion potencial o una progresion o una funcion exponencial o un contorno elfptico o una combinacion de dos o mas de tales funciones.
7. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la curvatura transversal del contorno de pista es simetrica.
8. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la curvatura transversal del contorno de pista es asimetrica.
9. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la curvatura transversal del contorno de pista tiene al menos un punto de inflexion (W).
10. El cojinete de bolas (1) como en la reivindicacion 9, caracterizado porque al menos un punto de inflexion (W) de la curvatura transversal del contorno de pista esta en la proximidad del espacio de separacion (2) del cojinete.
11. El cojinete de bolas (1) como en una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el citado cojinete de bolas (1) es un cojinete radial o un cojinete axial.
12. El cojinete de bolas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los citados orificios estan configurados como orificios pasantes u orificios ciegos, o como orificios ciegos que estan provistos de una rosca interna.
13. El cojinete de bolas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las citadas caras de contacto planas de ambos anillos de rodadura para la conexion de cada una de ellas a un soporte,

bastidor o parte de maquina o parte de sistema respectivos en direcciones opuestas (axiales) en los dos anillos de rodadura.
14. El cojinete de bolas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las 5 citadas caras planas de contacto de ambos anillos de rodadura para conectar cada uno de ellos a un soporte,

bastidor o parte de maquina o parte de sistema respectivo estan desplazadas mutuamente en direcciones opuestas (axiales) en los dos anillos de rodadura.
15. El cojinete de bolas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara 10 de contacto plana de un anillo de rodadura para conectarlo a un soporte, bastidor u otra parte de maquina o parte de

sistema respectiva es elevada en la direccion (axial) del citado cojinete de bolas en relacion con la cara de anillo respectiva del otro anillo de rodadura.