ES2281568T3 - Dispositivo de acoplamiento de garras. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de acoplamiento de dos árboles (2, 3) destinados para girar con relación a una caja (4), en la prolongación uno del otro sustancialmente alrededor de un eje (1), comprendiendo el dispositivo una garra (9) que permite a uno de los árboles (3) arrastrar el otro (2) y medios de desenganche que permiten desacoplar la garra (9) de una posición enganchada a una posición desenganchada, comprendiendo los medios de desenganche un tornillo solidario de uno de los árboles (3), una tuerca solidaria de un volante (19) y que coopera con el tornillo (17), siendo el tornillo (17) y la tuerca (18) de eje sustancialmente confundido con el eje (1) de rotación de los árboles (2, 3), un freno (23) de la rotación del volante (19) con relación a la caja (4), en posición enganchada, aflojando el frenado del volante (19) la tuerca (18) del tornillo (17) y arrastrando uno de los árboles (3) en traslación según el indicado eje (1) con el fin de desacoplar la garra (9), comprendiendo el freno (23) un elemento de fricción (25) destinado para frotar contra una superficie (26) del volante (19) en el frenado y medios (27) para accionar el freno (23), caracterizado porque el elemento de fricción (25) está formado por un muelle helicoidal (25) cuyo diámetro interior es variable en función de la tensión del muelle helicoidal (25), con el fin de ponerse en contacto con la superficie (26) del volante (19) en el frenado.
Description
Dispositivo de acoplamiento de garras.
La invención se refiere a un dispositivo de
acoplamiento de dos árboles destinados a girar en la prolongación
uno del otro, según el preámbulo de la reivindicación 1. Un
dispositivo de este tipo es conocido por ejemplo por el documento
US-2.509.813. Una garra asegura el acoplamiento de
los dos árboles. Una garra comprende generalmente dientes o garras
pertenecientes a cada uno de los dos árboles. Cuando los dientes (o
las garras) cooperan entre sí, los dos árboles se acoplan. Un
dispositivo de acoplamiento de garras comprende igualmente medios
para separar los dientes de cada árbol con el fin de desacoplarlos.
Estos medios se denominarán medios de desenganche en lo que sigue
de la descripción.
Medios conocidos de desenganche necesitan la
detención del giro de los dos árboles así como una fuerza exterior
importante que permita separar los dientes. En efecto, los dientes
se mantienen generalmente en contacto por medio de un muelle y por
consiguiente es necesario vencer la fuerza de este muelle para su
desenganche.
La invención tiene por objeto paliar estas
dificultades proponiendo un dispositivo de acoplamiento de garras
en el cual los medios de desenganche puedan desacoplar los árboles
incluso cuando estos se encuentran en rotación. El permitir un
desacoplamiento en rotación permite utilizar los medios de
desenganche como órgano de seguridad. Permiten desacoplar
rápidamente sin esperar la detención del giro.
A este respecto, la invención tiene por objeto
un dispositivo de acoplamiento de dos árboles destinados para girar
con relación a una caja, en la prolongación uno del otro
sustancialmente alrededor de un eje, como se ha descrito en la
reivindicación 1.
La invención permite, además, reducir
considerablemente la fuerza necesaria para el desenganche. Gracias a
la invención, la fuerza necesaria para la separación de los dientes
de la garra ya no es proporcionada por medios exteriores al
dispositivo sino por el dispositivo propiamente dicho y, más
precisamente, por la energía de rotación de los árboles.
La invención permite igualmente reducir de forma
importante la masa de los medios de desenganche y aumentar su
compacidad.
La invención se comprenderá mejor y otras
ventajas aparecerán con la lectura de la descripción detallada de
un modo de realización de la invención dado a título de ejemplo,
descripción ilustrada por el dibujo adjunto en el cual:
\bullet la figura 1 representa un dispositivo
de acoplamiento en posición enganchada,
\bullet la figura 2 representa el dispositivo
de acoplamiento en posición desenganchada,
\bullet la figura 3 representa en vista
ampliada el freno del dispositivo de acoplamiento.
Para simplificar lo que sigue de la descripción,
los mismos elementos llevarán las misas referencias en las
diferentes figuras.
En la figura 1, un dispositivo de acoplamiento
se encuentra representado en sección según un plano que comprende
un eje 1 alrededor del cual dos árboles 2 y 3 pueden girar con
relación a una caja 4. El árbol 3 es por ejemplo el de un rotor de
un motor eléctrico. Un cojinete giratorio que comprende por ejemplo
un rodamiento 7 permite el giro del árbol 3 con relación a la caja
4, realizándose la rotación alrededor del eje 1. El árbol 2 permite
por ejemplo acoplar el motor eléctrico a una caja relé (no
representada) por mediación de acanaladuras 8.
Una garra 9 permite acoplar y desacoplar los
árboles 2 y 3. Según el ejemplo representado, la garra 9 comprende
una primera serie de dientes 10 solidarios del árbol 2 y una segunda
serie de dientes 11 solidarios de un extremo 12 del árbol 3. El
extremo 12 es móvil en translación según el eje 1 con relación al
árbol 3. Una conexión en rotación del extremo 12 según el eje 1 con
relación al árbol 3 es asegurada por medio de acanaladuras 13. Los
dientes 10 y los dientes 11 cooperan entre si con el fin de asegurar
el arrastre del árbol 2 por el árbol 3 cuando el dispositivo de
acoplamiento se encuentra en posición enganchada. Se entiende que la
invención no se limita al arrastre del árbol 2 con relación al
árbol 3. A la inversa es igualmente posible por ejemplo si el motor
eléctrico es utilizado en la modalidad de generador de corriente
eléctrica.
Un muelle helicoidal 14 tiende a mantener
separados los dientes 10 y 11. El muelle 14 se apoya por su primer
extremo 15 sobre el árbol 3 y por su segundo extremo 16 sobre el
extremo 12. Cuando los dientes 11 y 12 se encuentran en contacto,
el dispositivo de acoplamiento se encuentra en posición enganchada y
el muelle 14 está comprimido.
Medios de desenganche permiten desacoplar la
garra 9. Más precisamente, estos medios permiten separar los
dientes 10 de los dientes 11 para obtener una posición desenganchada
del dispositivo de acoplamiento.
La posición desenganchada se describirá
ulteriormente con la ayuda de la figura 2. Para separar los dientes
10 de los dientes 11, los medios de desenganche sueltan el muelle 14
realizando un movimiento de translación del extremo 12 con relación
al
árbol 3.
árbol 3.
Según la invención, los medios de desenganche
comprenden un tornillo 17 solidario del árbol 3 y una tuerca 18
solidaria de un volante 19. El tornillo 17 y la tuerca 18 cooperan
juntos y su eje se confunde sustancialmente con el eje 1. Más
precisamente, el tornillo 17 es solidario del extremo 12 del árbol
3. La sujeción del tornillo 17 con el extremo 12 está, por ejemplo,
asegurada por un pasador 20. Por otro lado, el pasador 20 atraviesa
un orificio oblongo 21 previsto en el árbol 3 con el fin de permitir
la translación del extremo 12 con relación al árbol 3.
En posición enganchada, la tuerca 18 se aprieta
en el tornillo 17. El volante 19 comprende un tope 22 sobre el cual
se apoya el tornillo 17. Este apoyo asegura el apriete de la tuerca
18 sobre el tornillo 17. En posición enganchada, el volante 19
tiene el mismo movimiento, movimiento de rotación con relación a la
caja 4, que el árbol 3 y su extremo 12.
Los medios de desenganche comprenden, además, un
freno 23 de la rotación del volante 19 con relación a la caja 4. En
posición enganchada, el freno 23 no es activo y el volante 19 gira
libremente con relación a la caja 4 alrededor del eje 1. Cuando se
desea desenganchar la garra 9, es decir separar los dientes 10 y 11,
con el fin de que los dientes 10 no arrastren ya los dientes 11 o a
la inversa, se acciona el freno 23 hasta aflojar la tuerca 18 del
tornillo 17. El volante 19 solo presenta un grado de libertad en
rotación alrededor del eje 1 con relación a la caja 4. En
consecuencia, el aflojamiento de la tuerca 18 con relación al
tornillo 17 permite la traslación del extremo 12 con relación al
árbol 3 según el eje 1 y por consiguiente la separación de los
dientes 10 y 11.
Ventajosamente, el dispositivo, cuando se
encuentra en posición desenganchada, comprende medios para permitir
la rotación del tornillo 17 independientemente de la tuerca 18.
Estos medios para permitir la rotación del tornillo 17 comprenden
una garganta 24. perteneciente al volante 19, garganta 24 en el
interior de la cual, el tornillo 17 puede girar libremente,
independientemente de la tuerca 18. Los medios para permitir el giro
del tornillo 17 comprenden además un elemento elástico que asegura,
en posición desenganchada, el mantenimiento del tornillo 17 en el
interior de la garganta 24.
Más precisamente, la garganta 24 está realizada
en el volante 19. La garganta 24 es interna y cilíndrica de eje 1.
Su diámetro es superior al diámetro nominal del aterrajado del
tornillo 17. La garganta 24 puede contener el tornillo 17 después
del aflojado completo de la tuerca 18. Cuando el tornillo 17 está
situado en el interior de la garganta 24, el desenganche es
efectivo y la traslación del extremo 12 es completa. El elemento
elástico está formado por el muelle 14 que asegura el mantenimiento
del tornillo 17 en el interior de la garganta 24 sin que las roscas
del tornillo 17 puedan acoplarse con el aterrajado de la tuerca
18.
Así, el árbol 3 puede continuar su giro incluso
si el freno 23 ha detenido el giro del volante 19. De este modo, el
freno 23 solo se utiliza para el frenado del volante 19 y no para
frenar el giro del árbol 3. En efecto, la inercia del árbol 3 puede
ser importante, por ejemplo si el árbol 3 es el árbol de un motor
eléctrico. Todos los constituyentes del rotor participarían en la
inercia del árbol 3. La función del freno 23, limitada al frenado
del volante 19, permite reducir las dimensiones del freno 23.
La figura 3 representa en vista ampliada el
freno 23. Se trata de una vista desarrollada en sección por una
superficie cilíndrica de eje 1. El freno 23 comprende un elemento de
fricción 25 destinado para a rozar contra una superficie 26 del
volante 19. La superficie 26 es de revolución alrededor del eje 1.
El freno 23 comprende, además, medios 27 para accionar el freno 23.
Cuando los medios 27 se encuentran en reposo, mantienen el elemento
de fricción 25 alejados de la superficie 26 y cuando los medios 27
se activan, permiten al elemento de fricción 25 ponerse en contacto
con la superficie 26. La vista representada en la figura 3 es
parcial y representa esencialmente los medios para accionar el
freno 23 y en parte el elemento de fricción 25.
Ventajosamente, el elemento de fricción 25
formado por un muelle helicoidal cuyo diámetro interior es variable
en función de la tensión del muelle. Para simplificar lo que sigue
de la descripción, el muelle helicoidal llevará la referencia 25.
El muelle helicoidal 25 está montado en un alojamiento 28 cilíndrico
interior de eje 1 de la caja 4. Así el muelle helicoidal 25 se
enrolla alrededor del eje 1. Cuando los medios 27 se encuentran en
reposo, el muelle helicoidal 25 es cargado y mantenido a distancia
de la superficie 26 del volante 19. El muelle helicoidal 25 se
carga aplicando en uno 29 de sus extremos un movimiento de rotación
alrededor del eje 1 con el fin de aumentar el diámetro del muelle
helicoidal 25.
Cuando los medios 27 se activan, el muelle
helicoidal 25 se suelta y se pone en contacto con la superficie 26
del volante 19 con el fin de frenar el giro del volante 19 alrededor
del eje 1. Más precisamente, cuando los medios 27 se activan,
sueltan el extremo 29 del muelle helicoidal 25 cuyo diámetro
interior se reduce hasta ponerse en contacto con la superficie 26
del volante 19 y así frenarlo. Un segundo extremo 30 del muelle
helicoidal 25 es, en cuanto al mismo, mantenido en posición fija con
relación a la caja 4.
Ventajosamente, los medios 27 para accionar el
freno 23 comprenden una bola 31 así como medios 32 para desplazar
la bola 31 desde una primera posición en la cual la bola 31 mantiene
el muelle helicoidal 25 cargado a una segunda posición en la cual
el muelle helicoidal 25 se suelta. La primera posición se puede ver
en las figuras 1 y 3. La segunda posición de la bola 31 se puede
ver en la figura 2.
Los medios 32 para desplazar la bola 31
comprenden un elemento fusible 33 que está representado en estado
sólido en las figuras 1 y 3. En el estado sólido, el elemento
fusible 33 mantiene la bola 31 en la primera posición en la cual
mantiene el extremo 29 del muelle helicoidal 25. Cuando el elemento
fusible 33 se encuentra en estado líquido, estado representado en
la figura 2, la bola 31 es arrastrada por el muelle helicoidal 25
o, más precisamente, por su extremo 29, hacia la segunda
posición.
Ventajosamente, los medios 32 para desplazar la
bola 31 comprenden, además, una resistencia eléctrica 34 susceptible
de calentar el elemento fusible 33 por efecto de Joule. Más
precisamente, la bola 31 puede deslizarse en el interior del
cilindro 35. La bola 31 se mantiene en la proximidad de un extremo
36 del cilindro 35 en la primera posición por el elemento fusible
33. La resistencia eléctrica 34 está formada por un cable bobinado
sobre una pared externa del cilindro 35. La resistencia eléctrica
35 está conectada con un cable de alimentación eléctrica 37 por dos
puntos de conexión 38 y 39. Cuando se desea accionar el freno 23, se
hace circular por la resistencia eléctrica 34 por el cable de
alimentación 37 una corriente suficiente para calentar el cilindro
35 y, por consiguiente, el elemento fusible 33 que se licua. Así la
bola 31 puede pasar de la primera a la segunda posición liberando
el extremo 29 del muelle helicoidal 25. A título alternativo, es
posible accionar el desplazamiento de la bola 31 por medio de un
electroimán que sustituya al elemento fusible 33.
Claims (8)
1. Dispositivo de acoplamiento de dos árboles
(2, 3) destinados para girar con relación a una caja (4), en la
prolongación uno del otro sustancialmente alrededor de un eje (1),
comprendiendo el dispositivo una garra (9) que permite a uno de los
árboles (3) arrastrar el otro (2) y medios de desenganche que
permiten desacoplar la garra (9) de una posición enganchada a una
posición desenganchada, comprendiendo los medios de desenganche un
tornillo solidario de uno de los árboles (3), una tuerca solidaria
de un volante (19) y que coopera con el tornillo (17), siendo el
tornillo (17) y la tuerca (18) de eje sustancialmente confundido con
el eje (1) de rotación de los árboles (2, 3), un freno (23) de la
rotación del volante (19) con relación a la caja (4), en posición
enganchada, aflojando el frenado del volante (19) la tuerca (18) del
tornillo (17) y arrastrando uno de los árboles (3) en traslación
según el indicado eje (1) con el fin de desacoplar la garra (9),
comprendiendo el freno (23) un elemento de fricción (25) destinado
para frotar contra una superficie (26) del volante (19) en el
frenado y medios (27) para accionar el freno (23),
caracterizado porque el elemento de fricción (25) está
formado por un muelle helicoidal (25) cuyo diámetro interior es
variable en función de la tensión del muelle helicoidal (25), con
el fin de ponerse en contacto con la superficie (26) del volante
(19) en el frenado.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque, cuando los medios (27) para accionar el
freno (23) se encuentran en reposo, el muelle helicoidal (25) se
carga y se mantiene a distancia de la superficie (26) del volante
(19) y porque cuando los medios (27) para accionar el freno (23) se
activan, el muelle helicoidal (25) se suelta y el muelle helicoidal
(25) se pone en contacto con la superficie (26) del volante
(19).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios (27) para accionar el freno
(23) comprenden una bola (31) y medios (32) para desplazar la bola
(31) desde una primera posición en la cual la bola (31) mantiene el
muelle helicoidal (25) cargado, a una segunda posición en la cual el
muelle helicoidal (25) se afloja.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios (32) para desplazar la bola
(31) comprenden un elemento fusible (33), porque cuando el elemento
fusible (33) se encuentra en estado sólido, mantiene la bola (31)
en la primera posición y porque, cuando el elemento fusible (33) se
encuentra en estado líquido, la bola (31) es arrastrada por el
muelle helicoidal (25) hacia la segunda posición.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque los medios (32) para desplazar la bola
(31) comprenden una resistencia eléctrica (34) susceptible de
calentar el elemento fusible (33) por efecto Joule.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende medios (14, 24)
para permitir la rotación del tornillo (17) independientemente de la
tuerca (18) en posición desenganchada.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque los medios para permitir la rotación del
tornillo (17) comprenden una garganta (24), perteneciente al
volante (19), garganta (24) en el interior de la cual, el tornillo
(17) puede girar libremente, independientemente de la tuerca
(18).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque los medios para permitir la rotación del
tornillo (17) comprenden un elemento elástico (14) que asegura, en
posición desenganchada, el mantenimiento del tornillo (17) en el
interior de la garganta (24).
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