ACCIONAMIENTO GIRATORIO.

Dispositivo en forma de un llamado accionamiento (1) giratorio,

para el acoplamiento rotativo de una primera parte de máquina o de instalación, por ejemplo, de una grúa, con una segunda parte de máquina o de instalación, chasis, fundamento o similar, comprendiendo: a) Una parte (3, 16, 19) de apoyo con un primer elemento (3) de conexión para la fijación del dispositivo a una parte de máquina o de instalación, chasis o fundamento, b) una rueda o anillo helicoidal apoyada(o) pudiendo girar, en la parte (16) de apoyo, con un segundo elemento (4) de conexión para la fijación a otra parte de máquina o de instalación, o similar, así como con una corona (9) dentada dispuesta todo alrededor a lo largo de su periferia (8) exterior c) un tornillo (10) sinfín que engrana con la corona dentada y que está alojado y/o apoyado en la parte (16) de apoyo o en una pieza integrada o unida con ella solidaria en rotación, y que se puede poner en rotación por un motor (22) de accionamiento; d) al menos un dispositivo (28; 39; 48) de freno que por una parte está conectado, o se puede conectar, actuando en el tornillo (10) sinfín y, por otra parte, está apoyado en la parte (3) de apoyo o en una pieza (16, 19) unida, o que se puede unir, con ella, caracterizado porque e) los dos elementos (3, 4) de conexión están configurados de forma anular, con taladros (5, 6) de fijación dispuestos en forma de corona, que discurren perpendiculares a la base del accionamiento (1) giratorio, y están guiados concéntricos mediante un apoyo (2), en especial un rodamiento (2), respecto a un eje (7) común de giro, f) no presentando el dispositivo (28; 39; 48) de freno elementos ningunos de maniobra, de manera que la probabilidad de avería se puede mantener entre límites mínimos, y g) produciendo permanentemente y con independencia de la dirección de rotación, una acción de frenado, h) siendo el momento de frenado independiente de la dirección de rotación

La invención se concentra en un dispositivo en forma de un llamado accionamiento giratorio, para el acoplamiento rotativo de una primera parte de máquina o de instalación, por ejemplo, de una grúa, con una segunda parte de máquina o de instalación, chasis o fundamento, comprendiendo una parte de apoyo con un primer elemento de conexión para la fijación del dispositivo a una parte de máquina o de instalación, chasis o fundamento, una rueda o anillo helicoidal apoyada(o) pudiendo girar en la parte de apoyo, con un segundo elemento de conexión para la fijación a otra parte de máquina o de instalación, así como con una corona dentada dispuesta todo alrededor a lo largo de su periferia exterior, así como un tornillo sinfín que engrana con la corona dentada y que está alojado y/o apoyado en la parte de apoyo o en una pieza integrada o unida con ella, y que se puede poner en rotación por un motor de accionamiento.

Los accionamientos giratorios se componen entre otras cosas, de un engranaje de tornillo sin fin que se distingue por altas relaciones de desmultiplicación del número de revoluciones y, por tanto, por altas relaciones de multiplicación de la fuerza, en unión con un rodamiento que puede absorber grandes cargas combinadas. Se emplean tales accionamientos giratorios en grúas para contenedores y/o de a bordo, en plataformas elevadoras de trabajo, en la construcción subterránea, etc. La rueda o anillo helicoidal tienen aquí una cara exterior cerrada en sí misma, en cuya zona está prevista una corona sin fin de dientes, de manera que no esté limitado el ángulo de giro de un engranaje semejante.

En cada caso según el diseño, un engranaje de tornillo sinfín tiene características autobloqueantes o no autobloqueantes en el caso de un accionamiento por la rueda helicoidal. En muchos casos es deseable un autobloqueo, por ejemplo, en caso de peligro de una carga de arrastre, como en grúas.

Engranajes de tornillo sinfín, diseñados autobloqueantes, tienen, no obstante, condicionados por su construcción, un rendimiento  muy pequeño, de menos del 50% y, por tanto, son muy desfavorables energéticamente; además, en el empleo en posición inclinada, es decir, con el eje de giro no orientado vertical, tienden al desarrollo de ruidos y vibraciones, por causa del llamado efecto stick-slip [movimiento relativo no elástico].

El documento DE-A-34 42 138 hace público un dispositivo en forma de un accionamiento giratorio según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por consiguiente, se ha intentado ya utilizar, en lugar de un engranaje de tornillo sinfín autobloqueante, un motor de accionamiento con freno integrado de parada que se pueda interconectar. No obstante, aquí es necesaria una mecánica costosa, para hacer posible el acoplamiento y desacoplamiento del freno. Además, se necesita una energía auxiliar y sistema eléctrico de mando (dispositivos de seguridad, mecanismo de enclavamiento, etc.), para conseguir una conexión simultánea del motor y un aflojamiento del freno. Todos los elementos móviles, en especial, los conectados y/o accionados eléctricamente, llevan consigo, no obstante, un peligro no insignificante de avería, por lo que se resiente la fiabilidad de las instalaciones construidas de tal modo.

A partir de estos inconvenientes del descrito estado actual de la técnica, resulta el problema que introduce la invención, perfeccionar un accionamiento giratorio genérico, de tal manera que se obtenga un efecto autobloqueante, en especial frente a cargas de arrastre o similares, y debiendo ser lo más fiable posible, un dispositivo adicional eventualmente necesario. Además, debe de estar estructurado en lo posible sencillo constructivamente y, por tanto, se debe de poder fabricar barato y/o accionar sin energía auxiliar.

La solución de este problema se logra en un dispositivo genérico, mediante al menos un dispositivo de freno que por una parte está conectado, o se puede conectar, actuando en el tornillo sinfín y, por otra parte, está apoyado en la parte de apoyo o en una pieza unida, o que se puede unir, con ella, y que produce una acción de frenado permanente e independiente de la dirección de rotación.

Un dispositivo semejante de freno, de preferencia, totalmente independiente de un motor de accionamiento, está realizado como freno de acción permanente. Debido a que por esta causa, no presenta elementos ningunos a maniobrar, la probabilidad de avería se puede mantener en límites mínimos. Puesto que accionamientos giratorios genéricos, se accionan normalmente con números de revoluciones extraordinariamente bajos, es también mínimo el desgaste existente en su caso. Además, las piezas desgastadas se pueden cambiar a intervalos regulares de mantenimiento, de manera que en conjunto se produce una fiabilidad óptima, en especial con respecto al fallo completo de un sistema eléctrico o electrónico de mando, asimismo potencialmente propenso a averías. A causa de la alta relación de multiplicación de la fuerza en los engranajes de tornillo sinfín en general y en accionamientos giratorios en especial, una fuerza pequeña de frenado en el tornillo sinfín, conduce ya a una gran acción de bloqueo en el lado de salida del accionamiento giratorio. La pequeña acción de bloqueo carga un motor de accionamiento tan sólo insignificantemente. Puesto que, por tanto, el engranaje de tornillo sinfín se puede realizar como engranaje no autobloqueante, incluso en el caso de un funcionamiento en posición inclinada, no se presentan desarrollos ningunos de ruidos o vibraciones desagradables.

En el marco de la invención está que el dispositivo de freno es un freno separado funcionalmente del árbol del tormillo sinfín. De este modo se impide un desgaste del árbol del tornillo sinfín, como el que se podría ocasionar, por ejemplo, por los elementos de fricción actuando directamente sobre el árbol del tornillo sinfín. En caso de un desgaste del dispositivo de freno, este se puede desmontar y sustituir, mientras se sigue utilizando el tornillo sinfín.

El dispositivo de freno según la invención, debería de producir permanentemente y con independencia de la dirección de rotación, un momento Dbrems de frenado. Solamente de este modo se puede asegurar que el engranaje sea autobloqueante en todos los casos de carga y en cualquier dirección de rotación.

Además, se ha acreditado que el momento de frenado es introducido por el dispositivo de freno en el árbol del tornillo sinfín, permanentemente y con independencia de la dirección de rotación. Un acoplamiento fijo sin embragues, piñones libres o similares, se cuida de que un accionamiento giratorio según la invención, presente características de transmisión del par, idénticas a las de un engranaje autobloqueante.

El acoplamiento entre dispositivo de freno y árbol del tornillo sinfín, se puede configurar de tal manera, que el momento de frenado actúe sobre el árbol del tornillo sinfín, libre de fuerzas radiales (sustanciales). Gracias a esta medida se excluye la presentación de fuerzas radiales condicionadas por principio y, por tanto, se descargan los cojinetes pivotantes, y se reducen las tensiones de flexión del árbol del tornillo sinfín.

De preferencia, el momento de frenado es transmitido por el dispositivo de freno al árbol del tornillo sinfín, mediante un arrastre de forma que actúa en dirección tangencial. Se trata aquí de un acoplamiento fijo sin componentes (resultantes) radiales de la fuerza, que, además, se puede aflojar y ensamblar con poco gasto.

Aquí el dispositivo de freno puede estar acoplado con el árbol del tornillo sinfín, mediante secciones transversales prismáticas que se encajan unas en otras, o mediante unión de chaveta y lengüeta. Mientras en el primer caso, hay que pensar, por ejemplo, en secciones transversales hexagonales complementarias unas con otras, las uniones de chaveta y lengüeta, se conocen, por ejemplo, por los árboles secundarios de los motores.

Un perfeccionamiento ventajoso de la invención, consiste en que el dispositivo de freno no está dispuesto entre, sino axialmente por fuera de, los cojinetes pivotantes del árbol del tornillo sinfín. Esta nota característica proporciona en caso de necesidad, un acceso fácil al dispositivo de freno, mientras por otra parte, mediante una distancia mínima de los cojinetes pivotantes, está asegurada una conducción óptima del tornillo sinfín.

Se ha demostrado como favorable que el dispositivo de freno esté dispuesto en la zona de una cara frontal del tornillo sinfín, que no... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo en forma de un llamado accionamiento (1) giratorio, para el acoplamiento rotativo de una primera parte de máquina o de instalación, por ejemplo, de una grúa, con una segunda parte de máquina o de instalación, chasis, fundamento o similar, comprendiendo:

a) Una parte (3, 16, 19) de apoyo con un primer elemento (3) de conexión para la fijación del dispositivo a una parte de máquina o de instalación, chasis o fundamento,

b) una rueda o anillo helicoidal apoyada(o) pudiendo girar, en la parte (16) de apoyo, con un segundo elemento (4) de conexión para la fijación a otra parte de máquina o de instalación, o similar, así como con una corona (9) dentada dispuesta todo alrededor a lo largo de su periferia (8) exterior

c) un tornillo (10) sinfín que engrana con la corona dentada y que está alojado y/o apoyado en la parte (16) de apoyo o en una pieza integrada o unida con ella solidaria en rotación, y que se puede poner en rotación por un motor (22) de accionamiento;

d) al menos un dispositivo (28; 39; 48) de freno que por una parte está conectado, o se puede conectar, actuando en el tornillo (10) sinfín y, por otra parte, está apoyado en la parte (3) de apoyo o en una pieza (16, 19) unida, o que se puede unir, con ella,

caracterizado porque

e) los dos elementos (3, 4) de conexión están configurados de forma anular, con taladros (5, 6) de fijación dispuestos en forma de corona, que discurren perpendiculares a la base del accionamiento (1) giratorio, y están guiados concéntricos mediante un apoyo (2), en especial un rodamiento (2), respecto a un eje (7) común de giro,

f) no presentando el dispositivo (28; 39; 48) de freno elementos ningunos de maniobra, de manera que la probabilidad de avería se puede mantener entre límites mínimos, y

g) produciendo permanentemente y con independencia de la dirección de rotación, una acción de frenado,

h) siendo el momento de frenado independiente de la dirección de rotación.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (28; 39; 48) de freno es un freno separado funcionalmente del tornillo (10) sinfín.

3. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el momento de frenado del dispositivo (28; 39; 48) de freno, se introduce en el árbol (10) del tornillo sinfín permanentemente y con independencia de la dirección de rotación.

4. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el momento de frenado del dispositivo (28; 39; 48) de freno, se transmite al árbol (10) del tornillo sinfín, mediante un arrastre de forma que actúa en dirección tangencial.

5. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (28; 39; 48) de freno no está dispuesto entre, sino axialmente por fuera de, los rodamientos del árbol (10) del tornillo sinfín.

6. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (28; 39; 48) de freno está dispuesto en la zona de una cara frontal del tornillo sinfín, que no está acoplada ni se puede acoplar con un motor de accionamiento.

7. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (28; 39; 48) de freno es un freno de acción pasiva, es decir, sin alimentación de una energía auxiliar.

8. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (28; 39; 48) de freno es un freno de fricción con superficies (30, 31) que friccionan una con otra.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque las superficies (30, 31) de fricción están dispuestas atravesadas aproximadamente perpendiculares por el eje (11) del tornillo (10) sinfín.

10. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el momento de frenado del dispositivo (28; 39; 48) de freno se puede ajustar o reajustar

11. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el momento de frenado producido por el dispositivo (28; 39; 48) de freno, está dimensionado aproximadamente para el caso de carga máxima del dispositivo, disminuido en el momento retardador de fricción del engranaje (9, 10) de tornillo sinfín, así como finalmente dividido por la relación de multiplicación de la fuerza entre el tornillo (10) sinfín y la rueda (9) o el anillo helicoidal.

12. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el engranaje (9, 10) de tornillo sinfín no es autobloqueante.

13. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos del freno (28; 39; 48), en especial las superficies (30, 31) de fricción y, en su caso, elementos (36) elásticos, están dispuestos en una carcasa (40) de preferencia de forma de campana.