Unidad de accionamiento presentando al menos un grado de transmisión.

Una unidad de accionamiento que comprende al menos un grado de transmisión (Ü) y un elemento propulsor (4) para la técnica de accionamiento con alta densidad de potencia,

- un elemento (8) y - un elemento receptor (14), - en donde se produce una multiplicación y una transmisión de un par de fuerzas entre el elemento propulsor (4) y el elemento receptor (14) a través de una pluralidad de segmentos de diente radialmente móviles (10), en donde el elemento propulsor (4) está configurado como accionamiento eléctrico para el grado de transmisión (Ü), caracterizada porque el elemento propulsor (4) como elemento de accionamiento eléctrico y dicho por lo menos un grado de transmisión (Ü) están dispuestos en forma mutuamente coaxial y se encuentran ubicados radialmente en un plano común (E), en donde el elemento propulsor (4) está configurado como elemento rotor eléctricamente accionado y se encuentra dispuesto coaxialmente en una caja (1) configurada como estator (2) .

Unidad de accionamiento presentando al menos un grado de transmisión La presente invención se refiere a una unidad de accionamiento de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación 1.

Las unidades de accionamiento convencionales son conocidas y ofrecidas en el mercado en diferentes formas y realizaciones. Así, por ejemplo, en el documento GB 153 982 se muestra un engranaje de transmisión. Allí, por medio de un árbol motor que es accionado por un motor eléctrico, se impelen diversos elementos ubicados en una abertura. Adicionalmente, también se muestran transmisiones correspondientes según los documentos US 2003/047025 y GB 400 282.

En el estado de la técnica, diferentes engranajes con distintos grados de transmisión normalmente son conectados a motores eléctricos convencionales, de acuerdo con las correspondientes especificaciones de los clientes y los respectivos requisitos de potencia.

La desventaja es que un espacio constructivo es muy limitado, que los costes de fabricación se incrementan mucho por las dos formas de caja, y que se requieren demasiados rodamientos, lo cual causa pérdidas por fricción, etc.

Asimismo se conocen unidades de accionamiento en las que partes de engranaje y partes de los accionamientos eléctricos están fundidas entre sí al menos parcialmente, de tal manera que partes de la fase de accionamiento de un accionamiento eléctrico ya están formados como fase de accionamiento o elemento de un engranaje directamente acoplado o de un grado de transmisión. También aquí son limitadas las potencias de tales engranajes con tamaños de reconstrucción muy grandes.

Como unidades de accionamiento también se conocen generadores, en donde un par de fuerzas es transmitido a un generador, bien sea directamente o a través de un engranaje acoplado previo, para producir corriente eléctrica en el generador.

Por el documento GB 153982, el cual representa el estado más reciente de la técnica, se conoce una unidad de accionamiento con las características del concepto genérico de la reivindicación 1.

También esta clase de unidades de accionamiento deben ser abarcadas por el concepto genérico general.

El objetivo de la presente invención consiste en crear una unidad de accionamiento con un accionamiento eléctrico que elimine las desventajas previamente mencionadas de las unidades de accionamiento convencionales, en donde se quiere asegurar la obtención de pares de fuerza muy elevados con un óptimo aprovechamiento de un espacio constructivo y reducción simultánea del diámetro y la longitud de construcción. Adicionalmente se quiere hacer posible una muy elevada densidad de potencia y compacidad con el menor grado posible de espacio de montaje y peso.

Dicho objetivo se resuelve a través de las características enunciadas en la reivindicación 1, así como en las reivindicaciones subordinadas.

Adicionalmente, de acuerdo con el estado de la técnica se sabe que bajo el término "unidades de accionamiento" se deben entender unidades en los que el momento propulsor es transmitido de un accionamiento eléctrico a un grado de transmisión, a fin de transmitir el momento propulsor del accionamiento eléctrico en grados de transmisión seleccionables.

Asimismo, en el marco del concepto genérico general del elemento propulsor también debe incluirse el hecho de que también es posible el camino inverso, en donde un momento propulsor introducido a través de un grado de transmisión o un engranaje es transmitido en grados de transmisión seleccionables para impulsar un generador para la generación de corriente eléctrica. Ambas formas de realización deben ser entendidas bajo el concepto genérico de la unidad de accionamiento en la presente invención.

En la presente invención ha resultado particularmente conveniente crear una unidad de accionamiento, en donde en una caja externa se encuentra provisto un estator, o en donde la caja externa está configurada como estator.

Coaxialmente dentro de la caja o del estator, respectivamente, se encuentra alojado en forma coaxial rotativa el elemento propulsor propiamente dicho, presentando una correspondiente pluralidad de excitadores de campo magnético dispuestos radialmente por fuera, en particular imanes permanentes o imanes activamente excitables, tales como bobinas o similares, que pueden ser accionados a través del estator para producir el movimiento rotativo del elemento propulsor.

En este contexto se provee un motor eléctrico con un diámetro exterior extremadamente grande, el cual sirve para la transmisión de pares de fuerza muy grandes al elemento propulsor.

El elemento propulsor sirve al mismo tiempo debido a su contorno interno como accionamiento para el engranaje coaxial, para el accionamiento directo o indirecto de varios segmentos de diente alojados en forma radialmente móvil en un elemento, los cuales engranan con un elemento propulsor interior con dentado exterior.

De esta manera, con el diámetro muy grande el calor puede ser disipado muy fácilmente hacia el exterior a través de la caja o del estator, respectivamente, en donde debido al gran diámetro se produce además una elevada transmisión del par de fuerzas del accionamiento eléctrico integrado, el cual está formado entre el elemento propulsor y la caja, sobre el elemento rígido con los segmentos de diente insertados para producir una transmisión al elemento propulsor.

Mediante la construcción de la unidad motriz de acuerdo con la invención, es posible una integración total del accionamiento o del grado de transmisión, respectivamente, dentro del accionamiento eléctrico, o del accionamiento eléctrico dentro del engranaje, respectivamente, lo cual permite obtener una considerable reducción de la longitud constructiva en comparación con las combinaciones estándar de motor-engranaje.

Adicionalmente se mejora la densidad de potencia debido al gran diámetro del accionamiento eléctrico. Un árbol hueco como elemento propulsor puede ser fabricado con un diámetro sustancialmente mayor, lo cual también es importante.

Otras ventajas, características y detalles de la presente invención se podrán apreciar basado en la siguiente descripción de ejemplos de realización expuestos con referencia a las figuras, en las cuales:

Las figuras 1a y 1b son vistas superiores en representación esquemática de unidades de accionamiento convencionales para la transmisión y multiplicación de pares de fuerza con accionamientos eléctricos.

La figura 2 es una sección transversal representada en forma esquemática a través de una unidad de accionamiento de acuerdo con la presente invención.

La figura 3 es una sección longitudinal representada en forma esquemática a través de la unidad de accionamiento de acuerdo con la presente invención según la figura 2.

De acuerdo con la Fig. 1a, una unidad de accionamiento convencional presenta un accionamiento eléctrico, en particular de un motor eléctrico Mo, así como por lo menos un engranaje acoplado G.

En este contexto es posible ensamblar los más diversos engranajes G con los más diversos motores Mo, incluso con grados de transmisión diferentes, con el fin de obtener el número de revoluciones, los pares de fuerza y los niveles de potencia deseados. Una desventaja es que el peso total, los costes de producción y la longitud de construcción no están optimizados en relación a la potencia.

Adicionalmente, en el estado de la técnica se conocen unidades de accionamiento, según se esbozan en la Fig. 1b, que también están formadas por un accionamiento eléctrico, en particular un motor Mo y un engranaje G, en donde distintos elementos constructivos en el lado de salida del motor se encuentran fundidos con elementos constructivos en el lado de accionamiento del engranaje.

Sin embargo, esto todavía no es una solución óptima para reducir el peso total, referido a la potencia total.

De acuerdo con la Fig. 2, una unidad de accionamiento R de acuerdo con la presente invención, destinada a la técnica de accionamiento industrial con alta densidad de potencia, presenta una caja 1, la cual está configurada como estator 2. La caja 1, en particular el estator 2, tiene una configuración en forma de anillo y presenta una pluralidad de bobinas excitadoras 3 (sólo sugeridas aquí) , las cuales se encuentran distribuidas en forma radialmente orientada hacia adentro.

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1. Una unidad de accionamiento que comprende al menos un grado de transmisión (Ü) y un elemento propulsor (4) para la técnica de accionamiento con alta densidad de potencia,

- un elemento (8) y

- un elemento receptor (14) ,

- en donde se produce una multiplicación y una transmisión de un par de fuerzas entre el elemento propulsor

(4) y el elemento receptor (14) a través de una pluralidad de segmentos de diente radialmente móviles (10) , en donde el elemento propulsor (4) está configurado como accionamiento eléctrico para el grado de transmisión (Ü) , caracterizada porque el elemento propulsor (4) como elemento de accionamiento eléctrico y dicho por lo menos un grado de transmisión (Ü) están dispuestos en forma mutuamente coaxial y se encuentran ubicados radialmente en un plano común (E) , en donde el elemento propulsor (4) está configurado como elemento rotor eléctricamente accionado y se encuentra dispuesto coaxialmente en una caja (1) configurada como estator (2) .

2. Una unidad de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento propulsor (4) sirve como accionamiento eléctrico para dicho por lo menos un grado de transmisión (Ü) y al mismo tiempo constituye el lado de salida del accionamiento eléctrico.

3. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el elemento propulsor (4) presenta un contorno interior (7) .

4. Una unidad de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el contorno interior (7) del elemento propulsor (4) está configurado en forma de polígono.

5. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada porque dentro del elemento propulsor (4) se encuentra insertado coaxialmente un elemento (8) con una pluralidad de segmentos de diente (10) radialmente móviles e insertados en guías (9) .

6. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque los segmentos de diente (10) son accionados con el contorno interior (7) del elemento propulsor (4) directamente o a través de un elemento intermedio (13) , para accionar en forma multiplicada un elemento receptor

(14) dispuesto coaxialmente dentro del elemento (8) , en particular dentro de los segmentos de diente (10) .

7. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque el elemento receptor (14) presenta un dentado exterior (15) .

8. Una unidad de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque los segmentos de diente

(10) engranan radialmente, individualmente o en grupos, en los respectivos dentados exteriores (15) del elemento propulsor (14) para producir una multiplicación.

9. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizada porque el elemento receptor (14) está configurado como eje o como árbol hueco con un dentado exterior (15) .

10. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 6 hasta 9, caracterizada porque el elemento intermedio (13) está configurado como anillo de cojinete intermedio, en forma de rodamiento o cojinete de deslizamiento segmentado.

11. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizada porque el elemento propulsor (4) del grado de transmisión presenta una pluralidad de excitadores de campo magnético (5) dispuestos radialmente en el exterior.

12. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 12, caracterizada porque la caja (1) está configurada como estator (2) , en el cual se encuentra dispuesta una pluralidad de bobinas excitadoras (3) para accionar el elemento propulsor (4) dotado con excitadores de campo magnético (5) en forma rotativa alrededor de un eje central (M) .

13. Una unidad de accionamiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 12, caracterizada porque un montaje con rodamiento del elemento propulsor (4) entre el elemento receptor (14) y el elemento (8) se realiza a través de elementos de cojinete (16.1, 16.2) .