Actuador lineal.

Actuador lineal para procesos de accionamiento destinados a producir movimientos de avance de traslación,

quepresenta al menos una carcasa (11), tapas (5) de cojinete que limitan frontalmente esta carcasa (11), un estator (10),un rotor (2) con un árbol (3) de rotor dispuesto axialmente y realizado con una rosca exterior (3.1), una tuercaroscada y un tornillo/husillo móvil, caracterizado porque el rotor (2) está realizado con forma de campana con unacara frontal abierta (2.1) y una cara frontal cerrada (2.2) y está prevista para el movimiento lineal una biela deaccionamiento (4) que encierra al menos parcialmente al árbol (3) de rotor y sale por la cara frontal abierta (2.1) delrotor (2), de modo que el primer extremo (4.2) de la biela de accionamiento que se encuentra en el rotor presentauna tuerca roscada que se asienta con un paso de rosca adecuado sobre el árbol (3) de rotor que lleva la roscaexterior (3.1) y el árbol de rotor presenta en sus extremos axiales, muñones (3.2) de cojinete de deslizamiento quesalen a través de ambas caras frontales (2.1, 2.2) de rotor (2) con forma de campana y que son conducidos,respectivamente, en un cojinete de deslizamiento (6) y que están emplazados en o dentro de las tapas (5) decojinete.

Actuador lineal La invención se refiere a un actuador lineal para procesos de accionamiento destinados a la generación de movimientos de avance de traslación.

Por el estado de la técnica son conocidos motores lineales y motores lineales de husillo como actuadores lineales. Mientras que en un motor lineal en funcionamiento se produce un campo de ondas progresivas entre la pieza primaria por la que fluye la corriente y la pieza de reacción, en el caso de los motores lineales de husillo, por el contrario, se genera un campo giratorio, que es aprovechado para la transformación de un movimiento de rotación del rotor en un movimiento de traslación del husillo roscado.

Los motores lineales de husillo presentan un estator por el que fluye la corriente y un rotor giratorio, en el que es inducido un campo giratorio. Sobre o en el rotor está dispuesta una tuerca roscada, que con la rotación del rotor acciona un tornillo o husillo roscado con paso de rosca adecuado. El movimiento de avance axial del husillo se aprovecha para realizar un movimiento de accionamiento de un órgano de accionamiento.

Los motores lineales de husillo de este tipo son empleados en la práctica en el ámbito de técnica de laboratorio y medica, la técnica de clasificación, la industria de productos alimentarios, en la construcción de máquinasherramienta, en la domótica y técnica de edificios, la industria de embalajes, así como en el ámbito de los automóviles y la electrónica del ocio.

Por ejemplo, en el ámbito de la técnica de automóviles, la graduación de los faros y en el ámbito de la técnica médica y de laboratorio, la apertura y cierre de válvulas u otros dispositivos de estrangulamiento se realizan por motores lineales de husillo.

En el documento US 6, 223, 971 B1 se da a conocer una unidad de actuador para una máquina de soldadura. Aquí la unidad de actuador está formada por bobinas que pueden ser alimentadas con corriente y un rotor que está realizado como árbol hueco. El apoyo del rotor se realiza por duplicado empleando cojinetes radiales. El rotor está acoplado a un husillo por medio de elementos de unión. Además está prevista una biela de accionamiento con rosca interior que se desliza axialmente sobre el husillo. El extremo de la biela de accionamiento situado axialmente y por fuera puede ser acoplado a un elemento funcional para trabajos de soldadura. Asimismo, la biela de accionamiento está dotada completamente a través de toda su extensión longitudinal de la rosca interna ya mencionada. En la cara de no accionamiento de la unidad de actuador está dispuesta una tapa de cojinete no descrita en detalle que es atravesada por un extremo axial del husillo. En este extremo axial del husillo está dispuesto un tornillo de accionamiento para en caso de necesidad poder manejar manualmente el husillo y, por tanto, también la biela de accionamiento que encierra por completo al husillo.

El inconveniente de estos motores lineales de husillo consiste sobre todo en que presentan una longitud de construcción grande debido al diseño y provocan una emisión de ruidos no irrelevante. La causa de ello es el apoyo del rotor por medio de un rodamiento de bolas y de un cojinete auxiliar realizado como cojinete de deslizamiento. Durante el abastecimiento de corriente del motor lineal, el rodamiento de bolas genera un momento de cabeceo que hace que el rotor ya no sea guiado paralelo al estator. Por este cabeceo puede producirse un desgaste del rotor en el estator.

Otro inconveniente significativo de un componente del motor lineal de husillo, especialmente del husillo roscado, consiste en que su fabricación es muy complicada. Mientras que el husillo roscado debe presentar una rosca exterior en la zona efectiva de la tuerca roscada, en la zona del aseguramiento frente al giro está realizado habitualmente como cuadrado y por fuera del aseguramiento frente al giro como barra o biela redonda.

Existe desde hace mucho tiempo el deseo por parte de los explotadores de perfeccionar los actuadores lineales de modo que para cumplir su función necesiten sólo una medida de holgura pequeña entre el rotor y el estator y con ello aseguren un alto grado de eficacia, así como estabilidad en el funcionamiento.

El objeto de la invención es desarrollar un actuador lineal para procesos de accionamiento que con las mismas características se pueda fabricar más barato, sea realizado más compacto y que presente una alta estabilidad en el funcionamiento.

Este objeto se lleva a cabo según la invención de manera que el rotor, que posee un árbol de rotor dispuesto axialmente y que presenta una rosca exterior, está realizado con forma de campana con una cara frontal abierta y una cara frontal cerrada y está prevista una biela de accionamiento que encierra al árbol del rotor al menos parcialmente y que sale por la cara frontal abierta del rotor para el movimiento lineal, y el primer extremo de la biela de accionamiento que se encuentra en el rotor presenta una tuerca roscada que se asienta con un paso de rosca adecuado sobre el árbol del rotor que lleva la tuerca roscada. El apoyo del árbol del rotor se realiza a través de 2 15

muñones de cojinete de deslizamiento que sobresalen en sus extremos axiales por las dos caras frontales del rotor con forma de campana y que son conducidos, respectivamente, en un cojinete de deslizamiento y están emplazados sobre o dentro de la tapa de cojinete.

El rotor realizado con forma de campana se extiende frontalmente entre las tapas de cojinete de la carcasa, apuntando la cara frontal abierta del rotor en la dirección de la tapa de cojinete de lado de accionamiento y la cara frontal cerrada del rotor en la dirección de la tapa de cojinete del lado de no accionamiento. Dentro del rotor con forma de campana está dispuesto axialmente el árbol de rotor que sobresale al menos en la cara frontal abierta del rotor y que está dotado de una rosca exterior, en la que se asienta con su tuerca roscada con paso de rosca adecuado la biela de accionamiento que sobresale por la cara frontal abierta del rotor y que rodea al menos parcialmente al árbol de rotor.

La biela de accionamiento con forma de horquilla o de segmento de cilindro hueco que en su extensión longitudinal encierra al árbol de rotor, al menos parciamente, presenta un primer extremo que está realizado como tuerca roscada y es solidario axialmente con el árbol de rotor. La zona de la biela de accionamiento que se une a él presenta la forma de segmentos de cilindro hueco, cuyos extremos se extienden a través de la zona de la tapa de cojinete del lado de accionamiento incluso en la posición introducida de la biela de accionamiento.

El primer extremo y el segundo extremo de la biela de accionamiento están unidos entre sí con unión positiva de fuerza y/o unión positiva de forma por medio de al menos un brazo de horquilla o por segmentos de cilindro hueco. No obstante, en una forma de realización preferida prevista para conseguir una distribución y transferencia uniforme de la fuerza, los brazos de horquilla están realizados por parejas y diametralmente opuestos entre sí.

El o los brazos de horquilla atraviesan la tapa de cojinete del lado del accionamiento, de manera que puede ser realizado un movimiento lineal en la dirección de la tapa de cojinete del lado de accionamiento.

Según la invención la sección transversal del o los brazo (s) de horquilla o de los segmentos de cilindro hueco de la biela de accionamiento está adaptada a la forma en sección transversal de una perforación en la tapa de cojinete del lado de accionamiento, de manera que la biela de accionamiento es conducida y mantenida segura frente a torsión y con unión positiva de forma con ajuste con holgura en la perforación de la tapa de cojinete del lado del accionamiento. La perforación de la tapa de cojinete del lado de accionamiento está realizada, por tanto, como aseguramiento frente al giro y conducción lineal para impedir un cabeceo de la biela de accionamiento (tuerca roscada) .

El árbol del rotor fijado al rotor, a diferencia de los rotores convencionales, está montado por medio de dos cojinetes de deslizamiento realizados idénticos, lo que conlleva varias ventajas. Por una parte puede prescindirse de un rodamiento de bolas caro y por otra parte el rotor en la rotación no tiende a ningún tipo de holgura de cabeceo. El árbol del rotor por el apoyo estable posee sólo un grado de libertad. Los extremos axiales del árbol de rotor están realizados como muñones de cojinete de deslizamiento... [Seguir leyendo]

1. Actuador lineal para procesos de accionamiento destinados a producir movimientos de avance de traslación, que presenta al menos una carcasa (11) , tapas (5) de cojinete que limitan frontalmente esta carcasa (11) , un estator (10) , un rotor (2) con un árbol (3) de rotor dispuesto axialmente y realizado con una rosca exterior (3.1) , una tuerca roscada y un tornillo/husillo móvil, caracterizado porque el rotor (2) está realizado con forma de campana con una cara frontal abierta (2.1) y una cara frontal cerrada (2.2) y está prevista para el movimiento lineal una biela de accionamiento (4) que encierra al menos parcialmente al árbol (3) de rotor y sale por la cara frontal abierta (2.1) del rotor (2) , de modo que el primer extremo (4.2) de la biela de accionamiento que se encuentra en el rotor presenta una tuerca roscada que se asienta con un paso de rosca adecuado sobre el árbol (3) de rotor que lleva la rosca exterior (3.1) y el árbol de rotor presenta en sus extremos axiales, muñones (3.2) de cojinete de deslizamiento que salen a través de ambas caras frontales (2.1, 2.2) de rotor (2) con forma de campana y que son conducidos, respectivamente, en un cojinete de deslizamiento (6) y que están emplazados en o dentro de las tapas (5) de cojinete.

2. Actuador lineal según la reivindicación 1, caracterizado porque la biela de accionamiento (4) está realizada con forma de horquilla o con forma de segmento hueco y el primer extremo (4.2) , así como el segundo extremo (4.3) , de la biela de accionamiento (4) están unidos entre sí por al menos un brazo (4.4) de horquilla.

3. Actuador lineal según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el o los brazo (s) (4.4) de horquilla realizados como segmentos de cilindro hueco son conducidos seguros frente a torsión y con unión positiva de forma con ajuste holgado a través de una perforación (12) de la tapa de cojinete de lado de accionamiento (5.1) adaptada a la sección transversal del o de los brazo (s) (4.4) de horquilla.

4. Actuador lineal según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la perforación de la tapa de cojinete del lado de accionamiento (5.1) está realizada como aseguramiento frente al giro (8) .

5. Actuador lineal según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies de cubierta de los muñones (3.2) de cojinete de deslizamiento del árbol (3) de rotor se deslizan en un casquillo de cojinete o en semicojinetes del cojinete de deslizamiento (6) y las caras frontales de los muñones de cojinete de deslizamiento están rodeadas axialmente dentro del cojinete de deslizamiento (6) por placas de cojinete.

6. Actuador lineal según la reivindicación 5, caracterizado porque en lugar de una placa de cojinete es utilizada una esfera que rodea frontalmente al muñón (3.2) de cojinete de deslizamiento y contacta con él.

7. Actuador lineal según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el entrehierro (9) entre el estator

(10) y el rotor (2) está realizado constante en la dirección de la extensión longitudinal del rotor (2) y mide entre 0, 1 y 0, 3 mm.

8. Actuador lineal según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la biela de accionamiento (4) está acoplada solidaria axialmente a un elemento funcional (13) , estando realizado el lugar de acoplamiento (7) entre la biela de accionamiento (4) y el elemento funcional (13) por fuera de la carcasa (11) del actuador lineal (1) .