DISPOSITIVO PARA FIJAR UN ELEMENTO DE ROTOR EN UN ÁRBOL ROTATORIO.

Dispositivo para fijar un elemento de rotor en un árbol rotatorio. La invención se refiere a un dispositivo para fijar un elemento de rotor, especialmente el rotor de un codificador en un árbol rotatorio según el preámbulo de la reivindicación 1. En muchos campos técnicos es necesario fijar un elemento de rotor sin posibilidad de giro y de manera concéntrica en un árbol rotatorio. Por ejemplo, si se usan codificadores para medir la posición angular o datos dependientes del ángulo de un árbol rotatorio, por ejemplo el árbol de un motor de un servoaccionamiento, el codificador comprende un rotor, que se fija al árbol rotatorio. El rotor tiene una medida absoluta o incremental, que se escanea mediante un escaneo del codificador para obtener los datos dependientes del ángulo. El rotor debe fijarse al árbol rotatorio, cuyo ángulo rotacional debe medirse, sin posibilidad de giro y de manera concéntrica. Para ello, se conoce realizar el rotor con un manguito de sujeción, que puede unirse al árbol de manera coaxial y que se sujeta en el árbol. En muchas aplicaciones, por ejemplo cuando el codificador se coloca sobre el árbol de un motor, es difícil o totalmente imposible un acoplamiento radial a la sujeción por la falta de espacio de modo que es ventajoso cuando la sujeción puede llevarse a cabo por medio de una herramienta de acoplamiento axial. Para una sujeción de este tipo con acoplamiento axial se conoce realizar el manguito de sujeción del rotor con un cono, sobre el que se empuja o mueve axialmente un cono opuesto para presionar el manguito de sujeción contra el árbol radialmente y fijar el manguito de sujeción en dicho árbol. Se conoce, por ejemplo, por el documento DE 102 15 997 A1 y por el documento EP 1 517 120 B2 efectuar la fuerza axial para el empuje de las superficies de cono una sobre otra por medio de un tornillo, que se dispone centralmente respecto al árbol de manera axial. El codificador puede situarse así sólo en el extremo del árbol de modo que la flexibilidad en la disposición axial del codificador en el árbol está limitada. Se conoce por el documento DE 10 2006 045 792 A1 empujar un cono de sujeción sobre el manguito de sujeción cónico al enroscar el cono de sujeción a través de una rosca y se controla mediante una rueda dentada cónica, desplazada de manera axialmente paralela. Por el documento DE 199 04 471 A1, que muestra un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1, se conoce disponer levas excéntricas en la pared del manguito de sujeción del rotor. Dichas levas excéntricas pueden hacerse rotar alrededor de un eje de rotación axialmente paralelo para sujetar el manguito de sujeción en el árbol. La producción del dispositivo de sujeción es cara. La fuerza de sujeción actúa sólo en los puntos periféricos de las levas excéntricas de modo que no se consigue una fuerza de sujeción homogénea por toda la periferia del árbol. Un dispositivo adicional según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US 6 225 721 B1. En este dispositivo, un manguito de sujeción del rotor se une al árbol y un anillo de sujeción se empuja sobre el manguito de sujeción de manera coaxial. Debido a su elasticidad, el anillo de sujeción efectúa una fuerza de sujeción radial, que sujeta el manguito de sujeción en el árbol. El ensamblaje resulta difícil al empujar el anillo de sujeción sobre el manguito de sujeción cónico. Así, un desensamblaje, que posiblemente pueda ser necesario, es más difícil porque es difícil retirar el anillo de sujeción del manguito de sujeción. El objeto de la invención es crear un dispositivo para fijar un elemento de rotor, especialmente el rotor de un codificador en un árbol rotatorio, que puede fijarse por medio de una herramienta de acoplamiento axial y que está diseñado con dimensiones radiales pequeñas y un momento de inercia pequeño. Este objeto se soluciona según la invención por medio de un dispositivo que comprende las características de la reivindicación 1. Realizaciones ventajosas de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes. En el dispositivo según la invención, el elemento de rotor, por ejemplo el rotor del codificador comprende un manguito de sujeción, que puede empujarse sobre el árbol rotatorio, que va a medirse, de modo que dicho manguito de sujeción entra en contacto con la periferia externa del árbol de manera coaxial. Para presionar el manguito de sujeción contra la periferia del árbol de manera radial y para sujetarlo en el árbol, se prevé un anillo de sujeción, que encierra el manguito de sujeción de manera coaxial y que está en contacto con la periferia externa de dicho manguito de sujeción. El anillo de sujeción está soportado en un collar, que encierra el manguito de sujeción de manera coaxial, de modo que dicho anillo de sujeción pueda moverse de manera radial y pueda empujarse contra la periferia del manguito de sujeción. En el collar se prevén orificios de rosca axial, en los que se enroscan tornillos de fijación. Los ejes de los tornillos de fijación discurren así axialmente por ejemplo paralelos al eje del manguito de sujeción y del árbol, respectivamente. Los tornillos de fijación pueden hacerse funcionar así por medio de un destornillador o por medio de una llave inglesa, que se aplica de manera axialmente paralela al árbol. Cuando se enroscan los tornillos de fijación en los orificios de rosca del collar, sus puntas empujan con su fuerza axial contra el anillo de sujeción en su zona periférica externa. Los tornillos de fijación empujan así sobre una zona de superficie periférica curvada del anillo de sujeción de manera axial, por lo que la fuerza axial de los tornillos de fijación genera una componente de fuerza radial, por medio de la que el anillo de sujeción se 2   empuja radialmente contra el manguito de sujeción y sujeta dicho manguito de sujeción y de este modo el elemento de rotor en el árbol. El dispositivo está diseñado de manera simple y requiere un espacio de instalación radial muy pequeño en la periferia del árbol. El anillo de sujeción convierte la fuerza axial de los tornillos de fijación en una fuerza de sujeción radial, que se distribuye de manera homogénea por la circunferencia. Además, el anillo de sujeción proporciona sustancialmente al manguito de sujeción un contacto lineal de modo que se evita una inclinación de los ejes del manguito de sujeción y del árbol entre sí. El elemento de rotor puede fijarse así de una manera fiable y con una alta concentricidad. En una realización adicional, en caso de que el rotor y el manguito de sujeción sean dos piezas independientes, la fijación del dispositivo en el árbol puede combinarse con la fijación del rotor y el manguito de sujeción de manera conjunta. La invención se describirá con más detalle por medio de realizaciones, que se ilustran en el dibujo. La figura 1 muestra una vista en perspectiva del dispositivo para fijar el rotor de un codificador en un árbol rotatorio, la figura 2 muestra el collar que comprende el anillo de sujeción insertado en una vista en perspectiva correspondiente, la figura 3 muestra una sección axial a través del dispositivo de la figura 1, la figura 4 muestra un detalle ampliado de la figura 3, la figura 5 muestra una sección correspondiente a la figura 3, en la que el rotor y el manguito de sujeción son piezas independientes y la figura 6 muestra un detalle ampliado de la figura 4. Como realización de la invención se usa un codificador para medir la posición rotacional o valores, que dependen de la rotación, tal como velocidad angular, aceleración angular, etc. de un árbol rotatorio, por ejemplo del árbol de un motor. El dibujo muestra sólo las partes, que son sustanciales para la invención. El codificador puede estar diseñado de una manera en sí conocida, en la que el codificador comprende en particular un rotor, que está fijo al árbol sin posibilidad de giro. La posición angular del rotor se escanea en el codificador y se convierte en señales de salida correspondientes. Tal como se ilustra en el dibujo, el rotor 10 comprende un manguito 12 de sujeción cilíndrico, que se empuja sobre el árbol 14 rotatorio, cuya rotación va a medirse, de manera coaxial. Un collar 16, que encierra el manguito 12 de sujeción coaxialmente, se apoya sobre el manguito 12 de sujeción. El collar 16 tiene la forma de un anillo cilíndrico corto con una sección transversal sustancialmente rectangular. El collar 16 encaja en el manguito 12 de sujeción con un juego radial mínimo. Está prevista una ranura 18 circular en la superficie periférica interna cilíndrica del collar 16. Dicha ranura 18 está abierta hacia la superficie periférica interna del collar 16. Un anillo 20 de sujeción está colocado en esta ranura 18. El anillo 20 de sujeción está hecho de un material... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para fijar un elemento de rotor, especialmente el rotor de un codificador en un árbol rotatorio que comprende un manguito (12) de sujeción del rotor (10), que puede empujarse sobre el árbol (14) coaxialmente y que se apoya contra la periferia externa del árbol (14), y un anillo (20) de sujeción, que encierra el manguito (12) de sujeción coaxialmente y que ejerce una fuerza de sujeción radial sobre el manguito (12) de sujeción para sujetar el manguito (12) de sujeción en el árbol (14), caracterizado porque un collar (16) encierra el manguito (12) de sujeción coaxialmente, porque el anillo (20) de sujeción se inserta en el collar (16) para poder moverse libremente de manera radial contra el manguito (12) de sujeción y para soportarse axialmente y porque unos tornillos (26) de fijación pueden enroscarse en orificios (24) de rosca axiales del collar (16), que se acoplan con su punta con el anillo (20) de sujeción de una manera excéntrica en su zona de superficie periférica externa, por lo que la fuerza axial (Ffix) de los tornillos (26) de fijación presiona el anillo (20) de sujeción contra el manguito (12) de sujeción con una componente de fuerza radial (Fhoriz). 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo (20) de sujeción está hecho de un material elásticamente flexible, especialmente metal y está abierto por medio de una hendidura (22) en la dirección periférica. 3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el anillo (20) de sujeción tiene una sección transversal de material circular. 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos al menos tres tornillos (26) de fijación a la misma distancia angular entre sí. 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los orificios (24) de rosca y los tornillos (26) de fijación están realizados con una rosca de autobloqueo. 6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuerza reactiva de la componente de fuerza radial (Fhoriz) genera un momento de inclinación (M) en los tornillos (26) de fijación que bloquea los tornillos (26) de fijación en los orificios (24) de rosca. 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los tornillos (26) de fijación comprenden una punta cónica y se acoplan con su superficie de cono en el anillo (20) de sujeción. 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo (20) de sujeción se inserta en una ranura (18), que está realizada en la superficie periférica interna del collar (16). 9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito (12) de sujeción, en su superficie periférica externa, comprende una muesca (28), en la que el anillo (20) de sujeción se ajusta a presión. 10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el rotor (10) y el manguito (12) de sujeción son dos piezas independientes y se fijan entre sí mediante la fuerza axial del collar (16). 11. Dispositivo según las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque los planos medios del anillo (20) de sujeción y la muesca (28) están desplazados axialmente en una condición no sujeta y el anillo (20) de sujeción presiona el collar (16) axialmente, si el anillo (20) de sujeción se presiona radialmente en la muesca (28) por lo que el rotor (10) se sujeta axialmente entre el collar (16) y un reborde (30) del manguito (12) de sujeción.   6   Detalle 7   Plano medio de 20 Plano medio de 28 8 Detalle Fuerza de reacción horizontal