ES2243734T3 - Engranaje planetario de ruedas de friccion para transformar un movimiento giratorio en un movimiento de vaiven con frecuencia reducida. - Google Patents

Engranaje planetario de ruedas de friccion para transformar un movimiento giratorio en un movimiento de vaiven con frecuencia reducida.

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ES2243734T3 ES02738086T ES02738086T ES2243734T3 ES 2243734 T3 ES2243734 T3 ES 2243734T3 ES 02738086 T ES02738086 T ES 02738086T ES 02738086 T ES02738086 T ES 02738086T ES 2243734 T3 ES2243734 T3 ES 2243734T3
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Abstract

Engranaje (1) con un árbol (3), preferiblemente un árbol de salida (3) de un motor eléctrico (5), y con cuerpos rotativos accionados (15) que están acoplados con el árbol (3) del engranaje, los cuales cooperan en dirección radial con el árbol del engranaje mediante aplicación a este árbol, y en la dirección axial del árbol del engranaje cooperan con un cuerpo de pista de rodadura superior móvil en la dirección axial y solicitado hacia los cuerpos rotativos accionados (15), presentando una zona de cooperación del árbol del engranaje una sección transversal de forma circular, caracterizado porque una pista de rodadura (20) del cuerpo de pista de rodadura (13) está estructurada en cualquier caso en altura por todo su perímetro con respecto a una trayectoria circular de circulación de los cuerpos rotativos accionados (15) de tal manera que en la dirección del árbol del engranaje resulta un movimiento de vaivén del cuerpo de pista de rodadura 13).

Description

Engranaje planetario de ruedas de fricción para transformar un movimiento giratorio en un movimiento de vaivén con frecuencia reducida.
La invención concierne, en primer lugar, a un engranaje con un árbol, preferiblemente un árbol de salida de un motor eléctrico, y con cuerpos rotativos accionados que están acoplados con el árbol del engranaje, de conformidad con las características según el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales engranajes son conocidos y se utilizan generalmente en máquinas eléctricas. El documento US-A-4052915 es el estado de la técnica más próximo.
En vista del estado de la técnica anteriormente descrito, una problemática técnica de la invención reside en perfeccionar de manera ventajosa un engranaje de la clase que aquí se está considerando.
Esta problemática se resuelve en primer lugar y sustancialmente por el objeto de la reivindicación 1, en donde se consigna que los cuerpos rotativos accionados cooperan en dirección radial con el árbol del engranaje mediante aplicación a este árbol, y en la dirección axial del árbol del engranaje cooperan con un cuerpo de pista de rodadura (superior) móvil en la dirección axial y pretensado o solicitado hacia los cuerpos rotativos accionados, estando estructurada en el sentido de la altura una pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura en todo su perímetro, en cualquier caso con respecto a una pista circular de rotación de un cuerpo rotativo accionado. Además, se prefiere que una zona de cooperación del árbol de salida con los cuerpos rotativos accionados presente una sección transversal de forma circular. Como consecuencia de esta configuración, se crea un engranaje por medio del cual un movimiento de rotación del árbol del engranaje es transformado en un movimiento axial del cuerpo de pista de rodadura coaxialmente al árbol del engranaje. En particular, se consigue también una reducción de altos números de revoluciones del árbol del engranaje a un bajo número de revoluciones de circulación de uno o de los cuerpos rotativos accionados o bien de una jaula, tal como se explica aún más adelante, en la que están alojados el cuerpo o los cuerpos rotativos accionados. El engranaje, que en un sentido más estricto puede clasificarse también como engranaje de rueda de fricción, especialmente como engranaje planetario de rueda de fricción, proporciona especialmente también una transformación del movimiento de rotación del árbol del engranaje en un movimiento de vaivén de una pista de rodadura. En concreto, se trata de un movimiento de vaivén en la dirección del árbol del engranaje.
Sin embargo, la invención abarca también la inversión del movimiento, es decir, la transformación de un movimiento de vaivén por medio de tal engranaje en un movimiento de giro. El árbol del engranaje es entonces - considerado desde el engranaje - un árbol de salida.
Mediante la solicitación del cuerpo de pista de rodadura contra los cuerpos rotativos accionados se proporciona una aplicación constante de los cuerpos rotativos accionados contra la pista de rodadura. Dado que esta última está estructurada en el sentido de la altura, resultan diferentes posiciones axiales del cuerpo de pista de rodadura en dependencia de la posición de circulación de los cuerpos rotativos accionados. De manera correspondiente, el movimiento de giro del árbol de salida es transformado en un movimiento de bombeo del cuerpo de pista de rodadura. En este caso, el engranaje es de estructura sencilla, pudiendo preverse el motor eléctrico que acciona preferiblemente al árbol del engranaje y la superficie de pistón formada, por ejemplo, directamente por los cuerpos de pista de rodadura en disposición axial consecutiva en una carcasa. Como consecuencia de esto, se puede materializar una carcasa del aparato a manera de barra.
En una configuración del cuerpo de pista de rodadura como pistón, el engranaje según la invención puede instalarse, por ejemplo, en una bomba de inyección o en una bomba de aire eléctricamente accionable. Son imaginables también aplicaciones en las que se consigue a través del pistón o el cuerpo de pista de rodadura un aumento de una presión de aceite para accionar herramientas hidráulicas o mecánicas. Además, son imaginables también aplicaciones generadoras de vibraciones, tal como, por ejemplo, en el caso de una disposición del engranaje según la invención en una máquina limpiadora o pulidora, pudiendo hacerse girar una herramienta correspondiente a través del árbol del engranaje y generándose la vibración (axial) de la herramienta accionada a través de los cuerpos rotativos accionados que actúan sobre la pista de rodadura y/o a través del movimiento de vaivén del cuerpo de pista de rodadura inherente a esto y eventualmente asistido por muelle.
De manera ventajosa, la invención puede utilizarse en un motor con un árbol de salida, preferiblemente un motor eléctrico, presentando el árbol de salida una disposición de apoyo. Para mejorar un motor, preferiblemente un motor eléctrico de la clase aquí considerada, respecto de la disposición de apoyo del árbol de salida, se propone que la disposición de apoyo esté constituida por cuerpos rotativos accionados cooperantes directamente con el árbol de salida, cuyos cuerpos rotativos accionados cooperen con un cuerpo de pista de rodadura superior y/o un cuerpo de pista de rodadura inferior. Como consecuencia de esta configuración, se proporciona una disposición de apoyo del árbol de salida que se caracteriza por una estructura sencilla. En este caso, los cuerpos rotativos accionados están acoplados con el árbol de salida. Se manifiesta como especialmente ventajosa esta configuración de la disposición de apoyo cuando los cuerpos rotativos accionados cooperen en la dirección axial del árbol de salida con un cuerpo de pista de rodadura superior móvil en la dirección axial y pretensado o solicitado hacia los cuerpos rotativos accionados, estando estructurada en altura una pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura en todo su perímetro. Como consecuencia de esto, mediante la disposición elegida se consigue no sólo una disposición de apoyo del árbol de salida, sino también una multiplicación del movimiento de giro del árbol de salida trasformándolo en un movimiento de vaivén del cuerpo de pista de rodadura, especialmente del cuerpo de pista de rodadura superior, de modo que se crea con ello, por ejemplo, una bomba accionada por motor eléctrico o un generador de vibraciones.
Las ventajas y perfeccionamientos que se exponen seguidamente se refieren a un engranaje con un árbol según la reivindicación 1, que puede combinarse ventajosamente con un motor dotado de un árbol de salida. En aras de una mayor sencillez, el árbol del motor o del engranaje se designa continuamente en lo que sigue como árbol del engranaje (siempre que no se aluda reiteradamente a la alternativa de cada caso).
Así, en un perfeccionamiento ventajoso se ha previsto que la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura superior, es decir, del cuerpo de pista de rodadura dispuesto en el lado de los cuerpos rotativos accionados alejado del motor eléctrico, discurra inclinada hacia el árbol del engranaje (visto desde el motor eléctrico en dirección al cuerpo de pista de rodadura superior), encerrando dicha pista de rodadura un ángulo agudo en sección transversal con el eje longitudinal del árbol del engranaje, considerado hacia el extremo libre del árbol del engranaje. Como consecuencia de esto, la pista de rodadura forma una superficie cónica que conduce a un contacto puntiforme o, en sentido estricto, elíptico entre los cuerpos rotativos accionados y la pista de rodadura. A este respecto, se ha previsto preferiblemente que la estructuración en altura esté dispuesta con respecto a un círculo concéntrico al árbol del engranaje. Así, por ejemplo, la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura se ha producido por medio de una fresa, pero se extiende apartándose de una forma circular.
El elemento - el cuerpo de pista de rodadura - que presenta la superficie cónica, es decir, la pista de rodadura, es desviado, debido a la carga aplicada al lado posterior, en dirección a los cuerpos rotativos accionados. Respecto de la configuración de los cuerpos rotativos accionados, se ha previsto preferiblemente que estos estén configurados en forma de discos. Son imaginables también, por ejemplo, cuerpos rotativos accionados de forma esférica. Particularmente en el caso de una configuración en forma de disco se manifiesta además como ventajoso que los cuerpos rotativos accionados estén mantenidos en una jaula en posiciones diametralmente enfrentadas respecto del árbol del engranaje. Como consecuencia de esta configuración, se asegura la solicitación radialmente alineada del árbol del engranaje o del árbol de salida.
Se manifiesta también como especialmente ventajoso que los cuerpos rotativos accionados cooperen con un cuerpo de pista de rodadura inferior en posiciones enfrentadas, es decir, eventualmente por el lado de accionamiento o del motor. Como consecuencia de esto, los cuerpos rotativos accionados están aprisionados entre dos cuerpos de pista de rodadura, considerado en dirección axial, bajo una solicitación por ambos lados de la pista de rodadura asociada. En este caso, se prefiere también que la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior discurra inclinada hacia el árbol del engranaje, encerrando dicha pista un ángulo agudo en sección transversal con el eje longitudinal del árbol del engranaje o del árbol de salida, considerado hacia el extremo del lado del motor del árbol del engranaje o del árbol de salida. Los ángulos de inclinación de las pistas de rodadura de los cuerpos de pista de rodadura superior e inferior pueden constituir en este caso ángulos diferentes con el eje longitudinal del árbol del engranaje, pudiendo ascender hasta 90º el ángulo de la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior con el eje longitudinal del árbol del engranaje. A este respecto, es imaginable también que la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior sea de construcción uniforme en el sentido de la altura, de modo que esta pista de rodadura ejerza la función de una superficie de apoyo inferior uniforme en la dirección de circulación de los cuerpos rotativos accionados. Sin embargo, puede estar previsto alternativamente que la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior esté estructurada en el sentido de la altura por todo su perímetro. Conforme a la configuración de la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura superior, se ha conformado también preferiblemente en el cuerpo de pista de rodadura inferior una superficie cónica que conduce a un contacto puntiforme o, en sentido estricto, elíptico entre el borde de los cuerpos rotativos accionados y la pista de rodadura. Como consecuencia de esto, el cuerpo de pista de rodadura superior no sólo es desviado en dirección axial por los cuerpos rotativos accionados, sino que, además, debido a la estructuración en altura de la pista de rodadura inferior, mueve también a manera de oscilador a los propios cuerpos rotativos accionados y con éstos al cuerpo de pista de rodadura superior en sentido contrario a la solicitación o pretensado. Este es un movimiento axial en vaivén. El cuerpo de pista de rodadura inferior es independiente de si está estructurado en altura también en su pista de rodadura, sustancialmente en lo que se refiere al movimiento de rodamiento de un cuerpo rotativo accionado, puesto que un cuerpo rotativo accionado se apoya sobre el cuerpo de pista de rodadura inferior en el curso de un rodamiento y elevación del cuerpo de pista de rodadura superior. Los esfuerzos del cuerpo de pista de rodadura se distribuyen sobre ambos cuerpos rotativos opuestos.
Según una ejecución, los dos cuerpos de pista de rodadura están dispuestos solidarios en rotación con respecto al árbol de salida y a los cuerpos rotativos accionados. Sin embargo, para ofrecer una regulación de la carrera, se ha previsto en una ejecución ventajosa que, en cualquier caso en el que exista una estructuración en altura de los cuerpos de pista de rodadura inferior y superior, estos cuerpos de pista de rodadura sean ajustables uno con respecto a otro en dirección periférica. Una estructuración en altura de la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior conduce también a una solicitación del árbol del engranaje en dirección axial debido al movimiento axial inherente durante el funcionamiento de los cuerpos de pista de rodadura. Para poner remedio a esta situación puede estar previsto también un árbol axialmente móvil, eventualmente debido a un acoplamiento de árbol correspondiente.
Respecto de la cooperación de los cuerpos rotativos accionados y el árbol del engranaje o el árbol de salida, se propone que un cuerpo rotativo accionado presente una superficie de acoplamiento con el árbol que se extienda paralelamente al eje del árbol del engranaje o del árbol de salida. Así, a este respecto, puede efectuarse un arrastre de rozamiento de los cuerpos rotativos accionados por medio del árbol del engranaje o el árbol de salida. Además, se ha previsto que un cuerpo rotativo accionado presente una superficie de acoplamiento con la pista de rodadura que se extienda bajo un mismo ángulo con el árbol del engranaje que la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura asociado con el árbol del engranaje. Como consecuencia de esto, preferiblemente en el caso de una configuración en forma de disco de los cuerpos rotativos accionados, éstos están biselados en la zona de los cantos de borde periféricos. Sin embargo, como alternativa, puede estar previsto también que un cuerpo rotativo accionado coopere con la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura asociado por medio de un canto de borde que actúe como superficie de acoplamiento con la pista de rodadura. Asimismo, puede estar previsto también que el canto de borde presente en sección transversal la configuración de un canto de borde curvado, por ejemplo curvado en forma de segmento circular. En este caso, se obtiene un emparejamiento de rodamiento especialmente ventajoso en cooperación con la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura que discurre cóncava en dirección periférica.
Otra forma de ejecución alternativa prevé que el árbol del engranaje o árbol de salida presente un dentado periférico que engrane con un dentado periférico de los cuerpos rotativos accionados. Los cuerpos rotativos accionados conformados de esta manera pueden estar sujetos también en una jaula en posiciones diametralmente opuestas con respecto al árbol del engranaje o el árbol de salida. Por el contrario, es posible también que los cuerpos rotativos accionados engranen con un dentado interior de un cuerpo anular que da alojamiento a los cuerpos rotativos accionados y al árbol del engranaje. Se garantiza también de este modo la solicitación radialmente alineada del árbol del engranaje o del árbol de salida. Para conseguir un aumento de frecuencia del movimiento oscilante en proporción a un número de revoluciones predeterminado del árbol del engranaje o del árbol de salida, pueden estar previstos tres o más cuerpos rotativos accionados. Conforme al número de cuerpos rotativos accionados, la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura superior y eventualmente la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura inferior están estructuradas en el sentido de la altura. Se puede conseguir una prolongación adicional de la carrera haciendo que estén previstas axialmente una tras otra dos o más unidades de cuerpos rotativos accionados y un cuerpo de pista de rodadura superior.
El engranaje según la invención es de estructura manifiestamente sencilla. Tanto los cuerpos rotativos accionados como los cuerpos de pista de rodadura que presentan pistas de rodadura de conformación preferiblemente cónica se pueden producir en forma sencilla. Resulta también una mayor estabilidad de marcha en comparación con engranajes conocidos. Es ventajoso también el hecho de que es posible un movimiento de forma puramente sinusoidal. El engranaje presenta también un peso relativamente bajo y una ocupación de espacio favorable. Para compensar una potencia de pérdida involuntaria debido a un efecto de bombeo durante el movimiento oscilante del cuerpo de pista de rodadura superior y eventualmente de los cuerpos rotativos accionados, el cuerpo de pista de rodadura superior axialmente móvil puede estar provisto de lumbreras orientadas según la extensión longitudinal del árbol del engranaje. La carrera del cuerpo de pista de rodadura superior corresponde de preferencia aproximadamente a una décima hasta una trigésima parte del diámetro del pistón, es decir, del diámetro del cuerpo de pista de rodadura. Cuando el cuerpo de pista de rodadura superior deba servir al mismo tiempo de pistón configurado en forma cerrada, se prevé convenientemente una ventilación correspondiente en dirección radial. Por ejemplo, en una pared radialmente circundante del engranaje puede estar formada una abertura de ventilación.
Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia al dibujo adjunto, que representa únicamente varios ejemplos de ejecución. Muestran:
La Figura 1, una representación en perspectiva parcialmente cortada de un engranaje según la invención en una primera forma de ejecución, con disposición del mismo en un aparato de prensado hidráulico;
la Figura 2, el corte longitudinal del aparato de prensado con engranaje según la Figura 1;
la Figura 3, el corte según la línea III-III de la Figura 2;
la Figura 4, el engranaje de la primera forma de ejecución en una representación de despiece en perspectiva;
la Figura 5, una representación ampliada en corte longitudinal del engranaje, concerniente a la posición más inferior de un cuerpo de rodadura superior que forma un pistón;
la Figura 6, el corte según la línea VI-VI de la Figura 5;
la Figura 7, el corte según la línea VII-VII de la Figura 5;
la Figura 8, una representación correspondiente a la Figura 5, pero concerniente a la posición de punto muerto superior del cuerpo de pista de rodadura superior;
la Figura 9, el corte según la línea IX-IX de la Figura 8;
la Figura 10, el corte según la línea X-X de la Figura 8;
la Figura 11, una representación de despiece en perspectiva de un engranaje en una segunda forma de ejecución;
la Figura 12, una representación correspondiente a la Figura 5, pero concerniente a la segunda forma de ejecución, con una carrera cero ajustada;
la Figura 13, el corte según la línea XIII-XIII de la Figura 12;
la Figura 14, el corte según la línea XIV-XIV de la Figura 12;
la Figura 15, una representación en corte correspondiente a la Figura 12, pero según una posición de los cuerpos rotativos accionados desplazada en 90º en torno a un eje de salida;
la Figura 16, el corte según la línea XVI-XVI de la Figura 15;
la Figura 17, el corte según la línea XVII-XVII de la Figura 15;
las Figuras 18 a 23, representaciones según las Figuras 12 a 17, pero con una semicarrera máxima ajustada;
las Figuras 24 a 29, otras representaciones según las Figuras 12 a 17, pero con ajuste de una carrera máxima;
la Figura 30, otra representación de despiece en perspectiva de una forma de ejecución alternativa del engranaje;
la Figura 31, un corte longitudinal del engranaje según la Figura 30 con un cuerpo de pista de rodadura superior en una posición de punto muerto superior;
la Figura 32, el corte según la línea XXXII-XXXII de la Figura 31;
la Figura 33, el corte según la línea XXXIII-XXXIII de la Figura 31;
las Figuras 34 a 36, representaciones según las Figuras 31 a 33, pero concernientes a la posición de punto muerto inferior del cuerpo de pista de rodadura superior;
la Figura 37, otra ejecución alternativa del engranaje en una representación de despiece;
la Figura 38, un corte longitudinal del engranaje de la forma de ejecución según la Figura 37;
la Figura 39, el corte según la línea XXXIX-XXXIX de la Figura 38;
la Figura 40, el corte según la línea XL-XL de la Figura 38;
la Figura 41, un corte longitudinal del engranaje desplazado en 90º con respecto a la representación de la Figura 38;
la Figura 42, otra forma de ejecución del engranaje en representación de despiece;
la Figura 43, un corte longitudinal del engranaje según la Figura 42;
la Figura 44, el corte según la línea XLIV-XLIV de la Figura 43;
la Figura 45, el corte según la línea XLV-XLV de la Figura 43;
las Figuras 46 a 48, representaciones según las Figuras 43 a 45, pero después de un desplazamiento de los cuerpos rotativos accionados en torno a un árbol del engranaje;
las Figuras 49 a 51, otras representaciones según las Figuras 43 a 45, pero después de un desplazamiento adicional de los cuerpos rotativos accionados;
la Figura 52, una representación esquemática de la producción de un cuerpo de pista de rodadura con una estructuración en altura; y
la Figura 53, una representación correspondiente a la Figura 5 con un aprovechamiento en el árbol de la reducción del número de revoluciones.
Se representa y describe en primer lugar con referencia a las Figuras 1 a 3 un engranaje 1 según la invención en una disposición a título de ejemplo en un aparato de prensado hidráulico 2.
Este último presenta un motor eléctrico 5 provisto de un árbol de engranaje 3 y alimentado por medio de un acumulador 4 en la forma de ejecución representada. La asociación del acumulador 4 con el aparato de prensado 2 está representado de forma solamente esquemática en la Figura 1.
Por medio del motor eléctrico 5 se mueve un pistón 6 en el aparato de prensado 2 por efecto de un aumento de presión de aceite en contra de la fuerza de un muelle de compresión 7. Con el pistón 6 está unido a través de un vástago de pistón 8 una mordaza de prensado desplazable 9 que es desplazada en el curso del proceso de prensado en dirección a una mordaza de prensado estacionaria 10.
Mediante la configuración del engranaje 1 según la invención, que se describe seguidamente con más detalle, se consigue una conversión del movimiento de rotación del árbol 3 del engranaje accionado por el motor eléctrico 5 en un movimiento de bombeo oscilante de un pistón de bombeo 34. Este movimiento de bombeo en vaivén se produce en la dirección axial del árbol 3 del engranaje, con lo que se hace posible una configuración en forma de barra del aparato accionado (aquí el aparato de prensado 2).
Además, el engranaje según la invención puede utilizarse también en otros aparatos en los que deba conseguirse un movimiento de bombeo, tal como, por ejemplo, bombas de inyección o en bombas de aire accionadas por motor eléctrico. Por otra parte, el movimiento oscilante del cuerpo del engranaje puede aprovecharse también para la generación de vibraciones, por ejemplo en máquinas limpiadoras o pulidoras.
Las Figuras 4 a 8 muestran una primera forma de ejecución del engranaje según la invención. Este se compone sustancialmente de un cuerpo de pista de rodadura inferior 12 dispuesto en una carcasa envolvente cilíndrica circular 11, un cuerpo de pista de rodadura superior 13 y dos cuerpos rotativos accionados 15 dispuestos entre los cuerpos de pista de rodadura 12 y 13 y sujetos en una jaula 14.
Los cuerpos de pista de rodadura 12 y 13 están sujetos solidariamente en rotación en la carcasa 11 con orientación coaxial con respecto al árbol 3 del engranaje del motor eléctrico, para lo cual, en el ejemplo de ejecución, un pasador de bloqueo 16 está colocado con acción de bloqueo por el lado de medio perímetro en unas entalladuras 17 de los cuerpos de pista de rodadura 12, 13 orientadas en dirección paralela al eje de giro y en posición enfrentada por el lado del semiperímetro en una ranura correspondientemente orientada 18 de la pared interior de la carcasa 11.
Cada cuerpo de pista de rodadura 12, 13 presenta pistas de rodadura 19, 20 que están vueltas una hacia otra.
Entre el cuerpo de pista de rodadura inferior 12 vuelto hacia el motor eléctrico 5 y el cuerpo de pista de rodadura superior 13 alejado del motor eléctrico 5 están dispuestos los cuerpos rotativos accionados 15, los cuales están configurados en forma de disco, estando los ejes de rotación de estos cuerpos rotativos accionados 15 orientados en dirección paralela al eje longitudinal x del árbol de salida 3.
Los cuerpos rotativos accionados 15 cooperan en ambos lados con sus cantos de borde periféricos con las respectivas pistas de rodadura asociadas 19, 20 de los cuerpos de pista de rodadura 12, 13.
Como se ha mencionado, los cuerpos rotativos accionados 15 están sujetos en una jaula 14 de tal manera que éstos quedan diametralmente enfrentados con respecto al árbol 3 del engranaje. La jaula 14 gira de manera correspondiente junto con los cuerpos de pista principal en torno al árbol del engranaje. El número de revoluciones de la jaula es reducido de manera correspondiente con respecto al número de revoluciones de los cuerpos rotativos. Esto puede aprovecharse también en el aspecto constructivo, tal como se desprende, por ejemplo, del ejemplo de ejecución de la Figura 53.
La Figura 53 ofrece una representación correspondiente a la Figura 5, pero el cuerpo de rodadura 13 está configurado únicamente como un anillo periférico y un árbol hueco 35, amarrado en la jaula 14 o unido sólidamente con ésta, atraviesa el cuerpo de pista de rodadura 13 hacia fuera. El árbol hueco 35 puede ser aprovechado cuando la velocidad periférica de la jaula 14, menor en comparación del árbol 3, debe ser utilizada para otros fines y también el árbol 3 debe ser utilizado al mismo tiempo (introducido a través del árbol hueco). Si no se quiere utilizar también al mismo tiempo el árbol 3, el árbol hueco 35 no tiene que estar configurado como árbol hueco. Puede estar configurado entonces también como un árbol macizo.
El árbol 3 del engranaje atraviesa el fondo 21 del cuerpo de pista de rodadura inferior y pasa también por el centro de la jaula 14, proyectándose un extremo 23 del árbol de salida por detrás de la jaula 14 hasta más allá de ésta.
El fondo 22 del cuerpo de pista de rodadura superior 13 presenta en el centro, es decir, en prolongación axial del árbol de salida 3, un taladro 24 adaptado al diámetro del árbol.
Los cuerpos rotativos accionados 15 presentan cada uno de ellos una superficie 25 de engrane con el árbol que está formada por la superficie envolvente periférica y que se extiende paralela al eje longitudinal x del árbol de salida 3. Estas superficies de acoplamiento 25 y también la superficie del árbol de salida 3 están configuradas en forma de una superficie lisa, como consecuencia de lo cual la cooperación del árbol de salida 3 y los cuerpos rotativos accionados 15 se efectúa por efecto de rozamiento.
El árbol 3 del engranaje presenta una sección transversal de forma circular en la zona de la cooperación con los cuerpos rotativos accionados 15. Debido al movimiento oscilante de los cuerpos rotativos accionados 15 con relación al árbol 3 del engranaje, la zona de cooperación entre el árbol de salida 3 y los cuerpos rotativos accionados 5 es correspondientemente mayor (longitud axial) que la altura (longitud axial) de la superficie 25 de acoplamiento con el árbol de los cuerpos rotativos accionados 15. Los cuerpos rotativos accionados 15 están aplicados constantemente al árbol 3 del engranaje durante un ciclo completo del movimiento oscilante por medio de las superficies 25 de acoplamiento con el árbol 3. El árbol 3 del engranaje tiene la misma sección transversal de forma circular en la zona de cooperación, preferiblemente también más allá de ella y más preferiblemente en toda su longitud.
Las pistas de rodadura 19, 20 de los dos cuerpos de pista de rodadura 12, 13 discurren inclinadas hacia el árbol 3 del engranaje, encerrando la pista de rodadura 19 del cuerpo de pista de rodadura inferior 12 en sección transversal con el eje longitudinal x del árbol 3 del engranaje un ángulo agudo \alpha y encerrando la pista de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura superior 13, considerado hacia el extremo del lado del motor del árbol 3 del engranaje, y encerrando la pista de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura superior 13, también en sección transversal, con el eje longitudinal x del árbol 3 del engranaje un ángulo agudo \beta, considerado hacia el extremo libre 23 del árbol 3 del engranaje. En el ejemplo de ejecución los ángulos \alpha y \beta se han elegido cada uno con un valor de aproximadamente 45º.
Como consecuencia de esta configuración de las pistas de rodadura 19, 20, están conformadas unas superficies cónicas con las cuales cooperan los cantos de borde periféricos de los cuerpos rotativos accionados 15. Estos cantos de borde, que forman superficies 26 de acoplamiento con la pista de rodadura están preferiblemente biselados (como se ha representado), de modo que las superficies de acoplamiento 26 se extienden bajo un mismo ángulo con el árbol 3 del engranaje que el ángulo que forman las pistas de rodadura asociadas 19 ó 20 con el árbol 3 del engranaje.
Además, el cuerpo de pista de rodadura superior 13 está sujeto de forma desplazable en dirección axial en la carcasa envolvente 11, estando pretensado ésta en dirección al cuerpo rotativo accionado 15. Utilizando el engranaje 1 en un aparato de prensado 2 como el descrito al principio se consigue este pretensado por efecto del muelle de compresión 35 que actúa sobre el pistón de bombeo 34. En principio, puede ser suficiente también la fuerza del peso de una pieza que actúe sobre el cuerpo de pista de rodadura superior.
Debido a este pretensado del cuerpo de pista de rodadura superior 13, los cuerpos rotativos accionados 15 están solicitados siempre en dirección axial hacia dentro, de modo que queda garantizado el acoplamiento de rozamiento entre éstos y el árbol 3 del engranaje.
La pista de rodadura 19 del cuerpo de pista de rodadura inferior 12 está fresada en el cuerpo de pista de rodadura 12 de manera de manera correspondiente a una forma circular, referido a una vista en planta. Como consecuencia de esto, las superficies 26 de acoplamiento con la pista de rodadura de los cuerpos rotativos accionados 15 cooperan con una vía de circulación de forma circular de la pista de rodadura inferior 19.
Cuando la pista de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura superior 13 se ha fabricado igual que la pista de rodadura inferior 19, es decir, con forma circular en vista en planta, se materializa entonces por medio de esta disposición un conjunto de apoyo del árbol (de accionamiento) que se puede producir de manera sencilla, ofrece un montaje favorable y es independiente de las tolerancias. Además, para establecer por medio de esta disposición también una bomba de pistón o un generador de vibraciones, la pista de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura superior 13 se ha producido, por ejemplo por medio de una fresa, con una forma que se aparta de una forma circular, con lo que se obtiene en una disposición como la representada una vista en planta elíptica de la pista de rodadura superior 20, y esto con un ángulo de cono \beta siempre constante con respecto al árbol 3 del engranaje. Como consecuencia de esto, la pista de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura superior 13 está estructurada en altura por todo el perímetro, visto desde los cuerpos rotativos accionados, con respecto a los cuerpos rotativos accionados 13 que cooperan con ésta y que giran sobre una vía circular.
Como consecuencia de esta configuración de la pista de rodadura, se obtiene por efecto del pretensado una adaptación en altura del cuerpo de pista de rodadura superior 13 mediante un desplazamiento axial del mismo en el curso de la circulación de los cuerpos rotativos accionados 15 impulsados por el árbol 3 del engranaje.
Las representaciones en las Figuras 5 a 10 muestran posiciones de los cuerpos rotativos accionados 15 en las cuales estos últimos recorren las zonas de la pista de rodadura del cuerpo de pista de rodadura superior 13 con un radio muy pequeño del contorno elíptico en planta, referido al eje longitudinal x. Como consecuencia de esto, el cuerpo de pista de rodadura superior 13 es llevado a la manera de un pistón hasta la posición axialmente más superior (véanse las Figuras 5 a 7).
En el curso de la rotación ulterior de los cuerpos rotativos accionados 15 éstos recorren las zonas de la pista de rodadura con radio muy incrementado del contorno elíptico en planta, lo que, debido a la configuración cónicamente uniforme de la pista de rodadura 20, tiene como consecuencia (véanse las Figuras 8 a 10) un desplazamiento del cuerpo de pista de rodadura superior 13 debido al pretensado dado hasta una posición más inferior, es decir, un desplazamiento en dirección a los cuerpos rotativos accionados 15. La circulación continua de los cuerpos rotativos accionados 15 provoca de manera correspondiente un movimiento oscilante del cuerpo de pista de rodadura superior 13.
Por tanto, las representaciones de las Figuras 5 (ó 6, 7) y 8 (ó 9, 10) representan planos de corte a través de puntos de contacto - situados de manera diferente en dirección axial - de los cuerpos rotativos accionados 15 con el cuerpo de pista de rodadura 13.
En este caso, una medida a de la carrera depende de la relación de los radios diferentes de las zonas de la pista de rodadura.
En la Figura 52 se representa esquemáticamente una posible clase de producción de un cuerpo de pista de rodadura con una pista de rodadura 20 estructurada en altura en el sentido de la presente solicitud. Una fresa 37 es guiada con respecto a su eje de giro 40 a lo largo de una trayectoria elíptica 39. El ángulo \beta de la fresa da como resultado la configuración cónica de la pista de rodadura 20. La desviación de la elipse 39 con respecto a una trayectoria circular teórica 38 da como resultado, referido a la trayectoria circular teórica 38, la estructuración en altura de la pista de rodadura 20.
Al contrario que en el ejemplo de ejecución anteriormente descrito con pistas de rodadura asimétricas 19 y 20, las Figuras 11 a 29 muestran una forma de ejecución en la que las pistas de rodadura 19 y 20 están estructuradas simétricamente, es decir, iguales en altura por todo el respectivo perímetro (referido a una trayectoria circular, esto significa: igual y diferente) esto ofrece la posibilidad de una regulación de la carrera automática (por ejemplo, una adaptación automática a la presión de funcionamiento o contrapresión sobre el cuerpo de pista de rodadura superior), manual o motorizada, para lo cual el cuerpo de pista de rodadura inferior 12 puede ser desplazado a rotación en la carcasa envolvente 11 a lo largo de un ángulo de giro de preferiblemente 90º. Se puede bloquear entonces también de manera adecuada una respectiva posición periférica de los cuerpos de pista de rodadura, eventualmente por medio de un fiador soltable, para conservar las fuerzas periféricas que se presentan durante el funcionamiento sin regulación de la posición elegida. Sin embargo, las fuerzas de retención y de regulación son sorprendentemente pequeñas. Para el manejo se ha previsto una orejeta de manejo 28 fijada al cuerpo de pista de rodadura inferior 12 y que atraviesa la carcasa envolvente 11 en la zona de una hendidura longitudinal 27.
Con ayuda de esta orejeta de manejo 28 se puede conseguir un desplazamiento giratorio manual del cuerpo de pista de rodadura superior 13, y esto con una disposición solidaria en rotación del cuerpo de pista de rodadura superior 13. Como consecuencia de esto, los cuerpos de pista de rodadura 12, 13 pueden ajustarse periféricamente uno con respecto a otro.
Las Figuras 12 a 17 muestran la función del engranaje 1 en una posición A_{0} del cuerpo de pista de rodadura inferior 12, en cuya posición A_{0} la medida a de la carrera es igual a cero. Las pistas de rodadura 19, 20 de los cuerpos de pista de rodadura 12 y 13 están dispuestas de manera que quedan desplazadas en 90º una respecto de otra, con lo que enfrente de un valle de la estructuración en altura de una pista de rodadura se encuentra una cresta de la otra pista de rodadura. Por consiguiente, los cuerpos rotativos accionados 15 que circulan sobre el árbol 3 del engranaje no provocan ningún desplazamiento en altura, es decir, axial, del cuerpo de pista de rodadura superior 13. Por el contrario, los cuerpos rotativos accionados 15 ruedan paralelamente al eje longitudinal x sobre el árbol 3 del engranaje de conformidad con la estructuración en altura de las pistas de rodadura 19, 20, juntamente con la jaula 14 que sujeta los cuerpos rotativos accionados.
En las Figuras 18 a 23 el cuerpo de pista de rodadura inferior 12 se ha desplazado a rotación hasta una posición A_{1} que corresponde a la mitad de la carrera máxima. Las pistas de rodadura 19, 20 de los cuerpos de pista de rodadura 12, 13 están aquí desplazadas periféricamente en 45º una respecto de otra. En esta mitad de la posición máxima el movimiento oscilante de los cuerpos rotativos accionados 15, conocido por la posición cero, sobre el árbol 3 del engranaje lleva superpuesto un movimiento de vaivén del cuerpo de pista de rodadura superior 13 a lo largo del eje longitudinal x.
La regulación máxima A_{2} de la carrera se muestra en las Figuras 24 a 29. En este caso, las pistas de rodadura 19, 20 están orientadas periféricamente de la misma manera respecto del contorno básico de producción elíptico mediante una basculación del cuerpo de pista de rodadura inferior 12 en 90º hasta la posición cero, de modo que una cresta de la estructuración en altura de una pista de rodadura tiene enfrente también una cresta de la otra pista de rodadura. Los valles de las estructuras en altura están también correspondientemente orientados de manera que quedan uno frente a otro. Como consecuencia de esto, se consigue una medida máxima a de la carrera.
En las Figuras 30 a 36 está representada una tercera forma de ejecución del engranaje 1 según la invención. En este caso, se trata sustancialmente de un engranaje de dos etapas respecto de la generación de la carrera (respecto, por ejemplo, del número de revoluciones) según la primera forma de ejecución con sendos pares de cuerpos rotativos accionados 15 por cada etapa. También aquí está previsto un cuerpo de pista de rodadura inferior 12 vuelto hacia el motor eléctrico 5 con una pista de rodadura 19 uniformemente estructurada en altura.
El cuerpo de rodadura superior 13 competente para la primera etapa, es decir, la etapa vuelta hacia el motor eléctrico 5, está provisto de una pista de rodadura 20 en ambos lados, considerado en dirección axial. Por consiguiente, estas pistas de rodadura 20 del cuerpo de pista de rodadura inferior están estructuradas en altura, estando una pista de rodadura 20 asociada y vuelta hacia la primera etapa y estando la otra pista de rodadura 20 asociada y vuelta hacia la segunda etapa.
El cuerpo de pista de rodadura superior 13 que cierra la segunda etapa y que está alejado del motor eléctrico 5 presenta una pista de rodadura 20 que está configurada uniformemente en altura como la pista de rodadura 19 del cuerpo de pista de rodadura inferior 12.
Los pares de cuerpos rotativos accionados 5 asociados a cada etapa están sujetos en sendas jaulas 14 en posiciones diametralmente enfrentadas con respecto al árbol 3 del engranaje, pudiendo ser desplazados estos pares de cuerpos rotativos accionados 15 independientemente uno de otro sobre el árbol 3 del engranaje en el curso del movimiento de rotación.
Debido a la construcción elegida en dos etapas del engranaje 1 se consigue una medida de carrera incrementada a.
Como puede apreciarse en las representaciones, aquí, al igual que en el primer ejemplo de ejecución, todos los cuerpos de pista de rodadura están asegurados contra giro por medio de pasadores de bloqueo 16.
Sin embargo, puede estar previsto aquí también alternativamente que tanto la pista de rodadura más inferior de la primera etapa como la pista de rodadura más superior de la segunda etapa estén estructuradas en altura y que el cuerpo de pista de rodadura central esté sujeto en la carcasa 11 de manera que pueda ser desplazada a rotación para el establecimiento de la carrera, con lo que puede conseguirse un engranaje de dos etapas con una regulación de carrera (tal como la que se ha descrito con ayuda del segundo ejemplo de ejecución).
Además, se puede elegir también una ejecución del engranaje según las Figuras 37 a 41. En este caso, se trata en principio sustancialmente de un engranaje según la primera forma de ejecución, pero aquí el árbol de salida 3 presenta un dentado periférico 29 que engrana con dentado periférico 30 de los cuerpos rotativos accionados. Además, en la carcasa 11 está previsto un cuerpo anular 31 que da alojamiento a los cuerpos rotativos accionados 15 y al árbol 3 del engranaje. Este cuerpo anular posee un dentado interior 32 que engrana con el dentado periférico 30 de los cuerpos rotativos accionados 15.
Como puede apreciarse en las representaciones, están previstas pistas de rodadura asimétricas 19, 20. Por consiguiente, los cuerpos rotativos accionados 15 conservan su posición axial sobre el árbol 3 del engranaje. Por el contrario, si están previstas pistas de rodadura simétricas 19, 20 conforme al segundo ejemplo de ejecución, se tiene entonces que, debido a la capacidad de desplazamiento axial de los cuerpos rotativos accionados 15, el dentado periférico 29 del árbol 3 del engranaje y el dentado interior 32 del cuerpo anular 31 han de adaptarse de manera correspondiente en su longitud medida en dirección axial.
Por último, las Figuras 42 a 51 muestran otra ejecución alternativa del engranaje 1 con pistas de rodadura 19, 20 de construcción asimétrica, es decir, una pista de rodadura inferior configurada uniformemente en altura y una pista de rodadura superior 20 estructurada en altura.
Al contrario que en los ejemplos de ejecución anteriormente descritos, se han posicionado aquí tres cuerpos rotativos accionados 15 en torno al árbol de salida 3. Mediante una configuración correspondiente en planta de la pista de rodadura superior 20 estructurada en altura se puede conseguir con esta medida una frecuencia más alta. A este fin, la pista de rodadura superior 20 presenta una planta triangular con zonas de esquina redondeadas en forma adaptada a los radios de los cuerpos rotativos accionados 15.
Mediante la disposición de tres cuerpos rotativos accionados 15 se consigue en cada 120º del movimiento de circulación la carrera máxima del cuerpo de pista de rodadura superior 13 que forma un cuerpo de pistón o un cuerpo vibratorio.
Para impedir en el engranaje 1 durante el movimiento de carrera del cuerpo de pista de rodadura superior 13 una acumulación de depresión que influya negativamente sobre el funcionamiento, se han previsto unas lumbreras 33 preferiblemente en el fondo 22 del cuerpo de pista de rodadura superior 13.

Claims (21)

1. Engranaje (1) con un árbol (3), preferiblemente un árbol de salida (3) de un motor eléctrico (5), y con cuerpos rotativos accionados (15) que están acoplados con el árbol (3) del engranaje, los cuales cooperan en dirección radial con el árbol del engranaje mediante aplicación a este árbol, y en la dirección axial del árbol del engranaje cooperan con un cuerpo de pista de rodadura superior móvil en la dirección axial y solicitado hacia los cuerpos rotativos accionados (15), presentando una zona de cooperación del árbol del engranaje una sección transversal de forma circular, caracterizado porque una pista de rodadura (20) del cuerpo de pista de rodadura (13) está estructurada en cualquier caso en altura por todo su perímetro con respecto a una trayectoria circular de circulación de los cuerpos rotativos accionados (15) de tal manera que en la dirección del árbol del engranaje resulta un movimiento de vaivén del cuerpo de pista de rodadura (13).
2. Engranaje según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes de giro de los cuerpos rotativos accionados (15) giran sobre una trayectoria circular.
3. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un cuerpo rotativo accionado (15) presenta una sección transversal de forma circular.
4. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol (3) del engranaje presenta una sección transversal de forma circular en la zona de la cooperación con los cuerpos rotativos accionados (15).
5. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el engranaje (1) es un engranaje reductor y porque los cuerpos rotativos accionados (15) que sirven para soportar el árbol (3) del engranaje giran con una frecuencia netamente más baja que la frecuencia de giro del árbol (3) del engranaje.
6. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol (3) del engranaje presenta continuamente la misma sección transversal de forma circular desde un motor (5) hasta la zona de cooperación.
7. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pista de rodadura (20) del cuerpo de pista de rodadura superior (13) discurre inclinada hacia el árbol (3) del engranaje, encerrando dicha pista, en sección transversal, un ángulo agudo (\beta) con el eje longitudinal (x) del árbol de salida (3), considerado hacia el extremo libre (23) del árbol (3) del engranaje.
8. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la estructuración en altura viene dada con respecto a un círculo concéntrico al árbol (3) del engranaje.
9. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los cuerpos rotativos accionados (15) están configurados en forma de discos.
10. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los cuerpos rotativos accionados (15) están sujetos en una jaula 14) en posiciones diametralmente enfrentadas con respecto al árbol (3) del engranaje.
11. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los cuerpos rotativos accionados (15) cooperan por el lado del motor con un cuerpo de pista de rodadura inferior (12).
12. Engranaje según la reivindicación 11, caracterizado porque la pista de rodadura (19) del cuerpo de pista de rodadura inferior (12) discurre inclinada hacia el árbol (3) del engranaje, encerrando esta pista, en sección transversal, un ángulo agudo (\alpha) con el eje longitudinal (x) del árbol de salida (3), considerado hacia el extremo del lado del motor del árbol (3) del engranaje.
13. Engranaje según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque la pista de rodadura (19) del cuerpo de pista de rodadura inferior (12) está estructurada en altura por todo su perímetro.
14. Engranaje según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque en cualquier caso en que exista estructuración en altura de los cuerpos de pista de rodadura inferior (12) y superior (13), éstos son ajustables en su perímetro uno con respecto a otro en dirección periférica.
15. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un cuerpo rotativo accionado (15) presenta una superficie (25) de acoplamiento con el árbol que se extiende paralelamente al eje (x) del árbol (3) del engranaje.
16. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un cuerpo rotativo accionado (15) presenta una superficie (26) de acoplamiento con la pista de rodadura que se extiende bajo un mismo ángulo con el árbol (3) del engranaje que el que forma la pista de rodadura (19, 20) del cuerpo de pista de rodadura asociado (12, 13) con el árbol (3) del engranaje.
17. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un cuerpo rotativo accionado (15) coopera con la pista de rodadura (19, 21) del cuerpo de pista de rodadura asociado (12, 13) por medio de un canto de borde que actúa como superficie (26) de acoplamiento con la pista de rodadura.
18. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol (3) del engranaje presenta un dentado periférico que engrana con un dentado periférico de los cuerpos rotativos accionados (15).
19. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los cuerpos rotativos accionados (15) engranan con un dentado interior (32) de un cuerpo anular (31) que da alojamiento a los cuerpos rotativos accionados (15) y al árbol de salida (3).
20. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstos tres o más cuerpos rotativos accionados (15).
21. Engranaje según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstas axialmente una tras otra dos o más unidades de cuerpos rotativos accionados (15) y un cuerpo de pista de rodadura superior (13).
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