Aparato para acoplar un elemento de accionamiento rotatorio con un elemento a accionar,

incluyendo el aparato: un primero y segundo elementos rotativos (19, 23), teniendo cada uno una porción de acoplamiento, siendo el primer elemento rotativo (19) axialmente móvil para acoplar entre sí las respectivas porciones de acoplamiento, y siendo uno del primer o segundo elemento rotativo conectable de manera accionable al elemento de accionamiento rotativo y siendo el otro del primer o segundo elemento rotativo conectable de manera accionable al elemento a accionar de tal manera que el acoplamiento mutuo de las respectivas partes de acoplamiento efectúa el acoplamiento positivo del elemento rotativo de accionamiento con el elemento a accionar; un pistón deslizante (21) conectado al primer elemento rotativo de tal manera que la presión que actúa en un extremo del pistón provocan el movimiento axial del pistón (21) y del primer elemento rotativo (19); un dispositivo de embrague que tiene una pluralidad de placas de fricción móviles axialmente (24), un primer juego de las cuales está acoplado de forma rotativa con el primer elemento rotativo y un segundo juego de las cuales está acoplado de forma rotativa con el segundo elemento rotativo, la pluralidad de placas de fricción estando dispuestas para proporcionar un accionamiento de fricción cuando el primer y el segundo juego se juntan, caracterizado por el hecho de que una de las porciones de acoplamiento incluye una unidad de base (232) conectada de manera accionable con el elemento de accionamiento rotativo o el elemento a accionar y una unidad de acoplamiento (231) montado en la unidad de base y dispuesto para acoplarse entre sí con las otras partes del acoplamiento, la unidad de base (232) y la unidad de acoplamiento (231) siendo relativamente rotativas una respecto a la otra en ángulo predeterminado para permitir que las respectivas partes se acoplen para ocupar una orientación adecuada para acoplarse entre sí, y en el que el pistón deslizante (21) incluye un pasaje (31) dispuestos para permitir que la presión actúe sobre el extremo del pistón también para actuar sobre la unidad de base (232), en donde la unidad de base (232) es axialmente móvil para activar el accionador de fricción para sincronizar sustancialmente las velocidades de rotación del primer y segundo elementos rotativos antes del acoplamiento mutuo de las respectivas porciones de acoplamiento

Campo de la invención

La invención aquí descrita se refiere a dispositivos de acoplamiento para permitir que un elemento de accionamiento rotativo que lleve en un acoplamiento positivo suave con una carga para accionarse, por ejemplo, sincronizando el elemento de accionamiento con un elemento accionado. 5

Antecedentes de la Invención

Una disposición del embrague conocida incluye placas de fricción encerradas en un alojamiento de embrague. Las placas de fricción se comprimen mecánica o neumáticamente mediante un pistón circular que presiona sobre una placa de presión, que entra en contacto con las placas de fricción y las empuja juntas. Un eje de salida que tiene la carga a accionar unida al mismo, por ejemplo, 10 mediante un acoplamiento, tiene placas de fricción alternas en cooperación mecánica con el mismo. Las otras placas de fricción alternas (es decir, aquellas que no están en cooperación con el eje de salida) se encuentran en cooperación mecánica con un manguito de accionamiento que rota como parte del eje de accionamiento. El embrague funciona por fricción actuando entre las placas de fricción cuando se empujan juntas. 15

El documento GB 2216203 describe un ejemplo del tipo de dispositivo de acoplamiento anterior. Describe un manguito de accionamiento internamente estriado móvil bajo la acción de un pistón neumático para acoplar un anillo de salida conectado de manera accionable a un eje de salida - este acoplamiento efectivamente hace del manguito de accionamiento y el eje de salida un único elemento mecánico, evitando así la dependencia de la presión de aire de operación. El pistón tiene 20 una barra de accionamiento con un elemento de horquilla acoplado a la misma, acoplándose los dientes del elemento de horquilla con una ranura anular en la superficie externa del manguito de accionamiento. Por lo tanto, cuando el aire comprimido actúa en un extremo del pistón neumático, la barra de accionamiento se desliza axialmente, moviendo el manguito de accionamiento con la misma. El manguito de accionamiento tiene una placa de presión situada en su interior y acoplada de forma 25 liberable al mismo por medio de bolas de acero impulsadas elásticamente en depresiones formadas en la superficie interna del manguito. Hay un conjunto de placas de fricción, unas alternadas que están acopladas con las estrías internas del manguito de accionamiento, estando el resto acoplado con el eje de salida. Cuando el manguito se mueve inicialmente hacia el acoplamiento con el anillo de salida, la placa de presión se mueve axialmente con el mismo y carga las placas de fricción unas contra otras 30 para comenzar a girar el eje de salida. Se requiere una gran torsión para iniciar la rotación debido a la inercia de la carga acoplada al eje de salida. Esta torsión se manifiesta como fricción entre las placas de fricción y las estrías internas del manguito de accionamiento. Esta fricción es suficiente para evitar el movimiento deslizante adicional del manguito de accionamiento hasta que las velocidades de rotación del manguito de accionamiento y del eje de salida sean más o menos iguales. La torsión requerida para 35 girar el eje de salida es entonces menor, por lo que la fricción que actúa sobre las estrías del manguito de accionamiento se reduce y se reanuda el deslizamiento.

En el documento WO 2004/109137, el presente inventor propuso una disposición mejorada del tipo descrito en el documento GB 2216203 en donde las funciones de (i) acoplar un elemento de accionamiento con un elemento accionado, y (ii) activar un accionamiento de fricción por 40 ejemplo, juntando placas de fricción, fueron separadas mediante la incorporación de una disposición de válvula en el pistón neumático, lo que permitió que una fuerza actúe a través del pistón sin mover necesariamente el elemento de accionamiento. Por lo tanto, el embrague se utilizó sólo para sincronizar los elementos de accionamiento y accionados, lo que significaba que era menos probable que se queme por sobrecarga. La disposición de la válvula en el pistón también permite desactivar un accionador de 45 fricción controlado por aire justo antes del momento del acoplamiento positivo del embrague, con el fin de que el acoplamiento se realice suavemente.

El elemento de accionamiento y el elemento accionado suelen tener proyecciones dentadas que se entrelazan para proporcionar el acoplamiento positivo. En raras ocasiones, el elemento de accionamiento y el elemento accionado están sincronizados de manera que las proyecciones 50 dentadas se alinean y topan entre sí en el punto de acoplamiento, es decir, en lugar de engranar, las proyecciones se presionan juntas punto a punto. Una desventaja de esto es que no se logra adecuadamente un acoplamiento positivo, porque no hay ningún encaje físico entre el elemento de accionamiento y el elemento accionado. Por lo tanto, existe el riesgo de que el elemento de

accionamiento y el elemento accionado se deslicen uno respecto a otro, por ejemplo, si el tamaño de la carga conducida se reduce por cualquier razón. Dicho deslizamiento puede golpear el aparato, y puede causar daño por ejemplo, a las características de engranaje. Además, cuando el acoplamiento se pierde, se evita que el pistón neumático se mueva a lo largo de su extensión axial completa, pero sigue siendo impulsado hacia esa posición por la presión del aire. Esto pone una carga sobre la conexión entre el 5 pistón neumático y el elemento (por ejemplo, el elemento de horquilla) que conecta el pistón al elemento (accionado o de accionamiento), que mueve. Esta conexión puede debilitarse o dañarse de otra forma (por ejemplo, inclinarse fuera de la alineación), mediante esta fuerza.

Descripción de la invención

En su forma más general, la presente invención proporciona un dispositivo de 10 acoplamiento de dos partes en el punto de encaje entre el elemento de accionamiento y el elemento accionado. El dispositivo de acoplamiento tiene un doble propósito de activar el accionador de fricción y de ajustar de la desalineación entre el elemento de accionamiento y el elemento accionado en el acoplamiento mutuo. Las dos partes del dispositivo de acoplamiento son rotativas entre sí dentro de un ángulo predeterminado para habilitar las características de encaje mutuo asociadas con el elemento de 15 accionamiento y el elemento accionado para cambiar a una configuración engranada.

Así, según la presente invención, se proporciona un aparato para acoplar un elemento de accionamiento giratorio con un elemento a accionar, incluyendo el aparato: un primer y un segundo elementos rotativos, teniendo cada uno una porción de acoplamiento, siendo el primer elemento axialmente rotativo para acoplar entre sí las respectivas porciones de acoplamiento, y siendo uno del 20 primer o segundo elemento rotativo conectable de manera accionable al elemento rotativo de accionamiento y el otro del primer o segundo elemento rotativo siendo conectable de manera accionable al elemento a accionar de tal manera que el acoplamiento mutuo de las respectivas porciones de acoplamiento efectúa un acoplamiento positivo del elemento de accionamiento rotativo con el elemento a accionar; un pistón deslizante conectado al primer elemento rotativo de manera tal que la presión que 25 actúa en un extremo del pistón provoca el movimiento axial del pistón y del primer elemento rotativo; un dispositivo de embrague que tiene una pluralidad de placas de fricción axialmente móviles, un primer juego de las cuales está acoplada rotativamente con el primer elemento rotativo y un segundo juego de los cuales están acoplados rotativamente con el segundo elemento rotativo, estando la pluralidad de placas de fricción dispuestas para proporcionar una fricción de accionamiento cuando el primer y el 30 segundo juego se empujan juntos, en donde una de las porciones de acoplamiento incluye una unidad de base conectada de manera accionable con el elemento de accionamiento rotativo o el elemento a accionar y una unidad de acoplamiento montada en la unidad de base y dispuesto para acoplarse entre sí con la otra de las partes de acoplamiento, siendo la unidad de base y la unidad de acoplamiento rotativas entre sí con un ángulo predeterminado para permitir que las respectivas partes de 35 acoplamiento ocupen una orientación adecuada para acoplarse entre sí, y donde el pistón deslizante incluye un pasaje dispuesto para que permita que la presión que actúa sobre el extremo del pistón también para actuar sobre la unidad de base, en donde la unidad de base es axialmente móvil para activar el accionador de fricción para sustancialmente sincronizar las velocidades...

1. Aparato para acoplar un elemento de accionamiento rotatorio con un elemento a accionar, incluyendo el aparato:

un primero y segundo elementos rotativos (19, 23), teniendo cada uno una porción de acoplamiento, siendo el primer elemento rotativo (19) axialmente móvil para acoplar entre sí las 5 respectivas porciones de acoplamiento, y siendo uno del primer o segundo elemento rotativo conectable de manera accionable al elemento de accionamiento rotativo y siendo el otro del primer o segundo elemento rotativo conectable de manera accionable al elemento a accionar de tal manera que el acoplamiento mutuo de las respectivas partes de acoplamiento efectúa el acoplamiento positivo del elemento rotativo de accionamiento con el elemento a accionar; 10

un pistón deslizante (21) conectado al primer elemento rotativo de tal manera que la presión que actúa en un extremo del pistón provocan el movimiento axial del pistón (21) y del primer elemento rotativo (19);

un dispositivo de embrague que tiene una pluralidad de placas de fricción móviles axialmente (24), un primer juego de las cuales está acoplado de forma rotativa con el primer elemento 15 rotativo y un segundo juego de las cuales está acoplado de forma rotativa con el segundo elemento rotativo, la pluralidad de placas de fricción estando dispuestas para proporcionar un accionamiento de fricción cuando el primer y el segundo juego se juntan, caracterizado por el hecho de que

una de las porciones de acoplamiento incluye una unidad de base (232) conectada de manera accionable con el elemento de accionamiento rotativo o el elemento a accionar y una unidad de 20 acoplamiento (231) montado en la unidad de base y dispuesto para acoplarse entre sí con las otras partes del acoplamiento, la unidad de base (232) y la unidad de acoplamiento (231) siendo relativamente rotativas una respecto a la otra en ángulo predeterminado para permitir que las respectivas partes se acoplen para ocupar una orientación adecuada para acoplarse entre sí, y

en el que el pistón deslizante (21) incluye un pasaje (31) dispuestos para permitir que 25 la presión actúe sobre el extremo del pistón también para actuar sobre la unidad de base (232), en donde la unidad de base (232) es axialmente móvil para activar el accionador de fricción para sincronizar sustancialmente las velocidades de rotación del primer y segundo elementos rotativos antes del acoplamiento mutuo de las respectivas porciones de acoplamiento.

2. Aparato según la reivindicación 1, que incluye una unidad de presión dispuesta para 30 presionar la unidad de base y la unidad de acoplamiento hacia una posición de equilibrio.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que la unidad de base y la unidad de acoplamiento son relativamente rotativas tanto en sentido horario como antihorario desde la posición de equilibrio.

4. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de base 35 comprende un elemento anular interno y la unidad de acoplamiento comprende un elemento anular exterior montado coaxialmente sobre el elemento anular interno, los elementos anulares externo e interno tienen uno o más elementos de tope de encaje dispuestos para limitar la rotación del elemento anular externo relativo al elemento anular interno.

5. Aparato según la reivindicación 4, en el que el elemento anular interno tiene una 40 pluralidad de aletas de tope radialmente salientes (241) que pueden ser recibidas en las hendiduras correspondientes formadas en el elemento anular exterior.

6. Aparato según la reivindicación 5, cuando depende de la reivindicación 2 ó 3, en el que la unidad de presión incluye medios de presión dispuestos para presionar las aletas de tope en una posición de equilibrio en sus correspondientes hendiduras. 45

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que los medios de presión incluyen un módulo amortiguador (260) en cada interfaz circunferencial entre una aleta de tope (241) y sus hendiduras correspondientes, estando cada módulo amortiguador dispuesto para resistir el movimiento de rotación de la aleta de tope lejos de la posición de equilibrio.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que cada aleta de tope incluye un orificio 50 pasante circunferencial (244), bloqueado en cada extremo por un módulo que sobresale, siendo cada

módulo impulsado fuera del orificio pasante por un muelle para formar un par de módulos amortiguadores en cada interfaz circunferencial entre una aleta de tope (241) y su hendidura correspondiente.

9. Aparato según la reivindicación anterior, en donde la unidad de acoplamiento incluye un primer juego de dientes salientes dispuestos para engranar un segundo juego de dientes 5 salientes en la otra parte de acoplamiento.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que los dientes del primer o segundo juego de dientes salientes tienen superficies externas en ángulo dispuestas para desviar de forma rotativa los dientes salientes del otro juego cuando el primer y el segundo juego de dientes salientes contactan entre sí. 10

11. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que

el primer elemento rotativo se mueve en una primera dirección en un acoplamiento positivo con el segundo elemento rotativo;

la unidad de base se mueve en una segunda dirección para activar el accionador de fricción, y la primera dirección es sustancialmente opuesta a la segunda dirección. 15

12. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que tiene medios de restricción para restringir el movimiento axial inicial del pistón (21), de tal manera que la presión que actúa sobre el pistón provoca el movimiento axial de la unidad de base antes del movimiento del pistón.

13. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el pistón (21) incluye una disposición de la válvula adaptada para hacer que la presión para dejar de actuar sobre la unidad de 20 base durante el acoplamiento mutuo entre el primer y segundo elemento rotativo, para desactivar el accionamiento de fricción.

14. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de base (232) se presiona alejándose de la activación del accionamiento de fricción.

15. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el segundo elemento 25 rotativo incluye un engranaje montado sobre un eje que está conectado de manera accionable con el elemento a accionar, incluyendo el primer elemento rotativo axialmente móvil un manguito coaxial con el eje, estando el manguito conectado de manera accionable con el elemento de accionamiento rotativo.