Acoplamiento hidráulico con antecámara de varias etapas.

Acoplamiento hidráulico (1, 17) que posee una rueda de álabes exterior (5) y un armazón (6),

que juntos conforman un espacio de trabajo (8) y que están dispuestas para girar en conjunto alrededor de un eje de rotación (L), una rueda de álabes interior (10) provista en el interior del espacio de trabajo (8), dispuesta para girar en relación a la rueda exterior (5) y al armazón (6) alrededor a un eje de rotación (L), además de por lo menos una antecámara (13, 18) acoplada para girar con la rueda exterior (5), en donde una zona radialmente externa de la antecámara (13, 18) comunica por un canal de entrada (16, 19) y una zona radialmente interna de la antecámara (13, 18) comunica por un canal de retorno (14) con el espacio de trabajo (8) caracterizado porque por lo menos una antecámara (13, 18) está acoplada por lo menos por dos canales de entrada distanciados uno de otro radialmente(15, 16) y /o por lo menos por un canal de entrada moldeado en forma de ranura que fundamentalmente se extiende en forma radial (19) con el espacio de trabajo (8).

Acoplamiento hidráulico con antecámara de varias etapas.

La presente invención hace referencia a un acoplamiento hidráulico con una rueda de álabes exterior y un armazón que juntos conforman un espacio de trabajo y que están dispuestos para girar en conjunto alrededor de un eje de rotación, una rueda de álabes interior provista en el interior del espacio de trabajo, dispuesta para girar en relación a la rueda exterior y al armazón alrededor a un eje de rotación, además de, al menos, una antecámara acoplada para girar con la rueda exterior, en donde una zona radialmente externa de la antecámara comunica por un canal de entrada y una zona radialmente interna de la antecámara comunica por un canal de retorno con el espacio de trabajo.

Tal acoplamiento hidráulico se describe, por ejemplo, en la patente GB-A-2 159 252.

Acoplamientos hidráulicos, también llamados acoplamientos hidrodinámicos, turboacopladores o acopladores de Föttinger, son conocidos en general y se emplean, por ejemplo, como acoplamientos de arranque o de sobrecarga para la transmisión del par motor de una maquina de accionamiento a una máquina conducida. Un acoplamiento hidráulico de este tipo se compone sencillamente de una rueda de álabes exterior, denominada bomba propulsora, que junto con un armazón conforman una carcasa, que está acoplada para girar con un árbol de transmisión. La carcasa rodea un espacio de trabajo lleno al menos parcialmente con un fluido de trabajo oleoso o acuoso. En el interior del espacio de trabajo se aloja una rueda de álabes secundaria, denominada turbina, que se encuentra acoplada para girar con un árbol de control dispuesto coaxialmente hacia el árbol de transmisión. Es una alternativa, que los acoplamientos hidráulicos estén provistos de un accionamiento interior, donde la rueda que se encuentra en el interior es la bomba y la rueda exterior la turbina.

En funcionamiento, una máquina motriz conectada al árbol de transmisión hace rotar la bomba propulsora, que transforma la energía mecánica en energía cinética del fluido de trabajo. En la turbina se transforma esta energía cinética de nuevo a energía mecánica, la que propulsa la turbina. Para generar el flujo circulatorio necesario del fluido de trabajo para el convertidor de par, en el espacio de trabajo, se requiere una diferencia en la velocidad, llamada deslizamiento nominal, entre la bomba y la turbina.

Dado que los acoplamientos hidráulicos limitan en un tramo de accionamiento mecánico el par de arranque y amortiguan las oscilaciones del par, se instalan sobre todo en accionamientos para cintas transportadoras, como por ejemplo, transportadores de cinta, elevadores de cangilones y transportadores de cadena, así como para excavadoras de rueda de cangilones, trituradoras, prensas de rodillo, mezcladoras, ventiladores grandes, bombas de alimentación de calderas, compresores grandes, centrifugadoras y en accionamientos auxiliares para molinos. Gracias al comportamiento de arranque que cuida los materiales se elevan sobre todo la vida útil de las máquinas conectadas.

A partir de la patente DE 33 18 462 A1 se conoce un acoplamiento hidráulico del tipo mencionado al principio. En este acoplamiento está desarrollada una antecámara en la carcasa del lado del accionamiento, que está acoplada por un canal de retorno radialmente interno y un canal de entrada radialmente externo, con el espacio de trabajo. El conducto del canal de entrada se puede regular por un control electrónico, con el fin de modificar el flujo de circulación del fluido de trabajo que pasa de la antecámara por el canal de entrada al espacio de trabajo. Para dirigir el control electrónico se necesitan unidades de medida y evaluación.

En estado de detención, el fluido de trabajo descansa estático en el acoplamiento hidráulico y llena el sector inferior del espacio de trabajo así como el sector inferior de la antecámara. Por medio del árbol de transmisión se hace rotar la bomba propulsora. Las fuerzas centrífugas impulsan, con el aumento del número de revoluciones, el fluido de trabajo a la pared radialmente externa del espacio de trabajo. Además el fluido de trabajo existente en la antecámara fluye con retraso por el canal de entrada al espacio de trabajo. En el arranque, el escaso nivel de llenado del fluido de trabajo en el espacio de trabajo permite que el acoplamiento hidráulico se ponga en marcha con un par de arranque más bajo.

En este diseño se percibe parcialmente desventajoso, que el acoplamiento hidráulico por sus componentes electrónicos resulte complicado y costoso de fabricar. Además los componentes electrónicos son propensos a fallas y deben alimentarse con corriente eléctrica.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención poner a disposición un acoplamiento hidráulico, libre lo máximo posible de mantenimiento, un par de arranque apropiado, que no presente valores máximos elevados y además que el proceso de arranque no se extienda en el tiempo demasiado y que logre una construcción compacta así como una fabricación sencilla y económica.

Dicho objeto se resuelve conforme a la presente invención, mediante un acoplamiento hidráulico del tipo mencionado al principio, que acopla por lo menos una antecámara con el espacio de trabajo por al menos dos canales de entrada distanciados radialmente uno de otro y/o al menos un canal de entrada moldeado en forma de ranura, que fundamentalmente se extiende en forma radial.

La presente invención se basa por lo tanto en la supervisión, modificando el flujo de circulación del fluido de trabajo, de la antecámara en el espacio de trabajo independientemente del propio nivel de llenado del fluido de trabajo en la antecámara.

Para dicho fin se propone en primer lugar conectar por lo menos una antecámara con el espacio de trabajo por al menos dos canales de entrada distanciados uno con otro radialmente. En marcha, el fluido de trabajo es impulsado por la fuerza centrífuga actuante a la pared externa de la antecámara. Al principio el nivel del fluido se encuentra por encima de los canales de entrada, de modo que el fluido de trabajo fluya por ambos canales de entrada al espacio de trabajo. Cuando el nivel del fluido en la antecámara desciende por debajo del nivel del canal de entrada radialmente interno, el fluido circula sólo por el canal de entrada radialmente externo al espacio de trabajo. Por consiguiente resulta que en el momento de arranque un flujo mayor de circulación del fluido de trabajo de la antecámara fluye en el espacio de trabajo; dicho flujo, estando en marcha, disminuye con un nivel de fluido descendente en la antecámara.

La invención propone alternativa o complementariamente, conectar por lo menos una antecámara por un canal moldeado en forma de ranura, que en lo fundamental se extiende radialmente. En marcha, el fluido de trabajo es impulsado por la fuerza centrífuga actuante a la pared externa de la antecámara. Al principio el nivel del fluido en la antecámara se encuentra por encima del canal de entrada con forma de ranura, de modo que el canal de entrada se inunda de fluido de trabajo. Durante el proceso de arranque el nivel del fluido desciende en la antecámara. Cuando el nivel del fluido de la antecámara desciende por debajo del borde radialmente interno, del canal de entrada con forma de ranura, se reduce la sección transversal inundada del canal de entrada. En consecuencia se reduce el flujo de circulación del fluido de trabajo de la antecámara al espacio de trabajo. Con la disminución del nivel del fluido aumenta el efecto de estrangulamiento del canal de entrada.

En resumen, una máquina de trabajo arranca con un flujo de fluido de trabajo de la antecámara con una latencia en el tiempo, con un par de arranque suficientemente alto sin valores máximos elevados y con, de esta manera, un par motor suave. Al principio, por el alto flujo de circulación del fluido de trabajo de la antecámara hacia el espacio de trabajo en el momento de arranque, un par motor grande, que por ejemplo debe estar configurado como par de arranque, puede ser superado también mediante el aumento del par del acoplamiento hidráulico. Con un número de revoluciones creciente baja el nivel del fluido, dependiendo del tiempo, en la antecámara, disminuyendo así el flujo de circulación del fluido de trabajo de la antecámara hacia el espacio de trabajo. Aparte de esto, el desarrollo de la curva característica del par puede ser determinada con mucha exactitud por el cambio del número de canales de entrada distanciados uno con otro radialmente y por la elección de la sección transversal, que pueden aceptar todo tipo de formas geométricas, especialmente una circular, rectangular o en forma de ranura.

Si se prefiere pueden estar... [Seguir leyendo]

1. Acoplamiento hidráulico (1, 17) que posee una rueda de álabes exterior (5) y un armazón (6) , que juntos conforman un espacio de trabajo (8) y que están dispuestas para girar en conjunto alrededor de un eje de rotación (L) , una rueda de álabes interior (10) provista en el interior del espacio de trabajo (8) , dispuesta para girar en relación a la rueda exterior (5) y al armazón (6) alrededor a un eje de rotación (L) , además de por lo menos una antecámara (13, 18) acoplada para girar con la rueda exterior (5) , en donde una zona radialmente externa de la antecámara (13, 18) comunica por un canal de entrada (16, 19) y una zona radialmente interna de la antecámara (13, 18) comunica por un canal de retorno (14) con el espacio de trabajo (8) caracterizado porque por lo menos una antecámara (13, 18) está acoplada por lo menos por dos canales de entrada distanciados uno de otro radialmente (15, 16) y /o por lo menos por un canal de entrada moldeado en forma de ranura que fundamentalmente se extiende en forma radial (19) con el espacio de trabajo (8) .

2. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda exterior (5) con un árbol de transmisión (2) está acoplada para girar con la rueda interior (10) con un árbol de accionamiento (3)

3. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque está provisto de canales de entrada (15, 16) distanciados uno de otro radialmente, donde respectivamente un canal de entrada (15) colocado más radialmente interno presenta un gran conducto como un canal de entrada (16) colocado más radialmente externo.

4. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque está provisto de un canal de entrada moldeado en forma de ranura (19) , donde la relación entre altura y ancho intermedio asciende a

4:1 o más.

5. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque presenta por lo menos un canal de entrada moldeado en forma de ranura (19) de ancho variable.

6. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el ancho del canal de entrada moldeado en forma de ranura (19) aumenta a medida que disminuye la distancia hacia el eje de rotación (L) .

7. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el ancho del canal de entrada moldeado en forma de ranura (19) aumenta en forma continua a medida que disminuye la distancia hacia el eje de rotación (L) .

8. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque por lo menos una antecámara (13, 18) comunica con un espacio de trabajo por varios canales de entrada, dispuestos a la misma distancia del eje de rotación (L) .

9. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está provisto de varias antecámaras separadas una de otra en dirección periférica.

10. Acoplamiento hidráulico (1, 17) de acuerdo con reivindicaciones de 1 a 8, caracterizado porque una antecámara (13, 18) presenta un espacio interior en forma de anillo.

11. Acoplamiento hidráulico (20, 30) con una rueda de álabes exterior (5) y un armazón (6) , que juntos conforman un espacio de trabajo (23) y que están dispuestas para girar alrededor de un eje de rotación (L) , otra rueda de álabes interior (10) provista en el interior del espacio de trabajo (23) , dispuesta para girar en relación a la rueda exterior (5) y a la (6) alrededor a un eje de rotación (L) , además de por lo menos una antecámara (22) acoplada para girar con la rueda exterior (5) , en donde una zona radialmente externa de la antecámara (22) comunica por un canal de entrada (28, 31) y una zona radialmente interna de la antecámara (22) comunica por un canal de retorno (26) con el espacio de trabajo (23) de acuerdo con reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque el lado del espacio de trabajo opuesto a la antecámara (22) está provisto de por lo menos otra antecámara adicional (24) y acoplado para girar con la rueda exterior (5) , cuya zona radialmente externa comunica por un canal de entrada (29, 32) , y cuya zona radialmente interna comunica por un canal de retorno (27) con el espacio de trabajo (23) y que los canales de entrada (28, 31, 29, 32) del lado opuesto del espacio de trabajo (23) de la antecámara (22, 24) están distanciados uno de otro radialmente, y/o presentan diferente tamaño de conducto.

12. Acoplamiento hidráulico (20, 30) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque las antecámaras (22, 24) situadas una enfrente de otra poseen respectivamente un espacio interior en forma de anillo.