ES2905834T3 - Disposición de motorreductor compacta - Google Patents

Abstract

Disposición de motorreductor formada por un reductor (2) y un motor de accionamiento (5), con una carcasa (3) que rodea a una cámara de reductor (30), en la que está dispuesta al menos una etapa de reductor (4), en la que el motor de accionamiento (5) presenta un eje de accionamiento (46), y en la cámara de reductor (30) están dispuestos una perforación de cojinete (39) para el eje de accionamiento (46) con un piñón de accionamiento (45) y además un eje de salida (42) con una rueda dentada de salida (41), en la que el piñón de accionamiento (45) acciona la rueda dentada de salida (41), caracterizada por que la etapa de reductor (4) y el motor de accionamiento (5), de un tipo de construcción con piñón de accionamiento (45) dispuesto entre cojinetes (47, 48), están dispuestos juntos en la misma cámara de reductor (30), de modo que se forma una refrigeración por pulverización directa del motor de accionamiento (5) mediante aceite pulverizado proveniente de la etapa de reductor (4).

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de motorreductor compacta

La invención se refiere a una disposición de motorreductor compacta. Dicho con más precisión se refiere a una disposición formada por un reductor (modular) y un motor de accionamiento con una carcasa que rodea a una cámara de reductor con una etapa de reductor.

Disposiciones de accionamiento formadas por un reductor y un motor de accionamiento se utilizan de muchas formas diferentes en el ámbito industrial para diferentes propósitos. En particular, se utilizan para accionamientos pequeños de instalaciones de transporte (por ejemplo cintas transportadoras o sistemas de transporte de almacenes de estantes elevados), así como en actuadores de máquinas. A menudo están previstos varios de estos accionamientos en una instalación. Los reductores necesarios para ello están realizados generalmente como reductores modulares y están disponibles en muchas realizaciones o variantes, por ejemplo con diferentes multiplicaciones, tamaños de construcción, disposiciones de fijación, etc.

Por un lado, para la adaptación a los diferentes requisitos es importante la modularidad. Esta sirve para garantizar una fabricación racional incluso con una alta cantidad de variantes. Por otro lado, también son importantes una alta eficiencia del reductor, así como una realización compacta.

Además es conocida la disposición de motorreductor SEW-Movigear de la empresa SEW Eurodrive. Se trata aquí de una disposición uniforme que comprende un reductor con un motor eléctrico como accionamiento. El motor eléctrico no está fijado por separado en el exterior del reductor como es convencional, sino que está embridado al reductor en una cámara propia. El reductor y el motor de accionamiento están dispuestos bajo una carcasa de cubierta común. En este caso la refrigeración del motor de accionamiento no es nada fácil. Se presenta el problema fundamental de que cuanto más compacta es la disposición debajo de la carcasa de cubierta común, más difícil es la refrigeración del motor de accionamiento.

El documento WO 2007/013642 A1 se refiere a una disposición de accionamiento que comprende un motor y una etapa de reductor. Además está descrito un mecanismo de lubricación complejo.

Por el documento US 9410610 B1 es conocido un sistema de accionamiento para un vehículo que comprende una máquina eléctrica y una unidad de reductor. La máquina eléctrica y la unidad de reductor están posicionadas juntas en una disposición de carcasa.

La invención se propone el objeto de evitar este inconveniente en disposiciones de motorreductor.

La solución según la invención radica en las características de la reivindicación independiente. Perfeccionamientos ventajosos son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

En una disposición de motorreductor que está formada por un reductor (modular) y un motor de accionamiento, con una carcasa que rodea a una cámara de reductor, en la que está dispuesta al menos una etapa de reductor, en la que el motor de accionamiento presenta un eje de accionamiento, y en la cámara de reductor está dispuesta una perforación de cojinete para el eje de accionamiento con un piñón de accionamiento y además un eje de salida con una rueda dentada de salida, de modo que el piñón de accionamiento acciona la rueda dentada de salida, está previsto según la invención que la etapa de reductor y el motor de accionamiento, de un tipo de construcción con piñón de accionamiento dispuesto entre los cojinetes, estén dispuestos juntos en la misma cámara de reductor, de modo que se forma una refrigeración por pulverización directa del motor de accionamiento mediante aceite pulverizado proveniente de la etapa de reductor.

Por disposición en la misma cámara de reductor se entiende aquí que el motor de accionamiento y la etapa de reductor están dispuestos dentro de una única cámara que no tiene compartimentos (“monocompartimental”) (no tiene elementos de separación, como juntas, cojinetes, paredes intermedias, etc.).

Por la disposición entre cojinetes se entiende una disposición en la zona espacial entre los cojinetes (por regla general, dos).

La invención se basa en la idea de integrar completamente el motor de accionamiento en la unidad de reductor. El motor está dispuesto en una y la misma cámara que la etapa de reductor propiamente dicha (monocompartimental) y, por tanto, está conectado térmicamente de manera óptima. Así, el motor no está dispuesto en una cámara propia (multicompartimental), sino en la cámara de reductor común (monocompartimental). Está prevista una refrigeración por pulverización directa del motor de accionamiento, es decir por aceite pulverizado expulsado desde la etapa de reductor que llega directamente al motor de accionamiento y sus devanados a ser enfriados (en particular el estator); esto es diferente de una refrigeración indirecta a través de una pared intermedia o similar. Así, mediante la refrigeración por pulverizado de la etapa de reductor se puede conseguir de forma fácil al mismo tiempo una refrigeración eficaz del motor de accionamiento.

Resulta así un buen efecto de refrigeración sin tener que depender de refrigeración por aire exterior. No es necesaria refrigeración externa costosa. Dado que la refrigeración se realiza a través de la etapa de reductor propiamente dicha con su carcasa o la refrigeración del propio reductor, la invención resuelve con éxito la contradicción existente hasta ahora entre la compacidad por un lado y la refrigeración suficiente del motor de accionamiento por otro lado.

La invención también ofrece la ventaja de que por la disposición del motor de accionamiento en la cámara de reductor común ya no es necesaria una conducción para el eje del motor propiamente dicho desde el exterior. Por tanto, la carcasa de reductor está libre de una entrada para el eje de accionamiento. El eje de accionamiento está pues dispuesto encerrado, es decir completamente dentro de la carcasa o de la cámara de reductor común. Ya no es necesaria una obturación correspondiente del eje de accionamiento. Se suprime la junta propensa al desgaste y que conlleva fricción en el eje de accionamiento que era necesaria hasta ahora para ello. Debido a la supresión de esta pieza de desgaste, la disposición de accionamiento según la invención requiere menos mantenimiento y tiene una vida útil más larga. Además, pueden estar previstos motores de accionamiento de alta velocidad con un grado favorable de eficiencia, sin tener que temer inconvenientes con respecto al desgaste de la junta.

También ofrece la ventaja de que la disposición de accionamiento ahora también se puede montar de forma inaccesible, porque ya no es necesario un acceso regular para reemplazar la junta propensa al desgaste en el eje de accionamiento. Esto mejora la amplia aplicabilidad de la disposición de accionamiento de motorreductor según la invención.

La disposición del motor de accionamiento abierta dentro de la cámara de reductor según la invención también ofrece otras ventajas. Por ejemplo, la ventaja de menores emisiones de ruido. La cámara de reductor propiamente dicha actúa aquí como un encapsulado para el motor de accionamiento. Se consigue así un aislamiento acústico, y concretamente sin los problemas térmicos típicos de un encapsulado, ya que según la invención, el motor de accionamiento puede ceder su calor residual directamente a la carcasa de reductor y es refrigerado con ello.

La disposición de motorreductor según la invención logra todas estas ventajas junto con una compacidad mejorada. Esto no tiene precedentes en el estado de la técnica.

Convenientemente, en la cámara de reductor está previsto un casquillo de alojamiento para el motor de accionamiento. Puede actuar como disipador de calor para el motor de accionamiento. En este caso, el casquillo de alojamiento está configurado ventajosamente de tal manera que presenta una interfaz radial de superficie lisa con respecto a una cubierta exterior del motor de accionamiento. De esta manera, el casquillo de alojamiento actúa por un lado para la sujeción mecánica del motor de accionamiento y por otro lado para el posicionamiento preciso (en el sentido de un casquillo de centrado), y además el casquillo de alojamiento también asegura una transmisión térmica favorable, con la carcasa de reductor actuando como disipador de calor para el motor de accionamiento.

Preferiblemente, el casquillo de alojamiento está realizado sin destalonamiento en la dirección de inserción del motor de accionamiento, y convenientemente de manera que el motor de accionamiento pueda ser insertado directamente desde la dirección de la etapa de reductor. Por tanto, la disposición integrada del motor de accionamiento según la invención puede combinarse con un montaje sencillo. Se favorece así una fabricación racional.

Preferiblemente, una línea de suministro de energía para el motor de accionamiento es guiada a través de la carcasa de manera estanca a los líquidos. La obturación de una línea de suministro de energía es significativamente más fácil de lograr que la obturación de un eje de accionamiento giratorio como en el estado de la técnica. La fiabilidad en el funcionamiento a largo plazo aumenta por tanto de forma considerable.

Está previsto ventajosamente que los devanados del motor de accionamiento estén bañados con líquido. Es conveniente que los devanados estén provistos para ello de un revestimiento resistente al aceite. Por tanto, puede tener lugar una refrigeración directa del motor de accionamiento, y en particular de los devanados altamente cargados, por medio del aceite de reductor que normalmente está presente para la lubricación. Esto da como resultado una refrigeración eficiente prácticamente sin esfuerzo adicional.

Para conseguir un suministro más específico del motor de accionamiento con aceite pulverizado está previsto preferentemente un disco centrífugo para el motor de accionamiento. Convenientemente la refrigeración por pulverización está realizada (en particular las dimensiones del disco centrífugo son elegidas), de manera que un resquicio de aire del motor de accionamiento esté libre de aceite. Por el mantenimiento del espacio de aire se evitan perdidas de fricción innecesarias y además se consiguen condiciones electromagnéticas ventajosas en este punto decisivo.

En una forma de realización especialmente conveniente, que igualmente merece una protección independiente, están previstos al menos dos cojinetes para el motor de accionamiento, estando dispuesto también el motor de accionamiento (junto con el piñón de accionamiento) entre los cojinetes. Esto ofrece ventajas considerables con respecto a las relaciones de carga, así como a las emisiones de ruido. Además, los cojinetes se encuentran por fuera, de modo que entre el motor de accionamiento y el piñón de accionamiento no existe ningún cojinete (sin cojinetes). El enfriamiento del motor, así como la posibilidad de un montaje fácil del motor de accionamiento con el piñón de accionamiento se mejoran de esta forma.

Convenientemente, el motor de accionamiento está realizado como motor síncrono. La realización como motor síncrono, en particular como motor síncrono de imán permanente, ofrece las ventajas de un factor de forma muy compacto, así como una alta eficiencia. Ambos juntos en combinación son extremadamente favorables para una integración del motor de accionamiento en la cámara de reductor. Además, de esta manera el motor de accionamiento puede tener una construcción extremadamente corta. Por tal construcción corta se entiende que la longitud del motor es menor que el ancho (diámetro). Convenientemente, el motor de accionamiento está acoplado a la etapa de reductor sin embrague. Esto permite una realización aún más compacta.

El casquillo de alojamiento está preferentemente cerrado por el exterior por una placa de cojinete retirable. Por tanto, con la placa de cojinete retirada, el motor de accionamiento se puede montar de manera sencilla insertándolo dentro del casquillo de alojamiento. Después del montaje, la abertura de montaje se puede cerrar de forma fácil y segura con la placa de cojinete. Convenientemente, la placa de cojinete está realizada para ser recambiada, y es preferiblemente modular con diferentes profundidades de instalación. De esta manera se puede lograr de manera sencilla una adaptación a motores de accionamiento de diferentes tamaños, en particular diferentes profundidades. Ventajosamente, en la placa de cojinete está dispuesta una salida auxiliar. Estas pueden estar previstas en particular para codificadores, frenos, ventiladores adicionales u otras funciones. Por el diseño modular de la placa de cojinete puede conseguirse una adaptación fácil a diferentes equipos con diferentes accionamientos auxiliares, tanto en lo que respecta a la función del accionamiento auxiliar como en lo que respecta a su disposición.

El motor de accionamiento y la tapa de cojinete forman una unidad premontada con particular ventaja. De esta manera se puede lograr un alto grado de premontaje, de modo que el montaje propiamente dicho se simplifica significativamente.

Convenientemente, el motor de accionamiento está diseñado sin aletas de refrigeración (“libre de aletas de refrigeración”). Esto da como resultado una mejor transmisión de calor a la carcasa de reductor a través del casquillo de alojamiento.

Convenientemente, la etapa de reductor está realizada como reductor de engranaje recto. Esto da como resultado una forma de construcción particularmente compacta. Además, el eje de accionamiento y el eje de salida están dispuestos preferentemente paralelos y desplazados (no coaxiales) entre sí.

El eje de salida está configurado preferentemente como eje pasante. Esto abre un espectro más amplio de aplicaciones.

La invención se explica con más detalle a continuación a modo de ejemplo con referencia al dibujo, utilizando un ejemplo de realización. Muestran:

Fig. 1: una vista desde arriba de un ejemplo de realización con motor de accionamiento montado;

Fig. 2: una vista en despiece ordenado del ejemplo de realización con el motor de accionamiento sacado;

Fig. 3a,b: vistas en sección de una carcasa de reductor con y sin etapa de reductor montada;

Fig. 4: una vista trasera con motor de accionamiento listo para el montaje; y

Fig. 5: una vista en sección transversal en el estado montado.

Un ejemplo de realización de una disposición de motorreductor según la invención, designada en su totalidad por el número de referencia 1, comprende un reductor 2 y un motor de accionamiento 5. El reductor 2 comprende una carcasa 3 que encierra una cámara de reductor 30 en su espacio interior. En la carcasa de reductor 30 está dispuesta una etapa de reductor 4.

La carcasa 3 está realizada con varias partes. Comprende un cuerpo principal de reductor 34 y un pie de reductor 33. El cuerpo principal de reductor 34 tiene una pared de carcasa trasera 31 y una pared de carcasa delantera 32. En un extremo inferior del cuerpo principal de reductor 34, el pie de reductor 33 está fijado de forma separable a través de una fijación de tornillo 36. El pie de reductor 33 funciona además como un sumidero para aceite de reductor (no representado), que asegura la lubricación, así como la refrigeración de la etapa de reductor 4 y también del motor de accionamiento 5.

En las paredes delantera y trasera 31,32 de la carcasa está dispuesta, respectivamente, una perforación de cojinete 37 para un eje de salida 42 de la etapa de reductor 4, estando alineadas entre sí las dos perforaciones de cojinete 37. En las perforaciones de cojinete 37 está dispuesto, respectivamente, un cojinete principal 43 realizado como cojinete de rodillos para el eje de salida 42. Los cojinetes principales 43 están recubiertos exteriormente por anillos de obturación 37'. El eje de salida 42 está provisto de un espacio hueco interior y está realizado como eje pasante.

Una rueda dentada de salida 41 está dispuesta en el eje de salida 42 solidaria en rotación por medio de una conexión de ranura y lengüeta 40. La rueda dentada de salida 41 engrana con un piñón de accionamiento 45 que está dispuesto en un eje de accionamiento 46. El eje de accionamiento 46 está montado en su extremo delantero por medio de un cojinete de rodillos 47 en una perforación de cojinete de accionamiento 39 dispuesta en la pared delantera de carcasa 32 y está cubierto con una tapa de cojinete 39'.

Un casquillo de alojamiento 35 para el motor de accionamiento 5 está previsto en la pared trasera de carcasa 31 en alineación con la perforación de cojinete de accionamiento 39. El casquillo de alojamiento 35 tiene una forma esencialmente cilíndrica y presenta una o varias interfaces radiales 38 de superficie lisa en su pared interior. Estas están realizadas para un contacto plano en una cubierta exterior 50 del motor de accionamiento 5. Por el contacto plano se consigue por un lado que el motor de accionamiento 5 se mantenga de manera segura y precisa en el cuerpo principal de reductor 34 y, por otro lado, se garantiza una buena transferencia del calor desde el motor de accionamiento 5 a la carcasa de reductor 3 . De esta forma, el casquillo de alojamiento 35 y la carcasa de reductor 3 funcionan en su totalidad como disipador de calor para el motor de accionamiento 5.

El motor de accionamiento 5 está realizado como motor síncrono de imán permanente. Comprende un rotor 52 con imanes permanentes 53 que están dispuestos en un eje de rotor 51. Además, el motor de accionamiento 5 comprende un estator 54 con una pluralidad de devanados 55 que están dispuestos por el lado interior en la cubierta exterior 50. Los devanados 55 están controlados por una electrónica del motor, que está dispuesta en una caja de distribución 60 dispuesta en el exterior. Por el control de los devanados 55 conocido en sí mediante la electrónica de motor se pone en rotación el eje de rotor 51 provisto de imanes permanentes 53.

En el lado delantero del eje de rotor 51 está dispuesto el eje de accionamiento 46 con el piñón de accionamiento 45. En la forma de realización representada, el eje de accionamiento 46 está realizado convenientemente formando una sola pieza con el eje de rotor 51. Sobre el eje del rotor 51 se asienta un disco centrífugo 56 entre el piñón de accionamiento 45 y los devanados del estator 55. Sirve para conseguir durante el funcionamiento una refrigeración del motor de accionamiento 5, y en particular de sus devanados 55, mediante el aceite expulsado (refrigeración por aceite pulverizado).

En el extremo trasero del eje del rotor 51 está previsto un cojinete de motor 48. Éste está dispuesto en una perforación de cojinete 71 de una placa de cojinete 7 que está prevista en el lado trasero del motor de accionamiento 5 y está unida a la cubierta exterior 50 (preferiblemente formando una sola pieza). De esta manera, el motor de accionamiento 5 está firmemente sujeto con su piñón de accionamiento 45 entre los dos cojinetes 47 y 48. Esto da como resultado un funcionamiento con pocas vibraciones del motor de accionamiento 5, lo que es favorable para una baja generación de ruido.

Los devanados 55 están provistos de un revestimiento 57 resistente al aceite. De esta manera, pueden bañarse con aceite como líquido refrigerante y, por tanto, ser enfriados de manera óptima. Esto asegura una buena disipación del calor perdido no solo a través de la interfaz 38 en la carcasa de reductor 3, sino también a través del aceite pulverizado alimentado por medio del disco centrífugo 56.

El disco centrífugo 56 tiene preferiblemente un diámetro mayor que el rotor 52 del motor de accionamiento 5. De esta manera se consigue que un resquicio de aire 58 formado entre el rotor 52 y el estator 54 permanezca en gran parte libre de entrada de aceite.

La placa de cojinete 7 está diseñada para ser retirable. Preferiblemente forma una unidad premontada con la cubierta exterior 50, el motor de accionamiento 5, así como el piñón de accionamiento aumentado 45 y el cojinete 47 colocado por delante en el eje de accionamiento 46. Esta puede ser montada racionalmente de una manera simple insertándola desde atrás en el casquillo de alojamiento 35.

En la placa de cojinete 7 está previsto un alojamiento 73 para la caja de distribución 60. Preferiblemente, es posible un montaje de la caja de distribución 60 en la placa de cojinete 7 en diferentes posiciones angulares, de modo que la caja de distribución 60 pueda apuntar en diferentes direcciones. De esta manera, también se puede lograr una buena adaptación a condiciones de instalación estrechas. Además, en el lado trasero de la placa de cojinete 7 puede estar prevista opcionalmente una salida auxiliar 72. Esta está conectada al lado trasero del eje del rotor 51 y, por tanto, permite un accionamiento de componentes auxiliares, como por ejemplo un codificador, un freno o un ventilador adicional (no representado).

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Disposición de motorreductor formada por un reductor (2) y un motor de accionamiento (5), con una carcasa (3) que rodea a una cámara de reductor (30), en la que está dispuesta al menos una etapa de reductor (4), en la que el motor de accionamiento (5) presenta un eje de accionamiento (46), y en la cámara de reductor (30) están dispuestos una perforación de cojinete (39) para el eje de accionamiento (46) con un piñón de accionamiento (45) y además un eje de salida (42) con una rueda dentada de salida (41), en la que el piñón de accionamiento (45) acciona la rueda dentada de salida (41), caracterizada por que la etapa de reductor (4) y el motor de accionamiento (5), de un tipo de construcción con piñón de accionamiento (45) dispuesto entre cojinetes (47, 48), están dispuestos juntos en la misma cámara de reductor (30), de modo que se forma una refrigeración por pulverización directa del motor de accionamiento (5) mediante aceite pulverizado proveniente de la etapa de reductor (4).

2. Disposición de motorreductor según la reivindicación 1, caracterizada por que en la cámara de reductor (30) está previsto un casquillo de alojamiento (35) para el motor de accionamiento (5).

3. Disposición de motorreductor según la reivindicación 2, caracterizada por que el casquillo de alojamiento (35) no presenta destalonamiento en la dirección de inserción del motor de accionamiento (5), de modo que el motor de accionamiento (5) puede preferentemente ser insertado directamente en la dirección de la etapa de reductor (4).

4. Disposición de motorreductor según la reivindicación 2 o 3, caracterizada por que el casquillo de alojamiento (35) funciona como cuerpo de refrigeración para el motor de accionamiento (5), en la que el casquillo de alojamiento (35) presenta una interfaz radial (38) con superficie lisa con respecto a una cubierta exterior (50) del motor de accionamiento (5).

5. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento está realizado sin aletas de refrigeración.

6. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los devanados (55) del motor de accionamiento (5) están abiertos con respecto a la etapa de reductor (4), en particular están provistos de un recubrimiento (57) resistente al aceite.

7. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el enfriamiento por pulverización comprende adicionalmente un disco centrifugo (56) que está previsto en particular para la refrigeración por aceite pulverizado del motor de accionamiento (5).

8. Disposición de motorreductor según la reivindicación 6 o 7, caracterizada por que la refrigeración por pulverización, en particular el dimensionamiento de un disco centrífugo, está realizada de tal manera que un resquicio de aire (58) del motor de accionamiento (5) esté libre de aceite.

9. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (5) es un motor síncrono y/o el motor de accionamiento (5) está acoplado sin embrague a la etapa de reductor (4).

10. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (5) está dispuesto junto con el piñón de accionamiento (45) entre los cojinetes (47, 48).

11. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el casquillo de alojamiento (35) está cerrado exteriormente por una placa de cojinete (7) retirable que se puede reemplazar, preferentemente de forma modular con una profundidad de instalación de tamaño diferente, en la que más preferiblemente en la placa de cojinete (7) está dispuesta una salida auxiliar (72), en particular para un codificador, un freno o un ventilador adicional.

12. Disposición de motorreductor según la reivindicación 11, caracterizada por que el motor de accionamiento (5) y la placa de cojinete (7) forman una unidad premontada.

13. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (5) es de construcción corta con una longitud inferior a la anchura.

14. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el eje de accionamiento (46) está dispuesto únicamente dentro de la cámara de reductor (30), en particular sin junta de obturación.

15. Disposición de motorreductor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la etapa de reductor (4) está realizada preferiblemente como etapa de reductor de engranaje recto.