Árbol para transmitir pares de giro.

Árbol (1) para transmitir pares de giro con un árbol hueco (2) de material sintético reforzado con fibras, en donde al menos en un extremo del árbol hueco

(2) está fijada una brida (3, 4), a través de la cual puede unirse el árbol hueco (2) a una parte de máquina accionadora o accionada,

caracterizado porque

la brida (3, 4) está fijada al lado frontal de un extremo del árbol hueco (2) mediante varias uniones atornilladas (5), en donde cada unión atornillada (5) presenta un tornillo (6) y una tuerca (7), en donde el vástago (8) del tornillo (6) sobresale de la brida (3, 4) en la dirección del árbol hueco (2), a través de una abertura (9) dispuesta en la región de unión entre el lado frontal del extremo del árbol hueco (2) y la brida (3, 4), se extiende al menos parcialmente dentro del material de la envuelta del árbol hueco (2) y coopera con la tuerca (7) dispuesta en un taladro radial (12) sobre el árbol hueco (2), y en donde la cabeza (10) del tornillo (6) se apoya en el lado (11) de la brida (3, 4) alejado del árbol hueco (2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/004457.

Solicitante: HACKFORTH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Heerstrasse 66 44653 Herne ALEMANIA.

Inventor/es: LUTZ,GÜNTHER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Arboles (árboles flexibles F16C 1/00; ejes portahélices... > F16C3/02 (Arboles; Ejes)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS... > F16D1/00 (Acoplamientos para establecer una unión rígida entre dos ejes coaxiales u otros elementos móviles de una máquina (montaje de las ruedas en los ejes de vehículos ferroviarios F16C 3/10))

PDF original: ES-2537377_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Árbol para transmitir pares de giro La invención se refiere a un árbol para transmitir pares de giro con un árbol hueco de material sintético reforzado con fibras, en donde al menos en un extremo del árbol hueco está fijada una brida, a través de la cual puede unirse el árbol hueco a una parte de máquina accionadora o accionada.

La invención se refiere además a un árbol para transmitir pares de giro con al menos dos árboles huecos de material sintético reforzado con fibras, unidos entre sí por un extremo a través de una brida y que están dispuestos coaxialmente respecto al eje longitudinal del árbol.

Se conoce por ejemplo un árbol de este tipo a partir del documento DE 297 08 324 U1. El árbol hueco está unido a través de un perno radial a un segmento de manguito de una brida, concéntrico respecto al eje de rotación del árbol hueco, en donde para esto está dispuesto un taladro de paso radial tanto en el árbol hueco como en el segmento de manguito. El árbol presenta, frente a árboles habituales que están formados por completo de metal, un peso relativamente reducido. A pesar de ello el árbol hueco presenta unas buenas características de resistencia y un buen comportamiento de fatiga. Un árbol de este tipo es por ejemplo especialmente apropiado para su uso en la construcción naval.

A partir del documento DE 40 09 031 A1 se conoce un árbol hueco de material sintético reforzado con fibras, en cuyo lado frontal puede atornillarse una brida, en donde el vástago del tornillo se extiende en la dirección axial del árbol hueco dentro del material de su envuelta.

La tarea de la invención consiste en proporcionar un novedoso árbol para transmitir pares de giro, que pueda producirse más fácil y económicamente que los árboles habituales manteniendo al menos la robustez hasta ahora conocida de un árbol.

Esta tarea es resuelta mediante un árbol para transmitir pares de giro de la clase citada al comienzo, de tal modo que la brida está fijada al lado frontal de un extremo del árbol hueco mediante varias uniones atornilladas, en donde cada unión atornillada presenta un tornillo y una tuerca, en donde el vástago del tornillo sobresale de la brida en la dirección del árbol hueco, a través de una abertura dispuesta en la región de unión entre el lado frontal del extremo del árbol hueco y la brida, se extiende al menos parcialmente dentro de la envuelta del árbol hueco y coopera con la tuerca dispuesta en un taladro radial sobre el árbol hueco, y en donde la cabeza del tornillo se apoya en el lado de la brida alejado del árbol hueco.

En el árbol conforme a la invención la brida, que de forma preferida está producida con un material metálico, un material compuesto de fibras o un termoplástico, no está unida al árbol hueco a través de un segmento de manguito concéntrico, como se conoce por ejemplo a partir del documento DE 297 08 324 U1. Un segmento de manguito concéntrico de esta clase no es necesario conforme a la invención. La brida puede estar configurada fundamentalmente plana conforme a la invención. De este modo la brida y con ello todo el árbol presenta un peso claramente reducido con relación a los árboles habituales. Asimismo no es necesario disponer ningún taladro radial en el segmento de manguito concéntrico de metal, como es necesario en el estado de la técnica. De este modo la producción del árbol conforme a la invención está ligada a una complejidad de fabricación claramente menor. Ambas ventajas van acompañadas además de un ahorro de costes a la hora de producir el árbol conforme a la invención.

El vástago del tornillo penetra conforme a la invención en la dirección del árbol hueco a través de una abertura sobre la brida, dispuesta en la región de unión entre el lado frontal del árbol hueco y la brida, y se extiende al menos parcialmente dentro de la envuelta del árbol hueco. Esto último significa que el vástago del tornillo se extiende dentro del material de la envuelta del árbol hueco, en donde la envuelta presenta un determinado grosor de envuelta apropiado para la respectiva finalidad aplicativa del árbol hueco. El vástago del tornillo está dispuesto por ejemplo en paralelo y distanciado respecto al eje longitudinal del árbol hueco. Alternativamente el vástago del tornillo puede estar también orientado formando un ángulo determinado con el eje longitudinal del árbol hueco. El ángulo está dispuesto aquí en un plano orientado perpendicularmente a la separación radial entre el vástago del tornillo y el eje longitudinal del árbol hueco. Para una transmisión ideal de fuerzas de empuje es ventajoso elegir un ángulo de ± 45º entre el vástago del tornillo y el eje longitudinal del árbol hueco, en donde la elección del signo depende del respectivo sentido de giro del árbol.

Conforme a una configuración ventajosa de la invención, el tornillo de al menos una unión atornillada está configurado como tornillo de dilatación. Un tornillo de dilatación puede absorber cargas que varían en el tiempo mediante unas deformaciones predominantemente elásticas de su vástago. El tornillo de cada unión atornillada está configurado de forma preferida como tornillo de dilatación.

Otra configuración ventajosa de la invención prevé que la tuerca de al menos una unión atornillada esté configurada como perno transversal con una rosca interior, que está dispuesta en el taladro radial sobre el árbol hueco. Para producir el árbol el perno transversal puede disponerse en el taladro radial, que puede estar configurado también como taladro de paso, tras lo cual el tornillo puede atornillarse en la rosca interior sobre el perno transversal. El perno transversal puede estar configurado por ejemplo cilíndricamente, en donde el eje del cilindro está dispuesto de forma preferida radialmente respecto al eje longitudinal del árbol hueco.

Alternativamente se propone que, además del tornillo y de la tuerca, esté previsto un perno transversal con un taladro de paso sin rosca interior, que está dispuesto en el taladro radial sobre el árbol hueco. La sección transversal del taladro radial sobre el árbol hueco puede estar moldeada en este caso elípticamente. La tuerca de la unión atornillada se apoya aquí en el lado del perno transversal alejado de la brida.

Según otra configuración ventajosa de la invención el extremo del árbol hueco está unido adicionalmente, mediante la aportación de material, a la brida fijada al mismo. La unión mediante la aportación de material se consigue de forma preferida mediante un pegado, utilizando una resina epoxi u otro sistema de adhesivo anaeróbico. La previsión de una unión mediante la aportación de material entre la brida y el árbol hueco favorece claramente las características del árbol para transmitir pares de giro, en cuanto a su robustez y al importe del par de giro que puede transmitirse. Como resina epoxi puede utilizarse por ejemplo una resina epoxi con dos componentes.

Además de esto se propone unir el extremo del árbol hueco, en unión positiva de forma, a la brida fijada al mismo. En el caso a modo de ejemplo de una brida de acero, la unión positiva de forma puede establecerse por ejemplo como micro-unión positiva de forma mediante moleteado de la brida de acero o mediante otro método para rascar la superficie de contacto entre la brida de acero y el lado frontal del árbol hueco.

La tarea anterior es resuelta además mediante un árbol de la segunda clase citada al comienzo, de tal modo que los árboles huecos están unidos entre sí mediante varias uniones atornilladas, en donde cada unión atornillada presenta un tornillo y una tuerca, en donde la cabeza del tornillo está dispuesta en un taladro radial en el primer árbol hueco, en donde el vástago del tornillo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Árbol (1) para transmitir pares de giro con un árbol hueco (2) de material sintético reforzado con fibras, en donde al menos en un extremo del árbol hueco (2) está fijada una brida (3, 4) , a través de la cual puede unirse el árbol hueco (2) a una parte de máquina accionadora o accionada, caracterizado porque la brida (3, 4) está fijada al lado frontal de un extremo del árbol hueco (2) mediante varias uniones atornilladas (5) , en donde cada unión atornillada (5) presenta un tornillo (6) y una tuerca (7) , en donde el vástago (8) del tornillo (6) sobresale de la brida (3, 4) en la dirección del árbol hueco (2) , a través de una abertura (9) dispuesta en la región de unión entre el lado frontal del extremo del árbol hueco (2) y la brida (3, 4) , se extiende al menos parcialmente dentro del material de la envuelta del árbol hueco (2) y coopera con la tuerca (7) dispuesta en un taladro radial (12) sobre el árbol hueco (2) , y en donde la cabeza (10) del tornillo (6) se apoya en el lado (11) de la brida (3, 4) alejado del árbol hueco (2) .

2. Árbol (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (6) de al menos una unión atornillada (5) está configurado como tornillo de dilatación.

3. Árbol (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tuerca (7) de al menos una unión atornillada (5) está configurada como perno transversal con una rosca interior, que está dispuesta en el taladro radial (12) sobre el árbol hueco (2) .

4. Árbol (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos una unión atornillada (5) presenta un perno transversal con un taladro de paso sin rosca interior, en cuyo lado alejado de la brida (3, 4) se apoya la tuerca (7) .

5. Árbol (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el extremo del árbol hueco (2) está unido, mediante la aportación de material, a la brida (3, 4) fijada al mismo.

6. Árbol (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el extremo del árbol hueco (2) está unido, en unión positiva de forma, a la brida (3, 4) fijada al mismo.

7. Árbol (100) para transmitir pares de giro con al menos dos árboles huecos (103, 104) de material sintético reforzado con fibras, unidos entre sí por un extremo a través de al menos una brida y que están dispuestos concéntricamente respecto al eje longitudinal del árbol (100) , caracterizado porque los lados frontales de los extremos vueltos unos hacia los otros de los árboles huecos (103, 104) están unidos entre sí a través de la brida mediante varias uniones atornilladas (105) , en donde cada unión atornillada (105) presenta un tornillo y una tuerca (110) , en donde la cabeza del tornillo está dispuesta en un taladro radial (108) en el primer árbol hueco (104) , en donde el vástago del tornillo se extiende fundamentalmente dentro del material de las envueltas de los dos árboles huecos (103, 104) y a través de una abertura sobre la brida, dispuesta en la región de unión entre los lados frontales de los extremos de los árboles huecos (103, 104) vueltos unos hacia los otros y la brida, y coopera con la tuerca (110) dispuesta en un taladro radial (109) sobre el segundo árbol hueco (103) .

8. Árbol (100) según la reivindicación 7, caracterizado porque el tornillo de al menos una unión atornillada (105) presenta un perno de dilatación (106) que comprende el vástago y un perno transversal (107) que forma la cabeza, en donde el perno transversal (107) está fijado al perno de dilatación (106) .

9. Árbol (100) según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque al menos una unión atornillada (105) presenta un perno transversal (111) con un taladro de paso (112) , que está dispuesto en el taladro radial (109) sobre el segundo árbol hueco (103) y en cuyo lado alejado del primer árbol hueco (104) se apoya la tuerca (110) .

10. Árbol (100) según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el taladro radial (109) está configurado sobre el segundo árbol hueco (103) como orificio rasgado.

11. Árbol (100) según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque los lados frontales de los extremos vueltos unos hacia los otros de los árboles huecos (103, 104) están unidos, mediante la aportación de material, a la brida.

12. Árbol (100) según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque los lados frontales de los extremos vueltos unos hacia los otros de los árboles huecos (103, 104) están unidos, en unión positiva de forma, a la brida.

13. Árbol (100) según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque la brida se compone de dos partes de brida (101, 102) configuradas iguales y dispuestas coaxialmente, en donde el primer árbol hueco (104) está unido a una primera parte de brida (102) y el segundo árbol hueco (103) a la segunda parte de brida (101) .

14. Árbol (100) según la reivindicación 13, caracterizado porque las dos partes de brida (101, 102) están unidas entre sí en unión positiva de forma.

15. Árbol (100) según una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque el árbol (100) está configurado conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6.