ES2825773T3 - Accionamiento electromecánico - Google Patents

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Abstract

Accionamiento electromecánico para un elemento transportador (4) accionado en una red eléctrica con una tensión alterna entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V], que se compone de un motor de accionamiento eléctrico (1) con un árbol (2) del motor y una unidad de control y regulación (6) para el motor de accionamiento eléctrico, en donde está prevista solo una rueda motriz (3) acoplada con el árbol (2) del motor, en donde el motor de accionamiento eléctrico (1) y la rueda motriz (3) están posicionados a través de un soporte (8) a un elemento transportador (4), y únicamente mediante la una rueda motriz (3) se transmiten a una pieza constructiva (5, 51) estacionaria un momento de accionamiento, así como toda la fuerza del peso que actúa en el soporte (8), caracterizado por que el motor de accionamiento eléctrico (1) está configurado con una carcasa (9) como motor síncrono de imán permanente sin escobillas, y la rueda motriz (3) está acoplada directamente, sin un engranaje, exenta de transmisión con el árbol (2) del motor, de modo que toda la fuerza del peso que actúa sobre el soporte (8) es transmitida a la rueda motriz (3) a través de la carcasa (9) y el árbol (2) del motor.

Description

DESCRIPCIÓN
Accionamiento electromecánico
La invención se refiere a un accionamiento electromecánico para un elemento transportador accionado en una red eléctrica con una tensión alterna entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V], que se compone de un motor de accionamiento eléctrico con un árbol del motor y una unidad de control y regulación para el motor de accionamiento eléctrico.
En el estado de la técnica se conocen ya accionamientos electromecánicos del género expuesto, en los que el motor de accionamiento eléctrico está embridado a una unidad de engranaje, y la rueda motriz está unida con el árbol del motor a través de un árbol del engranaje.
En el documento DE 6608459 U se describen accionamientos para un monocarril eléctrico, en los que al motor de corriente continua está conectado a continuación un engranaje hidrostático. Con ello se ha de compensar el inconveniente de que en el caso de motores síncronos de imán permanente, regulados en el número de revoluciones, la potencia se reduce con el número de revoluciones decreciente.
Según el documento DE 82 19521 U1 se conectan a continuación del motor de accionamiento eléctrico engranajes con varias funciones.
Los dos miembros de la familia de patentes DE 102006 049 588 A1 y US 2009/013899 A1 describen, conforme al ejemplo de realización según la Figura 2, un accionamiento sin contacto inductivo, en el que a través de dos rodillos de accionamiento en forma de trapecio se garantiza un centrado de la unidad de accionamiento sobre dos carriles conductores de corriente. El motor está configurado, a elección, como motor de corriente parásita, asíncrono, síncrono y de reductancia y ventajosamente está dotado de un engranaje.
Según el documento DE 1808210 A se conoce un accionamiento de un carro de grúa para teleféricos monorraíles con un rodillo portador. El eje del rodillo portador es accionado a través de un engranaje de tornillo sin fin mediante un motor eléctrico, el cual se aplica en parte en una pieza de la carcasa y con su eje se encuentra perpendicular al eje. Al engranaje de tornillo sin fin está asociado un acoplamiento que está unido con una palanca de acoplamiento en forma de gancho que se extiende hacia el exterior, con lo cual se posibilita que el carro de grúa sea detenido en cualquier punto arbitrario mediante el accionamiento de la palanca de acoplamiento.
La invención tiene por misión configurar y disponer un accionamiento electromecánico de manera que pueda ser integrado en instalaciones de corriente alterna existentes, en el caso de un pequeño peso y pequeñas dimensiones presente un grado de acción mejor y, al mismo tiempo, requiera también de menos mantenimiento.
El problema se resuelve, de acuerdo con la invención, debido a que está prevista solo una rueda motriz acoplada con el árbol del motor, en donde el motor de accionamiento eléctrico y la rueda motriz están posicionados a través de un soporte a un elemento transportador. Únicamente mediante la una rueda motriz se transmiten a una pieza constructiva estacionaria un momento de accionamiento, así como toda la fuerza del peso que actúa en el soporte, estando configurado el motor de accionamiento eléctrico con una carcasa como motor síncrono de imán permanente sin escobillas, y la rueda motriz está acoplada directamente, sin un engranaje, exenta de transmisión con el árbol del motor y toda la fuerza del peso que actúa sobre el soporte es transmitida a la rueda motriz a través de la carcasa y el árbol del motor. La rueda motriz acciona al sistema con el que está unido el motor síncrono de imán permanente, está configurado en arrastre de forma como rueda dentada o, preferiblemente, en arrastre de rozamiento como rueda de material sintético, a través de un carril correspondiente.
Mediante un motor síncrono de imán permanente sin escobillas se consigue que el motor síncrono de imán permanente alcance la curva característica de potencia necesaria para el accionamiento y sin una multiplicación o desmultiplicación alcance a través de un engranaje en muchas zonas los momentos de giro necesarios. En virtud del accionamiento exento de multiplicación pueden aprovecharse también las ventajas de emplear el motor síncrono de imán permanente sin una gran complejidad como generador y, con ello, como freno de accionamiento para el vehículo de transporte.
En relación con el accionamiento, para ello puede ser también ventajoso que la rueda motriz y el árbol del motor estén dispuestos coaxiales a un eje de giro, en donde la rueda motriz está acoplada indirecta o directamente con el árbol del motor. Un acoplamiento de este tipo puede ser realizado mediante un árbol de la rueda motriz o un elemento de amortiguación de otro tipo. Debido a que no se ha de emplear engranaje alguno, el árbol del motor puede ser acoplado directamente con la rueda motriz, de modo que ambos giran coaxialmente. La curva característica del motor síncrono de imán permanente permite un acoplamiento directo y rígido a través de un árbol, sin un elemento de amortiguación.
Mediante un acoplamiento con arrastre de forma y sin multiplicación sin un engranaje puede aumentarse el rendimiento del accionamiento electromecánico como relación de la potencia de entrada eléctrica a la potencia de accionamiento emitida a la rueda motriz al grado de accionamiento del motor síncrono de imán permanente. Éste corresponde a aprox. 98%. Con ello se consigue que el rendimiento de un elemento dispuesto entre el árbol del motor y la rueda motriz para la transmisión del momento de giro ascienda a 100%, estando definido el rendimiento como relación del momento de giro recogido por la rueda motriz al momento de giro emitido por el árbol del motor. En relación con una curva característica ventajosa, puede estar previsto que el motor de accionamiento eléctrico presente una potencia entre 100 vatios [W] y 200 vatios [W] o entre 250 vatios [W] y 1000 vatios [W]. Motores síncronos de imán permanente orientados en el intervalo de potencia inferior a medio de este tipo se pueden ajustar de manera particularmente sencilla a las curvas características deseadas.
Un accionamiento electromecánico de este tipo es ventajoso para un sistema consistente en uno o varios vehículos transportadores o en un elemento transportador con en cada caso un accionamiento electromecánico. Un sistema de este tipo comprende, por ejemplo, transportadores de cinta, transportadores de correa dentada, carretillas elevadoras sin raíles o carretillas elevadoras conducidas por raíles, así como, de manera particularmente preferida, monocarriles eléctricos.
Para un intercambio flexible es ventajoso que el monocarril eléctrico esté configurado para el uso dentro de un tramo de transporte y esté previsto un soporte en el elemento transportador en el que el motor de accionamiento eléctrico está apoyado a través de su carcasa, en donde toda la fuerza del peso que actúa en el soporte es transmitida a través de la carcasa y el árbol del motor a la rueda motriz. Debido a que no se emplea engranaje alguno, el apoyo del motor síncrono de imán permanente se modificó de acuerdo con la invención de manera que puede asumir la misión del engranaje.
Además, para ello puede ser ventajoso que en el soporte estén dispuestos varios contactos por rozamiento para una transmisión de la tensión alterna de la red eléctrica a la unidad de control y regulación, así como varios rodillos de guía para un guiado del soporte en una dirección paralela al eje de giro. Una unidad de este tipo se puede intercambiar de manera sencilla, con el fin de intercambiar, por ejemplo, el vehículo transportador.
Particularmente importante para la presente invención puede ser que estén previstos un sistema de guía o un sistema de carriles y la unidad de control y regulación para el monocarril eléctrico, en donde el sistema de guía o de carriles presenta una tensión de servicio entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V] de tensión alterna. Un transportador de material puede ser hecho funcionar de acuerdo con la invención igualmente con la red de tensión alterna existente, tal como un monocarril eléctrico.
En relación con la configuración y disposición de acuerdo con la invención, puede ser ventajoso que el sistema de guía o el sistema de carriles forme al menos un circuito de transporte cerrado para el vehículo transportador. En el caso de tramos transportadores cerrados de este tipo se pueden emplear todas las ventajas del accionamiento de acuerdo con la invención.
Es particularmente ventajoso que junto a la única rueda motriz del accionamiento electromecánico esté prevista como máximo una roldana no accionada y que todo el peso del monocarril eléctrico pueda ser transmitido a través de la única rueda motriz y la roldana no accionada sobre el sistema de carriles.
Además, puede ser ventajoso que el sistema de carríles presente al menos un carríl colgante y que el motor de accionamiento eléctrico esté posicionado en dirección axial del eje de giro junto al carríl. La unidad de accionamiento más pequeña de acuerdo con la invención permite un posicionamiento de este tipo que bascula lo suficientemente poco en zonas de curva. Un posicionamiento por encima del carril no es necesario en virtud del pequeño tamaño constructivo.
En relación con el reequipamiento de instalaciones existentes con un motor de corriente alterna como motor de accionamiento, es ventajoso combinar un sistema de acuerdo con la invención de este tipo con al menos un vehículo auxiliar de transporte accionado mediante un motor de corriente alterna. El vehículo auxiliar de transporte es hecho funcionar, por consiguiente, en el mismo sistema de guía o sistema de carríles que el vehículo transportador. Para el vehículo auxiliar de transporte es, de todas maneras, necesaria una tensión alterna para el motor de corriente alterna, de modo que con una unidad de control y de regulación correspondiente, el vehículo auxiliar de transporte puede desplazarse en la instalación de acuerdo con la invención.
Debido a que el accionamiento electromecánico con un motor síncrono de imán permanente sin una unidad de engranaje presenta un tamaño constructivo muy pequeño, encuentra ventajosamente uso en el caso de accionamiento de vehículos transportadores. En particular, sin embargo, en el caso de monocarriles eléctricos, ya que aquí, precisamente en las zonas de curva, un pequeño tamaño constructivo tiene como ventaja un ladeo esencialmente menor del accionamiento electromecánico en algunas curvas, y esto posibilita un modo constructivo compacto del sistema de carriles con todos los aparatos de la periferia.
Ventajas y particularidades adicionales de la invención se explican en las reivindicaciones y en la memoria descriptiva y se representan en las figuras. Muestran:
La Figura 1, un diagrama esquemático de un accionamiento electromecánico;
la Figura 2, un diagrama esquemático de un monocarril eléctrico;
la Figura 3, un diagrama esquemático de un sistema consistente en monocarriles eléctricos con un sistema de carriles;
la Figura 4, una vista lateral de un accionamiento electromecánico;
la Figura 5, una vista desde arriba de un accionamiento electromecánico;
la Figura 6, una vista en perspectiva de un accionamiento electromecánico.
El diagrama esquemático en la Figura 1 muestra un accionamiento electromecánico para un monocarril eléctrico 40, tal como se representa esquemáticamente en la Figura 2. El accionamiento electromecánico comprende un motor síncrono de imán permanente sin escobillas como motor de accionamiento 1 con una carcasa 9 y un árbol 2 del motor que está extraído por un lado de la carcasa 9. Directamente sobre el árbol 2 del motor está colocada, además, solo una rueda motriz 3 que está acoplada con el árbol 2 del motor con arrastre de forma y/o de fuerza sin multiplicación. El motor electromecánico comprende, además, una unidad de control y regulación 6, a través de la cual el motor de accionamiento 1 es abastecido con corriente alterna para la potencia de transporte.
El accionamiento electromecánico está embridado a un soporte 8 para el vehículo transportador 4 a través de la carcasa 9 del motor síncrono de imán permanente 1, soporte al que está colgado, a través de un alojamiento 83, el vehículo transportador 4 del monocarril eléctrico 40. La fuerza del peso que actúa sobre el alojamiento 83 del vehículo transportador 4 es transmitida, a través del soporte 8, a la carcasa 9 y desde la carcasa 9, a través de apoyos no representados con mayor detalle, en la carcasa 9 del motor síncrono de imán permanente 1 sobre el árbol 2 del motor. Desde el árbol 2 del motor, la fuerza del peso es transmitida, a través de la única rueda motriz 3 a un carril 51 del sistema del monocarril eléctrico 40. Con ello se garantiza que el árbol 2 del motor síncrono de imán permanente 1 transmita toda la fuerza del peso que actúa sobre el alojamiento 83 a la única rueda motriz 3 y no sean necesarios medios de apoyo adicionales.
El árbol 2 del motor rota en torno a un eje de giro X que está orientado en ángulo recto a la dirección de transporte Rf del accionamiento electromecánico y del monocarril eléctrico 40. En el soporte 8 están dispuestos rodillos de guía 82 que apoyan el accionamiento electromecánico en la dirección del eje de giro X. Para ello, los rodillos de guía 82 están apoyados de forma giratoria en torno a ejes que están dispuestos en ángulo recto al eje de giro X y en ángulo recto a la dirección de transporte Rf.
El vehículo transportador 4 representado en la Figura 2 del monocarril eléctrico 40 presenta un bastidor 41 que está colgado en la dirección de transporte Rf adicionalmente a la única rueda motriz 3 en una roldana 7 no accionada en el sistema de carriles. No se representan detalles más precisos con respecto a la mecánica de la suspensión exenta de accionamiento.
En la Figura 3 se representa un esquema de un monocarril eléctrico 40 que presenta un sistema de carriles 5 con un carril 51. En el carril 51 están colgados varios vehículos transportadores 4 y un vehículo auxiliar de transporte 42. El monocarril eléctrico 40 es hecho funcionar con una corriente alterna con una tensión entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V]. Los vehículos transportadores 4 son accionados con un motor síncrono de imán permanente 1. El vehículo auxiliar de transporte 42 presenta un motor de corriente alterna (WSM) habitual sin imán permanente como motor de accionamiento 1 con un engranaje intercalado entre el motor de accionamiento 1 y la rueda motriz 3. De acuerdo con la invención, con ello pueden integrarse accionamientos electromecánicos con el motor síncrono de imán permanente 1 y con el motor de corriente alterna en el mismo sistema de un monocarril eléctrico 40 que es suministrado con tensión alterna.
En la representación en corte conforme a la Figura 4 se representan detalles del accionamiento electromecánico. Los contactos de rozamiento 81 necesarios para la transmisión de corriente están dispuestos en parte en el carril 51 en un lado del perfil en forma de doble T del carril 51. A través de los contactos de rozamiento 81 se alimenta la corriente alterna en la unidad de control y regulación dispuesta directamente junto a los mismos, se rectifican y se ponen a disposición del motor síncrono de imán permanente 1 a través de líneas de corriente no representadas con mayor detalle. El motor síncrono de imán permanente 1 está dispuesto, en relación con el carril 51, enfrentado a la unidad de control y regulación 6 en el soporte 8, con lo cual, en relación con un plano que discurre verticalmente a través del centro del carril 51, resulta una anchura compensada del accionamiento electromecánico.
El árbol 2 del motor está apoyado en la carcasa 9 a través de rodamientos de rodillos cilíndricos 91. Los rodillos de guía 82 están fijados a través de muñones de apoyo 84 en el soporte 8. La unidad de control y regulación 6 está fijada en el soporte 8 a través de un adaptador 61.
En la Figura 5 se puede reconocer la dirección de transporte Rf en la que el accionamiento electromecánico se mueve principalmente durante el funcionamiento. En la dirección de transporte Rf, delante del soporte 8 está dispuesto un parachoques 85. Una vista detallada en perspectiva de acuerdo con la Figura 6 ilustra la estructura compacta del accionamiento electromecánico.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Accionamiento electromecánico para un elemento transportador (4) accionado en una red eléctrica con una tensión alterna entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V], que se compone de un motor de accionamiento eléctrico (1) con un árbol (2) del motor y una unidad de control y regulación (6) para el motor de accionamiento eléctrico, en donde está prevista solo una rueda motriz (3) acoplada con el árbol (2) del motor, en donde el motor de accionamiento eléctrico (1) y la rueda motriz (3) están posicionados a través de un soporte (8) a un elemento transportador (4), y únicamente mediante la una rueda motriz (3) se transmiten a una pieza constructiva (5, 51) estacionaria un momento de accionamiento, así como toda la fuerza del peso que actúa en el soporte (8), caracterizado por que el motor de accionamiento eléctrico (1) está configurado con una carcasa (9) como motor síncrono de imán permanente sin escobillas, y la rueda motriz (3) está acoplada directamente, sin un engranaje, exenta de transmisión con el árbol (2) del motor, de modo que toda la fuerza del peso que actúa sobre el soporte (8) es transmitida a la rueda motriz (3) a través de la carcasa (9) y el árbol (2) del motor.
2. Accionamiento electromecánico según la reivindicación 1, caracterizado por que la rueda motriz (3) y el árbol (2) del motor están dispuestos coaxiales a un eje de giro (X), en donde la rueda motriz (3) está acoplada indirecta o directamente con el árbol (2) del motor.
3. Accionamiento electromecánico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el motor de accionamiento eléctrico (1) presenta una potencia entre 100 vatios [W] y 200 vatios [W] o entre 250 vatios [W] y 1000 vatios [W].
4. Sistema consistente en uno o varios elementos transportadores (4) con en cada caso un accionamiento electromecánico según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el accionamiento electromecánico está apoyado en el elemento transportador (4).
5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por que el monocarril eléctrico (40) está configurado para el uso dentro de un tramo de transporte y está previsto un soporte (8) en el monocarril eléctrico (40) en el que el motor de accionamiento eléctrico (1) está apoyado a través de su carcasa (9), en donde toda la fuerza del peso que actúa en el soporte (8) es transmitida a través de la carcasa (9) y el árbol (2) del motor a la rueda motriz (3).
6. Sistema según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por que en el soporte (8) están dispuestos varios contactos por rozamiento (81) para una transmisión de la tensión alterna de la red eléctrica a la unidad de control y regulación (6), así como varios rodillos de guía (82) para un guiado del soporte (8) en una dirección paralela al eje de giro (X).
7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado por que como pieza constructiva (5, 51) están previstos un sistema de guía o un sistema de carriles y una unidad de control y regulación (6) para el monocarril eléctrico (40), en donde el sistema de guía o de carriles (5) presenta una tensión de servicio entre 350 voltios [V] y 450 voltios [V] de tensión alterna.
8. Sistema según la reivindicación 7, caracterizado por que el sistema de guía o un sistema de carriles (5) forma al menos un circuito de transporte cerrado para el vehículo transportador (4).
9. Sistema según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que junto a la única rueda motriz (3) del accionamiento electromecánico está prevista como máximo una roldana (7) no accionada y todo el peso del monocarril eléctrico (40) puede ser transmitido a través de la única rueda motriz (3) y la roldana (7) no accionada sobre el sistema de carriles (5).
10. Sistema según la reivindicación 9, caracterizado por que el sistema de carríles (5) presenta al menos un carríl (51) colgante y el motor de accionamiento eléctrico (1) está posicionado en dirección axial del eje de giro (X) junto al carril (51).
11. Uso de un accionamiento electromecánico según una de las reivindicaciones 1 a 3, en combinación con vehículo transportador (4) o un monocarril eléctrico (40) dentro de un tramo de transporte, caracterizado por que el accionamiento electromecánico está apoyado en el vehículo transportador (4) o en el monocarril eléctrico (40) y rueda junto a la única rueda motriz (3) sobre un carril (5) apoyado de forma estacionaria o rueda sobre una pista.
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