ES2271228T3 - Sistema de acoplamiento de dos componentes. - Google Patents
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Abstract
Acoplamiento para la unión de dos piezas de trabajo (1, 2), consistiendo en las piezas de trabajo, como es el caso de la unión de un cubo de apriete (3) con un cubo de centraje (4), en cuyo caso entre las dos piezas de trabajo (1, 2) está previsto un elemento moldeable de manera axial (5), en cuyo caso el elemento (5) de una sola pieza, apareciendo en forma de U en su sección transversal, está insertado radialmente entre las piezas de trabajo (1, 2) de forma rígida y soldado por ambas partes de forma radial, en cuyo caso una ranura (11) está formada frontalmente en el cubo de apriete (3) y en el cubo de centraje (4), y las piezas de trabajo (1, 2) pueden moverse entre sí de forma axial estando centradas radialmente, en cuyo caso el cubo de apriete (3) engrana con exactitud de ajuste, al menos parcialmente, en el cubo de centraje (4), o el cubo de centraje (4) engrana en el cubo de apriete (3) para el centraje radial del cubo de apriete (3) frente al cubo de centraje (4), estando colocado frente a éste y siendo su desplazamiento posible de forma axial.
Description
Sistema de acoplamiento de dos componentes.
El presente invento se refiere a un acoplamiento
para la unión de dos piezas de trabajo, como es el caso de la unión
de un cubo de apriete con un cubo de centraje, en cuyo caso entre
las dos piezas de trabajo está previsto un elemento moldeable de
manera axial.
Los acoplamientos de este tipo ya son conocidos
y están disponibles en el mercado en múltiples formas y ejecuciones.
Se les conoce generalmente como acoplamientos rígidos, como
acoplamientos de compensación rígidos a la torsión, para transferir
un momento de giro inicial desde una pieza de trabajo hasta una
segunda pieza de
trabajo.
trabajo.
Sin embargo, es poco ventajoso el que la
fabricación de los acoplamientos tradicionales sea extremadamente
cara, en lo que se refiere por ejemplo a un acoplamiento de
mordaza.
Además supone una desventaja que, en el caso de
los acoplamientos tradicionales, el momento de giro no pueda ser
transferido sin juego de una pieza de trabajo a una segunda pieza de
trabajo. Esto es necesario especialmente al conectar engranajes
altamente precisos, servo-motores, o similares.
Además, es desventajoso el que una guía linear radial de las piezas
de trabajo a unir esté generalmente sometida a sufrir juego, lo que
tampoco es
deseado.
deseado.
Por otro lado, el estado actual de la técnica
reconoce acoplamientos de tipo fuelle, los cuales requieren un gran
espacio para su instalación y son ejecutados de forma alargada,
siendo especialmente caros en su fabricación. Dichos acoplamientos
impiden las construcciones compactas y no permiten de ninguna forma
un centraje. Presentan además tres grados de libertad, lo cual no es
deseado.
La US 5,407,386 presenta una conexión
eje-cubo, en cuyo caso está previsto un acoplamiento
entre las dos piezas de trabajo que se pretende unir. Dicho
acoplamiento tiene únicamente como función la compensación
longitudinal axial.
La GB 2 244 763 A ofrece un acoplamiento en el
cual un fuelle ejecutado en dos piezas está insertado entre dos
piezas de trabajo.
El presente invento tiene como objetivo crear un
acoplamiento de la manera anteriormente descrita, que eliminaría
las desventajas anteriormente mencionadas y con el cual se pueda
transferir un momento de giro desde una pieza de trabajo hasta otra
pieza de trabajo de manera muy económica, sencilla y efectiva, libre
de juego, y con absoluta precisión, en cuyo caso un cambio de
longitud debería ser compensado por ejemplo mediante la extensión
térmica de una u otra pieza de trabajo en dirección axial.
Además, un momento de giro radial ha de ser
transferido aproximadamente rígido a la torsión desde una pieza de
trabajo hasta una segunda pieza de trabajo de manera que sea
absolutamente libre de juego. Un acoplamiento de este tipo debería
ser además libre de mantenimiento y desgaste, y especialmente
económico en su fabrica-
ción.
ción.
La consecución de dicho objetivo conlleva las
características de la reivindicación de patente 1.
En el presente invento se inserta un elemento,
especialmente soldado entre dos piezas de trabajo, entre dos cubos
de apriete y un cubo de centraje para la formación de un
acoplamiento. El elemento está ejecutado como un fuelle
preferiblemente en forma de U y presenta dos elementos de círculo
anular, los cuales están unidos frontalmente con un elemento de
unión en forma de U. Entre los dos elementos de círculo anular está
formada una ranura. El elemento está fijamente soldado,
preferiblemente por el lado frontal, por un lado con la primera
pieza de trabajo y por el otro lado con la segunda pieza. El
elemento con las piezas de trabajo estará preferiblemente soldado
con láser a lo largo de toda su circunferencia.
De este modo se genera una unión radial rígida
al giro, o bien un acoplamiento, de las piezas de trabajo entre sí,
de tal modo que éstas se pueden mover entre sé de forma radial
libres de holguras y rígidas al giro.
El presente invento tiene como ventaja que con
un acoplamiento de estas características se podría obtener un área
construida extremadamente corta. Este acoplamiento permite al mismo
tiempo un centraje radial con y/o sin elemento de guía, casquillo
de guía, o similar. Esto queda también garantizado de manera
permanente. Además, se puede realizar un centraje simultáneo entre
las dos piezas de trabajo a través del elemento que se centre, el
cual permitirá un movimiento axial. Esto representa una ventaja
fundamental del presente invento.
Especialmente en el caso de piezas de trabajo
altamente precisas, como por ejemplo en el caso de los engranajes
planetarios, tal y como han sido descritos en la DE 44 01 164.4, se
utilizará una propulsión eléctrica, un motor servo o similar como
un elemento propulsor, el cual iniciaría un momento de giro muy
preciso a través de un cubo de apriete. Debido a que el cubo de
apriete está unido de forma rígida a la torsión con la segunda
pieza de trabajo, o bien con un cubo de centraje a través del
elemento, especialmente del fuelle, como un acoplamiento, las piezas
de trabajo, o bien el cubo de apriete frente al cubo de centraje, se
pueden mover de manera axial por uno u otro lado mediante la forma
correspondiente del elemento. Esto es entonces especialmente
necesario cuando por ejemplo el cubo de centraje en forma de pieza
de trabajo de un elemento de engranaje cambiara su longitud debido
a la expansión térmica y al calentamiento. Al mismo tiempo, y
durante el calentamiento del eje propulsor de una unidad propulsora
de por ejemplo un motor eléctrico o servo, podría ocurrir el cambio
de longitud o bien la dilatación del cubo de apriete o bien del eje
propulsor del motor. Una dilatación correspondiente de este tipo
podría ser compensada a través de la ranura correspondiente del
elemento.
Además resulta ventajoso el hecho de prever
adicionalmente una guía linear radial de las dos piezas de trabajo
entre sí, de tal modo que por ejemplo un rebaje de una primera pieza
de trabajo engrane en un rebaje de eje hueco correspondiente con
exactitud de ajuste, en cuyo caso una ranura de compensación se
formaría de manera frontal. Por otro lado, para evitar el
desplazamiento radial o bien el movimiento de las piezas de trabajo
podrían estar previstos también, en vez de un rebaje, casquillos de
centraje, espigas de centraje, o similares. Las piezas de trabajo
podrían moverse entonces simplemente entre sí en direcciones
axiales.
Más ventajas, características y detalles del
presente invento pueden ser deducidos de la siguiente descripción de
ejemplos preferidos de realización, así como de los dibujos; los
cuales muestran en
Figura 1 una representación en perspectiva de un
acoplamiento para unir un cubo de apriete con un cubo de
centraje;
Figura 2 una sección longitudinal a través de un
acoplamiento, un cubo de apriete y un cubo de centraje conforme a la
figura 1;
Figura 3 una sección aumentada de una parte de
la sección longitudinal en el área del acoplamiento conforme a la
figura 2;
Figura 4a y Figura 4c una sección longitudinal
parcial a través de otro ejemplo de ejecución de un acoplamiento
con un cubo de apriete y un cubo de centraje con y sin guía
radial;
Figura 4b una sección longitudinal parcial
conforme a la figura 4a como otro ejemplo de ejecución;
Figura 5 una vista en planta sobre el
acoplamiento conforme a las figuras 1 hasta 4b;
Figura 6 una sección longitudinal parcial a
través de otro ejemplo de ejecución de otro acoplamiento junto con
la guía radial.
Conforme a la figura 1, un acoplamiento R_{1}
conecta una primera pieza de trabajo 1 con una segunda pieza de
trabajo 2, en cuyo caso del ejemplo preferido de ejecución la pieza
de trabajo 1 estaría realizada como un cubo de apriete 3 y la pieza
de trabajo 2 estaría realizada como un cubo de centraje 4. El cubo
de apriete 3 y el cubo de centraje 4 estarían unidos entre sí a
través del acoplamiento R_{1}.
En este caso el acoplamiento R_{1} presenta un
elemento 5, el cual está realizado como un fuelle. Además, el
elemento 5 presenta dos elementos de círculo anular 6, tal y como ha
sido indicado en las figuras 2 y 3, los cuales están colocados
preferiblemente uno al lado del otro de forma paralela y axial. Los
elementos de círculo anular 6 están unidos entre sí en su parte
frontal a través de un elemento de unión 7 (véase figura 5),
dirigidos hacia el interior hacia un eje central M. Los elementos de
círculo anular 6 y los elementos de unión 7 consisten
preferiblemente de una pieza, la cual está realizada en su sección
transversal en forma de U. Sería preferible que el elemento 5 esté
realizado en forma de círculo anular, en cuyo caso se formaría una
ranura 8 entre los elementos de círculo anular 6.
En el ejemplo de realización preferido las
superficies exteriores de círculo anular 9 y/o los lados frontales
10 del elemento 5 estarán firmemente soldados con una pieza de
trabajo 1, 2, o bien con el cubo de apriete 3 y el cubo de centraje
4 respectivamente. La soldadura será realizada preferiblemente sobre
el perímetro completo. Sin embargo, un lado frontal 10 también
podría estar soldado firmemente, especialmente con láser, con el
cubo de apriete 3 por un extremo y con el cubo de centraje 4 por el
otro extremo, al menos en una parte del perímetro, pero
preferiblemente en el perímetro completo. De esta manera se genera
un acoplamiento R_{1}, con el cual las piezas de trabajo 1, 2
están fijamente unidas entre sí de forma irreversible y con la
seguridad de que no se van a torcer.
Además, resultó especialmente ventajoso prever
una ranura 11 en el área del elemento de unión 7 del elemento 5, de
manera frontal tanto en el cubo de apriete 3 como en el cubo de
centraje 4 respectivamente, de tal modo que al mover axialmente la
pieza de trabajo 1 contra la pieza de trabajo 2 se podría comprimir
mínimamente el elemento 5. En dicho caso, especialmente el área del
elemento de unión 7 y una parte del área de los elementos de círculo
anular 6 quedarían libres debido a las ranuras 11.
Una ventaja importante del presente invento
sería que el elemento 5 puede transmitir momentos de giro
extremadamente elevados del cubo de apriete 3 al cubo de centraje 4
para la inserción o bien el embridado por ejemplo dentro de un
engranaje o al lado del mismo.
Para que al mismo tiempo esté garantizada la
conducción exacta durante los movimientos axiales de una pieza de
trabajo 1 frente a otra pieza de trabajo 2, un rebaje de eje 12 del
cubo de centraje 4 se engrana con exactitud de ajuste en el rebaje
de eje hueco 13 correspondiente del cubo de apriete 3. En dicho caso
se forma una ranura de compensación 14 en el lado frontal entre el
rebaje de eje 12 y el rebaje de eje hueco 13. De esta manera estaría
garantizada la conducción exacta de ambas piezas de trabajo 1, 2 en
dirección axial.
Sin embargo también está considerado en el marco
del presente invento, que por ejemplo un rebaje correspondiente
salga del cubo de apriete 3 por debajo del elemento 5 y engrane en
un rebaje de eje hueco correspondiente aquí no numerado del cubo de
centraje 4.
Además se forma un espacio libre 15 entre el
rebaje 12 y el elemento 5, tal y como se ve especialmente en la
figura 3.
Supone también una ventaja del presente invento
que por ejemplo un eje propulsor aquí no representado, procedente
por ejemplo de un motor eléctrico, pueda engranar en el cubo de
apriete 3. También está considerado el introducir un eje propulsor,
no solamente en el cubo de apriete sino también en el cubo de
centraje 4.
En otro ejemplo de ejecución del presente
invento conforme a la figura 4a el acoplamiento R_{1},
especialmente el elemento 5 está unido con las piezas de trabajo 1
y 2, o bien con el cubo de apriete 3 y el cubo de centraje 4 de la
manera anteriormente descrita. La diferencia es que en el área del
elemento 5, tanto el cubo de apriete 3 como el cubo de centraje 4,
los cuales estarán realizados preferiblemente como ejes huecos,
presentan cada uno también un rebaje de eje hueco 13
respectivamente, en el cual estará insertado un casquillo de
centraje 16 con exactitud de ajuste, y estando formada la ranura de
compensación 14 de manera frontal hacia el cubo de apriete 3. En
este caso un eje propulsor, aquí no representado, podría engranar en
el cubo de apriete 3 y eventualmente también en el cubo de
centraje 4.
centraje 4.
En la figura 4c se muestra un acoplamiento
R_{1} que corresponde aproximadamente al ejemplo de ejecución
conforme a la figura 4a. Sin embargo no está previsto un casquillo
de centraje 16, ya que el elemento 5 estaría realizado de tal forma
que se centre de manera autónoma. Esta forma de ejecución garantiza
también por un lado un espacio construido muy corto y por otro el
centraje en dirección radial de ambas piezas de trabajo entre
sí.
Según el ejemplo de ejecución conforme a la
figura 4b el rebaje de eje 12 estaría insertado en el rebaje de eje
hueco 13 del cubo de apriete 3. La ranura de compensación 14 estaría
formada frontalmente entre el rebaje 12 y el cubo de apriete 3.
Otra característica especial es que otro rebaje de eje hueco 13
puede estar previsto en el área frontal del cubo de centraje 4,
especialmente en el área del rebaje de eje hueco 12, el cual
acogería un casquillo de centraje 16. En dicho caso un eje
propulsor, aquí no representado con más detalle, podría ser
recibido en el área del cubo de apriete 3 y el cubo de centraje 4 en
el área del casquillo de centraje 16 para garantizar una guía axial
adicional para el movimiento de las piezas de trabajo 1, 2 entre
sí.
En la figura 5 se presenta la vista en planta
del elemento 5, especialmente el acoplamiento R_{1}, el cual está
realizado preferiblemente en forma de anillo.
La figura 6 muestra otro ejemplo de ejecución de
un acoplamiento R_{2}, que consiste también, como el elemento 5,
de elementos de círculos anulares 6, los cuales estarían sin embargo
unidos de manera frontal por medio de un elemento de unión 7
colocado en el exterior. La ranura 8 estaría dirigida hacia el
interior. Para el centraje radial, el casquillo de centraje 16
podría estar insertado en el área del elemento 5 de la manera
anteriormente descrita. En lugar del casquillo de centraje 16
también podrían estar previstos ejes de posición o elementos
similares para el centraje radial y la guía de las piezas de trabajo
1, 2. El invento no ha de estar limitado en lo que respecta a
este
aspecto.
aspecto.
Claims (8)
1. Acoplamiento para la unión de dos
piezas de trabajo (1, 2), consistiendo en las piezas de trabajo,
como es el caso de la unión de un cubo de apriete (3) con un cubo de
centraje (4), en cuyo caso entre las dos piezas de trabajo (1, 2)
está previsto un elemento moldeable de manera axial (5), en cuyo
caso
el elemento (5) de una sola pieza, apareciendo
en forma de U en su sección transversal, está insertado radialmente
entre las piezas de trabajo (1, 2) de forma rígida y soldado por
ambas partes de forma radial, en cuyo caso una ranura (11) está
formada frontalmente en el cubo de apriete (3) y en el cubo de
centraje (4), y las piezas de trabajo (1, 2) pueden moverse entre
sí de forma axial estando centradas radialmente, en cuyo caso el
cubo de apriete (3) engrana con exactitud de ajuste, al menos
parcialmente, en el cubo de centraje (4), o el cubo de centraje (4)
engrana en el cubo de apriete (3) para el centraje radial del cubo
de apriete (3) frente al cubo de centraje (4), estando colocado
frente a éste y siendo su desplazamiento posible de forma axial.
2. Acoplamiento conforme a la
reivindicación 1, caracterizado en que el elemento (5) está
formado por dos elementos de círculos anulares (6), separados
axialmente entre sí, los cuales están unidos frontalmente entre sí
de forma radial y circular en el interior o el exterior a través del
elemento de unión (7), con forma de U en la sección transversal, de
tal modo que entre los dos elementos de círculo anular (6) se forma
una hendidura (8), abierta radialmente hacia el exterior o el
interior.
3. Acoplamiento conforme a las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado en que el elemento (5)
está formado como un fuelle anular.
4. Acoplamiento conforme a una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado en que el primer
elemento de círculo anular (6) está soldado con el cubo de apriete
(3) mientras que el segundo elemento de círculo anular (6) está
soldado con el cubo de centraje (4).
5. Acoplamiento conforme con al menos
una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado en que
un lado frontal (10) y/o una superficie de círculo anular (9) del
elemento (5), ubicada en el área frontal, está soldada al menos
parcialmente de forma circular con el cubo de apriete (3) y con el
cubo de centraje (4).
6. Acoplamiento conforme con al menos
una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado en que
la ranura (11) está formada frontalmente en el cubo de apriete (3) y
en el cubo de centraje (4) en el área del elemento de unión (7),
estando en esta área el elemento de unión (7) distanciado axialmente
hacia el cubo de apriete (3) y el cubo de centraje (4).
7. Acoplamiento conforme con al menos
una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado en que
un casquillo de centraje (16) está insertado con exactitud de ajuste
para el centraje radial entre el cubo de apriete (3) y el cubo de
centraje (4), y en que está permitido un movimiento axial del cubo
de apriete (3) con respecto al cubo de centraje (4), con el
elemento (5) insertado entre éstos, a través de una ranura de
compensación (14).
8. Acoplamiento conforme a la
reivindicación 7, caracterizado en que el cubo de apriete (3)
y el cubo de centraje (4) están realizados como ejes huecos, en
cuyo caso un rebaje de eje (12) del cubo de centraje (4) engrana en
un rebaje de eje hueco (13) del cubo de apriete (3) para el centraje
radial, estando la ranura de compensación (14) formada frontalmente
entre el rebaje de eje (12) y el cubo de apriete (3).
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