DISPOSITIVO PARA EL ACOPLAMIENTO A ROTACION DE DOS ELEMENTOS DE ACOPLAMIENTO COAXIALES.

Un dispositivo (1, 51) para acoplar a rotación dos elementos de acoplamiento coaxiales (2,

3; 52, 53), que comprende un elemento de montaje rotativo, el cual está formado por un cojinete de contacto (5; 55) de una sola fila de rodamientos o de múltiples filas de rodamientos, dispuesto entre los elementos de acoplamiento (2, 3; 52; 53) con el fin de absorber cargas axiales y radiales, y momentos de basculamiento o vuelco, así como un dispositivo de accionamiento (10; 60), que está acoplado o puede ser acoplado a ambos elementos de acoplamiento (2, 3; 52, 53) para la rotación relativa de los mismos, y cuyo chasis está fijado a un primer elemento de acoplamiento (2; 52), en tanto que su rotor está acoplado a un piñón (12) o a un tornillo sin fin (62), los cuales se engranan con un sistema de dientes de engranaje (15; 65), dispuesto en la superficie cilíndrica del segundo elemento de acoplamiento (3; 53), en el cual se proporcionan medios de sujeción (6; 56), que se disponen dentro de un lado de extremo del elemento de acoplamiento dentado (3; 53), a modo de corona, con el fin de fijar este elemento de acoplamiento (3; 53) a una primera parte de la unidad, de tal manera que los medios de sujeción (6; 56) quedan situados entre el sistema de dientes de engranaje (15; 65) y el elemento de montaje rotativo (5; 55), y de tal manera que los medios de fijación (7; 57) destinados a fijar el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52) a una segunda parte de la unidad están dispuestos efectivamente en el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52), de modo que se forma un acoplamiento directo y no positivo entre la parte de la unidad y el elemento de acoplamiento no dentado, a través de los medios de fijación 87; 57), incluso si existen partes de alojamiento (17; 66) situadas aún entre la parte de la unidad y el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52); en el cual los elementos de acoplamiento se encuentran situados coaxialmente uno dentro del otro y el sistema de dientes de engranaje (15; 65) está dispuesto en el lado exterior del elemento de acoplamiento exterior (3; 53); y en el cual el sistema de dientes de engranaje (15; 65) del segundo elemento de acoplamiento (3; 53) está encerrado o englobado por al menos una parte de alojamiento (16; 66), la cual está fijada al elemento de acoplamiento no dentado (2; 52) y abraza o envuelve al elemento de acoplamiento dentado (3; 53) por el lado extremo (18) que se extiende opuestamente a sus medios de sujeción de acoplamiento (6; 56).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01105573.

Solicitante: IMO INDUSTRIE-ANTRIEBSEINHEIT STOLL & RUSS GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: IMOSTRASSE 1, 91350 GREMSDORF.

Inventor/es: RUSS, ERICH, SCHRIPPEL, WERNER, DIPL.-ING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B66C23/84 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B66 ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO.B66C GRUAS Y PUENTES-GRUA; ELEMENTOS O DISPOSITIVOS DE TOMA DE CARGA PARA GRUAS, PUENTES GRUA, CABRESTANTES, CABRIAS O POLIPASTOS (mecanismos de enroscadura de cuerda, de cable o de cadena, dispositivos de frenado o de parada de su uso B66D; adaptados especialmente para los reactores nucleares G21). › B66C 23/00 Grúas que constan esencialmente de una viga, aguilón o una estructura triangular que actúan como brazo de palanca, montadas de forma que permitan movimientos de traslación o de orientación en planos verticales u horizontales, o bien una combinación de esos movimientos, p. ej. grúas de aguilón, derricks o grúas sobre torres (estructuras de torres que soportan la base B66C 5/00; adaptaciones de armazones que soportan las vías de rodadura B66C 6/00). › Mecanismo de giro del aguilón (cojinetes antifricción F16C).
  • F16H1/06 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16H TRANSMISIONES.F16H 1/00 Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento rotativo (particulares para transmitir un movimiento rotativo con relación de velocidad variable, o para invertir el movimiento rotativo F16H 3/00). › cuyos ejes son paralelos.
  • F16H1/16 F16H 1/00 […] › implicando un tornillo sin fin y una rueda de tornillo sin fin.
  • F16H1/22 F16H 1/00 […] › con varios ejes de accionamiento o accionados; con dispositivos para repartir el par entre dos o varios ejes intermedios.
  • F16H57/02 F16H […] › F16H 57/00 Partes constitutivas generales de las transmisiones (de mecanismo husillo-tuerca F16H 25/00; de transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 43/00). › Cajas de engranajes; Montaje de las transmisiones en el interior de aquéllas.

PDF original: ES-2210050_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo para el acoplamiento a rotación de dos elementos de acoplamiento coaxiales.

La invención se refiere a un dispositivo para el acoplamiento a rotación de dos elementos de acoplamiento coaxiales, el cual comprende un elemento de montaje rotativo, que está formado por un cojinete de contacto de una única fila de rodamientos o de múltiples filas de rodamientos, dispuesto entre los elementos de acoplamiento con el fin de absorber las cargas axiales y radiales y los movimientos de basculamiento, así como un dispositivo de accionamiento, que está acoplado a ambos elementos de acoplamiento para la rotación relativa de los mismos, y cuyo chasis está fijado a un primer elemento de acoplamiento, al tiempo que su rotor está unido a un piñón o a un tornillo sin fin, los cuales se engranan con un sistema de dientes de engranaje, dispuesto en la superficie cilíndrica del segundo elemento de acoplamiento, y en el cual se proporcionan medios de sujeción, que se disponen dentro del elemento de acoplamiento dentado o en un lado de extremo del mismo, a modo de corona, con el fin de fijar este elemento de acoplamiento a una primera parte de la unidad, de tal manera que dichos medios de sujeción quedan situados entre el sistema de dientes de engranaje y el elemento de montaje rotativo.

Se dispone en el mercado de acoplamientos rotativos de este tipo, que se denominan acoplamientos rotativos esféricos. Éstos se ofrecen con varios diámetros y alturas totales, de tal forma que es posible seleccionar el acoplamiento rotativo adecuado para cada aplicación. Los campos preferidos para su uso incluyen la maquinaria y los equipos de construcción, por ejemplo, las máquinas excavadoras, así como las grúas, los cojinetes para bridas del tipo laminar o de hoja y los cojinetes para los álabes o palas de las grandes unidades de generación de potencia accionadas eólicamente, los equipos de transporte, elevación y manejo de carga, las plataformas para la elevación de personas y las grúas para vehículos, los vehículos de transporte de cargas elevadas, las grúas instaladas a bordo de barcos, las plataformas giratorias de las máquinas herramienta, los carruseles, por ejemplo, las unidades de llenado de bebidas, los aparatos médicos, los aros o anillos para la rotación de la superestructura de las máquinas cosechadoras o taladoras de madera, las atracciones de los parques de entretenimiento, etc. Para muchas aplicaciones de este tipo, es importante que la altura total del acoplamiento rotativo sea tan pequeña como sea posible, y ésta es la razón para que la altura total de los acoplamientos rotativos esféricos de este tipo sea, a menudo, en la práctica, escasamente mayor que la altura del sistema de dientes de engranaje de la parte de acoplamiento, que es accionada por un motor, del acoplamiento rotativo. Si bien las guías o carreras de los cojinetes en contacto con los rodamientos están, en la mayor parte de los casos, protegidas contra el ensuciamiento y, en consecuencia, contra un desgaste incrementado, mediante juntas de obturación de caucho, no se han tomado medidas preventivas correspondientes en lo que respecta al sistema de dientes de engranaje, de tal forma que, en este caso -en condiciones adversas de funcionamiento-, por ejemplo, en los lugares de construcción, etc., puede ocurrir que penetren cuerpos extraños que podrán entonces entrar en el espacio comprendido entre el sistema de dientes de engranaje y el elemento de cojinete, por ejemplo, el piñón o el tornillo sin fin, interponiéndose a este último para ser aplastado en este punto o provocar daños en los flancos de los dientes. Este último riesgo se corre, en particular, cuando se trata de materiales duros, tales como rocas, o de virutas de metales duros que se producen en los equipos de mecanizado. Es más, como consecuencia del avance de las partículas de suciedad dentro de la zona del sistema de dientes de engranaje, la grasa lubricante queda pronto contaminada y debe reemplazarse, en consecuencia, a intervalos de tiempo cortos. Finalmente, el sistema de dientes de engranaje sin proteger conlleva un cierto de riesgo de lesiones, por ejemplo, al personal de mantenimiento.

El documento WO 99/24730 es considerado como estado conocido de la técnica con respecto al objeto de la reivindicación 1.

Las desventajas de la técnica anterior descritas provocan el problema que motiva la invención, consistente en desarrollar un acoplamiento rotativo genérico que sea compacto y que, al mismo tiempo, evite, en la medida de lo posible, que se produzca cualquier daño en la zona del sistema de dientes de engranaje por razón de la penetración de cuerpos extraños, de tal manera que los intervalos entre lubricaciones sucesivas de la zona del sistema de dientes de engranaje se hagan tan largos como sea posible, y se reduzca el riesgo de lesiones en la medida de lo posible.

Este problema se resuelve por medio de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1.

Éste comprende una parte de alojamiento que engloba o encierra al menos el sistema de dientes de engranaje del segundo elemento de acoplamiento, que está fija al elemento de acoplamiento desprovisto de dientes y abraza el elemento de acoplamiento dentado por el lado de extremo que yace opuestamente a sus medios de sujeción de acoplamiento, de tal manera que los medios de sujeción para fijar el elemento de acoplamiento desprovisto de dientes, o no dentado, a una segunda parte de la unidad se disponen directamente en el elemento de acoplamiento no dentado, de modo que la parte de alojamiento de acuerdo con la invención queda en gran medida libre de fuerzas.

La invención se sirve del hecho de que los dos elementos de acoplamiento, que se disponen coaxialmente uno dentro del otro, quedan, por lo común, escalonados en un cierto grado en la dirección axial, según la cual los respectivos orificios de acoplamiento están dispuestos, preferiblemente, en los lados de extremo de los elementos de acoplamiento que se encuentran más alejados, respectivamente, del otro elemento de acoplamiento, según la dirección axial. Puesto que, por otra parte, el alojamiento del motor de accionamiento se encuentra unido al elemento de acoplamiento no dentado, el cual está, en consecuencia, en la mayoría de los casos, sujeto al chasis de la máquina en cuestión o la parte estática o de mayor tamaño de la máquina, la invención se sirve de las condiciones geométricas de una forma ventajosa, con el propósito de fijar el alojamiento que protege al sistema de dientes de engranaje, a la parte de acoplamiento no dentada -a pesar de la mayor proximidad a la parte de acoplamiento dentada- y, de esta forma, rodear la totalidad de la parte rotativa por tres de los lados de su sección transversal, y sustraerla, con ello, de las influencias externas en la medida de lo posible. El lado de extremo del elemento de acoplamiento dentado que está provisto de los orificios para la unión de una parte rotativa queda aún accesible desde el exterior, si bien también es cubierto por el procedimiento de instalación. El alojamiento de acuerdo con la invención protege la zona del sistema de dientes de engranaje contra la penetración de partículas de suciedad y, en consecuencia, prolonga su vida útil; al mismo tiempo, la grasa lúbricamente se protege de los contaminantes, de tal forma que pueden prolongarse los periodos de tiempo entre sucesivas lubricaciones, y, por último, se proporciona una protección contra el contacto con vistas al personal de mantenimiento y reparación. Todo ello se consigue en el marco de un conjunto con un diseño óptimo, de tal manera que se evita al usuario la tarea de fabricar una parte de alojamiento independiente, lo que significa que es posible construir unidades relativamente grandes de una forma mucho más sencilla. Como los medios de sujeción de la parte de acoplamiento no dentada están dispuestos directamente en esta última, el alojamiento permanece en gran medida libre de pares y fuerzas, y puede, en consecuencia, ser diseñado con una sección transversal comparativamente débil. Esto da lugar a la posibilidad de minimizar el tamaño total y, en particular, la altura total, por una parte, y ahorrar peso, por la otra parte.

Al fabricar el sistema de dientes de engranaje y la guía para el cojinete de contacto de rodamientos del segundo elemento de acoplamiento, preferiblemente por mecanizado con arranque de virutas, aunque también por conformación conjunta, por ejemplo por sinterización, del mismo cuerpo de base del elemento de acoplamiento, se simplifica, por una parte, el método de producción, ya que es posible fabricar en una sola parte todo el elemento de acoplamiento dentado, al tiempo que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (1; 51) para acoplar a rotación dos elementos de acoplamiento coaxiales (2, 3; 52, 53), que comprende

a) un elemento de montaje rotativo, el cual está formado por un cojinete de contacto (5; 55) de una sola fila de rodamientos o de múltiples filas de rodamientos, dispuesto entre los elementos de acoplamiento (2, 3; 52; 53) con el fin de absorber cargas axiales y radiales, y momentos de basculamiento o vuelco, así como,

b) un dispositivo de accionamiento (10; 60), que está acoplado o puede ser acoplado a ambos elementos de acoplamiento (2, 3; 52, 53) para la rotación relativa de los mismos, y cuyo chasis está fijado a un primer elemento de acoplamiento (2; 52), en tanto que su rotor está acoplado a un piñón (12) o a un tornillo sin fin (62), el o los cuales se engranan con un sistema de dientes de engranaje (15; 65), dispuesto en la superficie cilíndrica del segundo elemento de acoplamiento (3; 53),

c) en el cual se proporcionan medios de sujeción (6; 56), que se disponen dentro de un lado de extremo del elemento de acoplamiento dentado (3; 53), a modo de corona, con el fin de fijar este elemento de acoplamiento (3; 53) a una primera parte de la unidad,

d) en donde los medios de sujeción (6; 56) quedan situados entre el sistema de dientes de engranaje (15; 65) y el elemento de montaje rotativo (5; 55),

e) en donde los elementos de acoplamiento se encuentran coaxialmente uno dentro de otro y el sistema de dientes de engranaje (15; 65) se encuentra dispuesto junto al lado exterior del elemento de acoplamiento (3; 53) exterior,

f) en donde el sistema de dientes de engranaje (15; 65) del segundo elemento de acoplamiento (3; 53) está rodeado por al menos un alojamiento (16; 66) que está acoplado en el elemento de acoplamiento (2; 52) y ataca al elemento de acoplamiento (3; 53) dentado junto al lado de extremo (18) opuesto a sus medios de sujeción (6; 56),

g) y en donde el alojamiento (16; 66) está ampliamente exento de fuerzas, al estar los medios de fijación (7; 57) destinados a fijar el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52) a una segunda parte de la unidad dispuestos efectivamente en el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52), de modo que se forma un acoplamiento directo y no positivo entre la segunda parte de la unidad y el elemento de acoplamiento no dentado, a través de los medios de fijación (7; 57), incluso si existen partes de alojamiento situadas aún entre la segunda parte de la unidad y el elemento de acoplamiento no dentado (2; 52);

en donde, además,

h) el sistema de dientes de engranaje (15; 65) y una guía para el cojinete de contacto de rodamientos (5; 55) del segundo elemento de acoplamiento (3; 53) están formados por mecanizado o conformación del cuerpo de base de ese mismo elemento de acoplamiento; en donde

i) la guía para el cojinete de contacto de rodamientos (5; 55) está situada al mismo nivel que el sistema de dientes de engranaje (15; 65), y en donde

j) alojamiento (16; 66) se compone de dos partes, a saber una parte de alojamiento (17; 67) aproximadamente circular que está acoplada en el elemento de acoplamiento interior (2; 52), y una parte de alojamiento (28; 68) que se une al lado de extremo periférico (27) de la parte de alojamiento (17; 67) circular y - eventualmente con excepción de uno o varios ensanchamientos radiales (35) en la zona del o de los motores de accionamiento (10) - presenta una forma aproximadamente de envolvente cilíndrica,

k) en donde, además, el elemento de acoplamiento dentado (3; 53) está encerrado herméticamente por tres lados entre una entre una guía del elemento de acoplamiento no dentado (2; 52), las dos partes de alojamiento (17, 28; 67, 68) y las dos juntas de obturación, que están configuradas como anillos de obturación elásticos, cuyas fuerzas de compresión son muy bajas y, por lo tanto, apenas crean fuerzas de rozamiento,

l) y en donde grasa lubricante queda protegida de contaminantes en la zona del dentado (15; 65) gracias al alojamiento (16; 66).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque uno o ambos elementos de acoplamiento (2, 3) está o están formados como anillos o discos concéntricos, y los medios de sujeción están formados como orificios (6, 7) dispuestos en una configuración de corona, y en donde

a) la parte de alojamiento en forma de envolvente cilíndrica cubre todo el sistema de dientes de engranaje, de manera que ya sólo queda una estrecha rendija entre el elemento de acoplamiento dentado y la parte de alojamiento en forma de envolvente cilíndrica enfrentada al anterior, y

b) estando fijado en la circunferencia interior (32) del elemento de acoplamiento dentado (3) un anillo de obturación (33) al colocarlo en una ranura que se cierra sobre sí misma, que es presionada contra el lado de extremo inferior (34) del elemento de acoplamiento no dentado (2).

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la guía del cuerpo de rodamientos del elemento de acoplamiento dentado (53) está dispuesta en la superficie cilíndrica del mismo que se extiende opuestamente a su sistema de dientes de engranaje (65), terminando la zona del sistema de dientes de engranaje (65) del elemento de acoplamiento dentado (53) en una zona de acoplamiento (58) de este elemento de acoplamiento (53).

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la distancia de separación radial de los orificios de sujeción (56) del elemento de acoplamiento dentado (53) desde el fondo de la guía del cuerpo de rodamientos del elemento de acoplamiento dentado (53), está en correspondencia, de forma aproximada, con la distancia de separación radial de estos orificios (56) desde el fondo del sistema de dientes de engranaje (65), estando colocado un anillo de obturación (85), el cual con su periferia exterior realiza una obturación con respecto a la parte de alojamiento (68) en forma de envolvente cilíndrica, en una ranura (84) que se cierra sobre sí misma de un anillo metálico (79) del mismo diámetro, firmemente atornillado a la zona de acoplamiento (58) del elemento de acoplamiento dentado (53) el cual, en su periferia exterior, en la zona del sistema de dientes de engranaje (65), está provisto de un bisel (83) que discurre de forma aproximadamente tangencial a la periferia del tornillo sin fin de accionamiento que engrana con el sistema de dientes de engranaje (65), con el fin de evitar un contacto con el tornillo sin fin (62).

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los orificios de sujeción (6; 56) practicados en el elemento de acoplamiento dentado (53) están dotados de un roscado interno, estando colocado un anillo de obturación (85), el cual con su periferia exterior realiza una obturación con respecto a la parte de alojamiento (68) en forma de envolvente cilíndrica, en una ranura (84) que se cierra sobre sí misma de un anillo metálico (79) del mismo diámetro firmemente atornillado a la zona de acoplamiento (58) del elemento de acoplamiento dentado (53).

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los orificios de sujeción (6) del elemento de acoplamiento dentado (3) se han formado como orificios ciegos que se abren únicamente hacia su lado de extremo de acoplamiento, y cuya profundidad está comprendida entre y veces la altura total del elemento de acoplamiento dentado (3), en donde la parte de alojamiento (26) en forma de envolvente cilíndrica está soldada, pegada o atornillada a la parte de alojamiento (17) aproximadamente en forma de un anillo circular.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el fondo de los orificios de sujeción (6) del elemento de acoplamiento dentado (3) se encuentra situado aproximadamente al mismo nivel que la bóveda o campana mayor del elemento de acoplamiento dentado (3), como consecuencia de la guía practicada para el cojinete de contacto de rodamientos (5), estando firmemente soldada la parte de alojamiento (28) en forma de envolvente cilíndrica al lado de extremo periférico (27) de la parte de alojamiento (17) en forma de un anillo circular.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2, 6 ó 7, caracterizado porque la parte de alojamiento (16) que está fijada al elemento de acoplamiento no dentado (2) se extiende en la forma de un anillo circular (17) a lo largo de un lado de extremo (18) del elemento de acoplamiento dentado (3), paralelamente a éste último, en donde para el accionamiento giratorio del elemento de acoplamiento (3) con respecto al elemento de acoplamiento interno (2) con el sistema de dientes de engranaje (15) que rodea a la periferia exterior (14) del elemento de acoplamiento externo (3) engrana el piñón (12) el cual está fijado en un árbol accionado (11) paralelo al eje de giro del dispositivo (1) del motor de accionamiento (10) dispuesto radialmente por debajo de los dos elementos de acoplamiento (2, 3).

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2, 6, 7 u 8, caracterizado porque el espacio de separación (30) que queda entre la parte de alojamiento (28) y la circunferencia exterior (14) del elemento de acoplamiento dentado (3), por una parte, y el espacio de separación (4) situado por debajo del cojinete de bolas (5), por otra parte, son cerrados por medio de un anillo de obturación (31, 33) respectivo, en donde los anillos de obturación (31, 33) están fijos a superficies circunferenciales opuestas entre sí (14, 32) del elemento de acoplamiento dentado (3), y son presionados, en virtud de la elasticidad intrínseca de éstos, contra el lado inferior de la parte de alojamiento (28), por una parte, y contra el lado de extremo inferior (34) del elemento de acoplamiento no dentado (2), por otra parte.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 3, 4 ó 5, caracterizado por emplear grasa lubricante que se protege de los contaminantes gracias al alojamiento, estando previstas juntas de obturación a ambos lados de la junta (54) que proporciona acomodo a un cojinete de bolas (55) entre los dos elementos de acoplamiento (52, 53).


 

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