Dispositivo para el acoplamiento retorcible de dos elementos de conexión coaxiales.

Dispositivo (1; 1'; 1") para el acoplamiento retorcible de dos elementos de conexión (2,

3) coaxiales, de los cualesal menos uno está conformado como un anillo circular, y que presentan cada uno al menos una superficie anular decara, en cada caso, a la respectiva superficie del otro elemento de conexión (2, 3), pero que, sin embargo, estádistanciado de la misma mediante un intersticio (4), de modo que los elementos de conexión son retorcibles ensentidos opuestos sobre un eje imaginario en el centro del elemento anular de conexión (2, 3) y aproximadamenteperpendiculares respecto del plano del anillo, estando dispuesto en el intersticio (4) entre los dos elementos deconexión (2, 3) un cojinete configurado como rodamiento de una o más hileras para la absorción de cargas radialesy axiales y pares de vuelco y estando en al menos una cara frontal (6, 7, 21, 23) de al menos un elemento deconexión (2, 3) dispuesto de manera coronaria medios de sujeción para la fijación de dicho elemento de conexión (2,3) a una parte del sistema, y teniendo, además, al menos un elemento anular de conexión (2, 3) en su superficie (14,20) opuesta al intersticio (4) un collar plano circunferencial continuo (15) que presenta una sección transversaloblonga o alargada y se extiende, alejándose, desde el intersticio (4) hasta un borde circunferencial periférico (19)de extremo libre, caracterizado porque

a) el collar plano (15) presenta en el sector de su borde circunferencial periférico (19) un sector engrosado (17) queestá conectado, por medio de un puente (16), más delgado respecto del mismo, con el respectivo elemento anularde conexión (2, 3), estando

b) el intersticio (4) entre los dos elementos anulares de conexión (2, 3) sellado a lo largo de al menos un sector deboca de forma lineal, en particular en ambos sectores de boca, mediante al menos un elemento anular de sellado(10, 11).

Dispositivo para el acoplamiento retorcible de dos elementos de conexión coaxiales La invención está dirigida a un dispositivo para el acoplamiento retorcible de dos elementos de conexión coaxiales, de los cuales al menos uno está conformado como un anillo circular, y que presentan cada uno al menos una superficie anular de cara, en cada caso, a la respectiva superficie del otro elemento de conexión, pero que, sin embargo, está distanciado de la misma mediante un intersticio, de modo que los elementos de conexión son retorcibles en sentidos opuestos sobre un eje imaginario (eje de rotación) en el centro del elemento anular de conexión y aproximadamente perpendiculares respecto del plano del anillo, estando en el intersticio dispuesto entre los dos elementos de conexión un cojinete configurado como rodamiento de una o más hileras para la absorción de cargas radiales y axiales y pares de vuelco.

Tales acoplamientos rotativos son usados en los más diversos campos y en las más diversas dimensiones. Si todavía se piensa en “rodamientos a elementos rodantes” en anillos recíprocamente concéntricos con un diámetro de algunos centímetros existen, entretanto, tales acoplamientos rotativos de cuerpos rodantes en tamaños de hasta un diámetro de 8 metros. La circunferencia es, entonces, de aproximadamente 25 metros, o sea comparable con la longitud de un vagón de tren de pasajeros. Por otro lado, en la mayoría de los casos la sección transversal de un anillo no debe superar, por razones de peso, una magnitud de 100 a 200 centímetros cuadrados. Estos anillos delicados son, inherentemente, no lo suficientemente rígidos para, por ejemplo, poder actuar contra deformaciones elípticas, en particular también porque durante el funcionamiento se pueden presentar enormes fuerzas y/o momentos de torsión. La mayoría de las veces, cada uno de los dos anillos tienen una pluralidad de taladros de fijación dispuestos en forma coronaria, con lo cual es fijado por adherencia friccional a una estructura de soporte, Esta estructura de soporte debe estar, entonces, en condiciones de absorber las fuerzas de deformación presentadas y soportarlas sin deformaciones perceptibles. Si la misma, por el motivo que fuese, no es capaz de proporcionar la rigidez mecánica necesaria, es casi imposible que las fuerzas sean introducidas a los anillos o absorbidas por los mismos para contraponerse a una deformación indeseada, y el diseñador pertinente es confrontado con un problema estructural casi insoluble.

A partir de estas desventajas del estado actual de la técnica descrito resulta la problemática iniciadora de la invención de perfeccionar un acoplamiento rotativo de clase genérica de tal manera que sea posible introducir fuerzas a los anillos o que los mismos absorban fuerzas, adicionalmente a las superficies de conexión previstas para ello en las que se realiza una unión por adherencia friccional, en cada caso, con una estructura de soporte, o que sean absorbidas por los mismos fuerzas, para de este modo actuar contra una deformación no deseada, por ejemplo elíptica, de los anillos.

La solución del problema presentado se consigue por el hecho de que al menos un elemento anular de conexión tiene en su superficie opuesta al intersticio un collar plano circunferencial continuo que presenta una sección transversal oblonga o alargada y se extiende, alejándose, desde el intersticio hasta un borde circunferencial periférico de extremo libre.

En este caso, un collar de este tipo no cubre la superficie de conexión del anillo respectivo, de manera que su montaje no es obstaculizado. Por otra parte, el collar está en contacto con, y soporta, un anillo del acoplamiento rotativo, o sea que con el mismo puede intercambiar fuerzas. Además, el collar, particularmente mediante su borde circunferencial periférico de extremo libre y con sectores superficiales adyacentes, forma una manera conveniente de absorber fuerzas y/o pares de torsión, de vuelco o de flexión o intercambiarlas con una o más dispositivos. En particular en el caso de un cojinete axial, un collar plano según la invención podría estar configurado como un mandil circunferencial continuo o una superficie exterior cilíndrica de tambor; sin embargo, en general, no conformará una superficie exterior cilíndrica ni una superficie exterior conocilíndrica, sino que estará configurado como anillo circular plano cuyo plano está atravesado perpendicularmente por el eje de rotación del cojinete.

La invención permite, en particular, un perfeccionamiento en el sentido de que al menos una parte del collar plano, en particular en el sector próximo a su borde circunferencial periférico, está/n configurado/s como superficie/s de contacto simétrico/s por rotación para zapatas de freno. A semejanza de un freno de disco, con zapatas de freno de este tipo se puede generar una fuerza de frenado entre los anillos. Por esta vía es posible realizar con medios sencillos un freno de enclavamiento o, incluso, un freno de acción dinámica para, en caso de necesidad, frenar de manera activa y rápida una rotación relativa entre los anillos. De esta manera es posible, por ejemplo en grandes instalaciones, eliminar la necesidad de costosos convertidores de frecuencia con sistemas de recuperación de energía o similares.

En relación con ello, es necesario que la superficie del borde circunferencial periférico, es decir libre, del collar según la invención no sea lisa. También podría presentar una estructura regular o irregular, por ejemplo nervaduras equidistantes o similares. Sin embargo, debería prestarse atención a que el anillo esté, como un todo, bastante balanceado.

Por el hecho de que el collar plano está conformado en una pieza con el elemento anular de conexión respectivo, también es posible transmitir, sin dificultades, grandes fuerzas (de frenado) al anillo conectado.

Ha quedado demostrado como conveniente que la distancia radial entre el borde circunferencial periférico del collar y la pista de guía de cuerpos rodantes más próxima sea menor que la distancia de dicha pista de guía de cuerpos rodantes del eje de rotación del cojinete. Una regla dimensional de este tipo asegura que la extensión del espesor del collar circunferencial continuo, medida radialmente respecto del eje de rotación, es pequeña en comparación con el diámetro del cojinete y, consecuentemente, no menoscaba de esta manera los modos de funcionamiento de las demás piezas y dispositivos de la máquina respectiva.

La invención recomienda disponer el collar plano en una superficie circunferencial del respectivo elemento anular de conexión opuesta al intersticio. Allí se puede extender directamente en sentido radial, alejándose de la superficie circunferencial respectiva.

Además, la invención prevé que el collar plano presente la forma de un disco.

Se ha demostrado como conveniente que el collar plano se extienda a lo largo de un plano.

En este caso, se ha previsto, además, que el plano del collar plano sea atravesado perpendicularmente por el eje de rotación del cojinete.

Otra optimización experimenta la invención porque el collar plano presenta en el sector de su borde circunferencial periférico un sector engrosado que está conectado, por medio de un puente más delegado respecto del mismo, con el respectivo elemento anular de conexión. Este sector engrosado tiene una mayor rigidez que el puente que se extiende desde del mismo al elemento anular de conexión real. En suma, todos estos tres elementos -sector más grueso o más delgado del collar circunferencial continuo y del elemento anular de conexión mismo- tienen, aproximadamente, una sección transversal a través de su circunferencia en la forma de una H. En este caso, el puente central en forma de disco circular experimenta mediante engrosamientos circunferenciales continuos en sus dos líneas circunferenciales anulares -con lo cual un engrosamiento es formado por el elemento de conexión real mismo- un refuerzo considerable, similar al de un perfil con sección transversal en I, al mismo tiempo con un aumento de peso mínimo.

Las dos superficies delimitantes recíprocamente opuestas del sector engrosado, en particular sus caras superior e inferior, deberían extenderse paralelas una respecto de la otra. De este modo es posible simplificar grandemente la fabricación y, dado el caso, un dispositivo de frenado, porque los discos de un espesor constante y zapatas del freno en contacto con los mismos son relativamente sencillos de fabricar.

Lo mismo es válido para las dos superficies delimitadoras, recíprocamente opuestas, del sector engrosado en el borde circunferencial periférico con el puente que une el respectivo elemento anular de conexión, en particular su cara... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1; 1’; 1”) para el acoplamiento retorcible de dos elementos de conexión (2, 3) coaxiales, de los cuales al menos uno está conformado como un anillo circular, y que presentan cada uno al menos una superficie anular de cara, en cada caso, a la respectiva superficie del otro elemento de conexión (2, 3) , pero que, sin embargo, está distanciado de la misma mediante un intersticio (4) , de modo que los elementos de conexión son retorcibles en sentidos opuestos sobre un eje imaginario en el centro del elemento anular de conexión (2, 3) y aproximadamente perpendiculares respecto del plano del anillo, estando dispuesto en el intersticio (4) entre los dos elementos de conexión (2, 3) un cojinete configurado como rodamiento de una o más hileras para la absorción de cargas radiales y axiales y pares de vuelco y estando en al menos una cara frontal (6, 7, 21, 23) de al menos un elemento de conexión (2, 3) dispuesto de manera coronaria medios de sujeción para la fijación de dicho elemento de conexión (2, 3) a una parte del sistema, y teniendo, además, al menos un elemento anular de conexión (2, 3) en su superficie (14, 20) opuesta al intersticio (4) un collar plano circunferencial continuo (15) que presenta una sección transversal oblonga o alargada y se extiende, alejándose, desde el intersticio (4) hasta un borde circunferencial periférico (19) de extremo libre, caracterizado porque a) el collar plano (15) presenta en el sector de su borde circunferencial periférico (19) un sector engrosado (17) que está conectado, por medio de un puente (16) , más delgado respecto del mismo, con el respectivo elemento anular de conexión (2, 3) , estando b) el intersticio (4) entre los dos elementos anulares de conexión (2, 3) sellado a lo largo de al menos un sector de boca de forma lineal, en particular en ambos sectores de boca, mediante al menos un elemento anular de sellado (10, 11) .

2. Dispositivo (1; 1’, 1”) según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos una parte del collar plano (15) , en particular en el sector próximo a su borde circunferencial periférico (19) , está configurada como superficie/s de contacto (18) simétrico/s por rotación para zapatas de freno.

3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la distancia radial entre el borde circunferencial periférico (19) del collar (15) y la pista de guía para cuerpos de rodadura (5) más próxima es menor que la distancia de dicha pista de guía de cuerpos rotativos del eje de rotación del cojinete (1) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el collar plano (15) está conformado en una pieza con el elemento anular de conexión (2, 3) respectivo.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el collar plano (15) está dispuesto en una superficie circunferencial (14, 20) del respectivo elemento anular de conexión (2, 3) opuesta al intersticio (4) .

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el collar plano (15) presenta la forma de un disco y/o se extiende a lo largo de un plano que, preferentemente, es atravesado perpendicularmente por el eje de rotación del cojinete (1) .

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las dos superficies delimitantes

(18) recíprocamente opuestas del sector engrosado (17) , en particular sus caras superior e inferior, y/o las dos superficies delimitantes recíprocamente opuestas del puente (16) que conecta el sector engrosado (17) en el borde circunferencial periférico (19) con el elemento anular de conexión (2, 3) respectivo, en particular sus caras superior e inferior, se extienden de manera paralela una respecto de la otra.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las longitudes de la sección transversal del sector engrosado (17) , por un lado, y del puente (16) , por otro lado, son aproximadamente de igual tamaño:

donde IpB = longitud de la sección transversal del sector periférico engrosado; ISt = longitud de la sección transversal del puente entre el sector periférico engrosado y el respectivo elemento anular

de conexión; k1 = por ejemplo 0, 25, preferentemente 0, 2, en particular 0, 15.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la extensión paralela al sentido longitudinal de la sección transversal del sector engrosado (17) del elemento anular de conexión (2, 3) al que está conectado es, aproximadamente, igual o mayor que la longitud del sector engrosado (17) : donde IrA = extensión longitudinal del collar plano del elemento anular de conexión conectado con el collar plano, paralela al sentido longitudinal de la sección transversal.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la extensión paralela al sentido longitudinal de la sección transversal del sector engrosado (17) del elemento anular de conexión (2, 3) al que está conectado es, aproximadamente, menor o, aproximadamente, igual a la longitud de la sección transversal del collar plano (15) :

donde IfA = longitud del collar plano (IfA = IpB + ISt)

k2 = por ejemplo, 0, 85, preferentemente 0, 9, en particular 0, 95.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sector engrosado periférico (17) es al menos el doble de grueso que el puente (16) que comunica a aquel con el elemento anular de conexión (2, 3) respectivo, preferentemente al menos 2, 5 veces su grosor, en particular 3 veces su grosor.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en el/los sector/es de transición del puente (16) a la superficie adyacente del sector engrosado (17) , por un lado, y/o del correspondiente elemento anular de conexión (2, 3) , por otro lado, el/los radio/s de curvatura seccional/es es/son mayor/es que 1 mm, preferentemente mayor/es que 2 mm, en particular mayor/es que 3 mm.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la distancia, medida en sentido del eje de rotación del cojinete (1) , del collar plano (15) respecto de la superficie de conexión (6, 7) preferente del elemento anular de conexión (2, 3) conectado con el mismo es igual o mayor que su distancia a la cara frontal (21, 23) opuesta del elemento de conexión (2, 3) respectivo.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un dentado (22) dispuesto en la superficie circunferencial (14, 20) del cojinete (1) opuesta al collar plano (15) y/o en un elemento anular de conexión (2, 3) no conectado en una pieza con el collar plano (15) , o en una parte separada de esta manera del collar plano.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los medios de fijación dispuestos de manera coronaria están conformados, preferentemente, como taladros (8, 9) .