ES2198993T3 - Acoplamiento de ejes elastico con elemento de torsion. - Google Patents

Abstract

Acoplamiento de ejes, elástico, con al menos un elemento (1) de torsión que como elemento de transmisión presenta al menos un cuerpo (5) de elastómero, en el cual están dispuestas de forma fija, en especial vulcanizadas, bridas (2) de unión metálicas axiales por los lados de la entrada y de la salida de impulsión, caracterizado porque las bridas (2) de unión están expuestas en forma de arco al menos en los bordes (2a, 3a) que corren en dirección radial de las superficies de unión entre el cuerpo (5) de elastómero y las bridas (2) de unión que se forman en las aristas exteriores de los segmentos (2) de brida de unión y / o en las aristas interiores de las perforaciones (3) en la brida (2) de unión, axialmente hacia fuera con respecto al cuerpo (5) de elastómero fuera del plano de las bridas de unión, y el cuerpo (5) de elastómero está vulcanizado de siguiendo la zona expuesta.

Description

Acoplamiento de ejes elástico con elemento de torsión.

La presente invención se refiere a un acoplamiento de ejes, elástico, con al menos un elemento de torsión que como elemento de transmisión presenta al menos un cuerpo de elastómero, en el cual están dispuestas de forma, en especial vulcanizadas, fija, bridas de unión metálicas axiales por los lados de la entrada y de la salida de impulsión.

En el caso de acoplamientos de eje con elementos de torsión se realiza la transmisión del momento de giro exclusivamente a través de uno o varios cuerpos de elastómero, por regla general cuerpos de goma de acoplamiento de alta calidad. Para la introducción de los momentos en el, o en su caso, en los cuerpos de goma, están instalados de forma no desmontable en sus caras frontales axiales, bridas de unión metálicas. La mejor unión hasta el momento se obtiene por medio de vulcanización.

Bajo carga dinámica, o sea, en caso de una transmisión de momentos de giro cambiantes en el tiempo como los que se producen por ejemplo debido a los picos de momentos de giro en los motores diesel grandes con pocas masas de inercia, los elementos de transmisión experimentan una torsión igualmente cambiante en el tiempo. Por medio de esta carga dinámica, como consecuencia de los rozamientos interiores, se producen pérdidas de calor en la deformación del cuerpo de elastómero. Como la capacidad de carga misma de la materia prima de elastómero de más rendimiento, disminuye con la temperatura creciente, se aplican eficientes medidas para la refrigeración, o sea, para la disipación del calor de los cuerpos de goma.

Para la refrigeración de las zonas del núcleo de los cuerpos de goma los cuales requieren una especial atención a causa de la básicamente relativamente baja capacidad de conducción de calor de los materiales elastoméricos, se conoce desde hace mucho tiempo el emplear en lugar de un elemento de transmisión elastomérico pasante en forma de anillo, varios elementos de torsión en forma de segmento, que presentan segmentos con brida de unión. Una realización semejante se deduce por ejemplo a partir del documento DE 37 10 390 C2.

A partir del documento DE 37 10 390 C2 antes mencionado se conocen ya igualmente elementos de torsión tanto anulares de una sola pieza como también en forma de segmento con perforaciones que pasan a través de la brida de unión en dirección axial y proveer al cuerpo de elastómero con canales de aireación axiales.

El aire refrigerante que corre entre los segmentos o a través de las perforaciones hasta las bridas de unión cuida de un modo ventajoso de una refrigeración por aire efectiva de los cuerpos de goma, de modo que la densidad de potencia de tales elementos de torsión se podría elevar sustancialmente. Esto conduce desde luego por fuerza a una exigencia de esfuerzo especialmente alta de la superficie de unión elastómero-metal, o sea, de la superficie de vulcanización activa del cuerpo de goma. Están especialmente amenazados con respecto a la formación de grietas en la goma o el rasgado de la unión elastómero-metal los bordes de la superficie de unión a las aristas exteriores radiales de los segmentos de la brida de unión o a las aristas interiores de las perforaciones, o sea, de las aberturas de aireación a las bridas de unión.

Para impedir la formación de grietas y separación en los bordes o aristas de la superficie de unión goma-metal se ha propuesto ya en el documento AT 154 034, redondear las aristas y configurar las caras frontales de las aristas abrazando el cuerpo de goma. Un desarrollo posterior de esta idea básica se da en el documento DE 33 10 695 C2. Este se refiere a elementos de torsión en los cuales las aristas frontales radiales de los segmentos de la brida de unión están provistos de un perfilado redondeado, alrededor de los cuales se extiende el cuerpo de goma.

Las medidas mencionadas con anterioridad según el estado de la técnica tienen la ventaja de que se mejora la adhesión del cuerpo de goma al borde de la superficie de unión goma-metal. Otro efecto positivo es que se aumenta la anchura axial del cuerpo de goma en estas zonas del borde y con ello la longitud elástica activa. En el caso de las densidades de potencia exigidas cada vez más altas se choca sin embargo entretanto con los límites de las medidas descritas con antelación. Bajo la carga máxima se muestra en concreto que a partir del perfilado en forma de arco de las aristas, se ejercen esfuerzos de torsión sobre la zona saliente del cuerpo de goma. Además se puede elevar la longitud elástica activa en la zona de las superficies frontales radiales de los segmentos o en la sección transversal de las perforaciones de la brida de unión solamente en el espesor axial del material de la brida de unión. Por medio de esto se definen las cargas límite, las cuales hasta ahora no se pueden sobrepasar.

El problema en el que se basa la presente invención consiste en desarrollar más elementos de torsión del tipo mencionado al principio de tal modo que sean posibles densidades de potencia transmisibles más altas. La optimización tiene que tener en cuenta en este caso en especial la especial exigencia de esfuerzo en la zona de las superficies frontales de los segmentos de la brida de unión y las aristas de las perforaciones de las bridas de unión.

Para la solución de este problema propone la invención que las bridas de unión estén expuestas en forma de arco al menos en los bordes que corren en dirección radial de las superficies de unión entre el cuerpo de elastómero y las bridas de unión que se forman en las aristas exteriores de los segmentos de brida de unión y/o en las aristas interiores de las perforaciones en la brida de unión axialmente hacia fuera con respecto al cuerpo de elastómero fuera del plano de la brida de unión, y el cuerpo de elastómero está vulcanizado a la zona expuesta

Según la invención las bridas de unión están configuradas arqueadas axialmente hacia fuera allí donde los bordes libres de las superficies de unión goma-metal corren radialmente y con ello están expuestas a esfuerzos especiales. Esto es válido en especial para las aristas interiores de las perforaciones, o sea, para las aberturas de aireación en la brida de unión, o bien de las bridas de unión segmentadas - en el caso de aristas exteriores radiales de los segmentos de la brida de unión. Gracias a las zonas de los bordes expuestas hacia fuera según la invención se produce un ensanchamiento de la superficie de vulcanización entre goma y metal en dirección axial a lo largo del ancho axial de la brida de unión hacia fuera.

Para la conversión práctica de la configuración según la invención es posible en la misma medida curvar la brida de unión en forma de disco a lo largo de los bordes axialmente hacia fuera, o alternativamente formar a lo largo de los bordes un abombamiento que sobresale axialmente hacia fuera. La versión mencionada en último lugar es ventajosa, en especial teniendo en cuenta la fabricación de bridas de unión o segmentos de brida de unión de acero colado.

Una ventaja esencial de la invención está en que la superficie de adhesión, o sea, la superficie de vulcanización se aumenta en la zona de las aristas en dirección axial con independencia del espesor del material de la brida de unión. Con esto se aumenta de forma absoluta por un lado la resistencia a la fuerza del cuerpo de goma. Por otro lado se disminuye sensiblemente el esfuerzo de curvado a través del gran radio de curvatura de los bordes expuestos o arqueados con respecto a las zonas de las aristas relativamente estrechas en el estado de la técnica, por medio de lo cual la entrada de fuerza a los cuerpos de goma se optimiza.

Otro efecto ventajoso de la invención es que la longitud elástica activa del cuerpo de goma entre las zonas de los bordes de las bridas de unión expuestas según la invención, se aumenta más de lo que en principio sería posible en el estado de la técnica. Allí es posible en concreto sólo teóricamente un ensanchamiento correspondiente del cuerpo de goma alrededor del espesor axial del material de la brida de unión mientras que por el contrario en el caso de la invención esta limitación se supera. Las aristas de las zonas de los bordes expuestas pueden estar curvadas en concreto sin más varias veces hacia fuera, por medio de lo cual se obtiene naturalmente una extensión correspondiente del cuerpo de goma en esta zona. Esto significa una disminución de los valores de tensión máxima que se produzca en el funcionamiento. En acción conjunta con la superficie de adhesión aumentada - tal como se ha mencionado con anterioridad - se puede alcanzar un aumento significativo de la densidad de potencia.

La configuración según la invención se puede convertir igualmente a la configuración de los bordes radiales de segmentos de bridas de unión así como a las perforaciones dispuestas dentro de las bridas de unión. En el caso de las perforaciones esto es independiente de si están rellenas de material de goma o se incluyen canales de aireación en el cuerpo de goma.

En una forma de ejecución preferida de la invención el elemento de torsión presenta aberturas de aireación que pasan a través de la brida de unión y del cuerpo de elastómero. Por medio de los canales de aireación axiales que se conectan a las perforaciones axiales en la brida de unión se refrigera con aire de forma efectiva el interior del cuerpo de elastómero. Debido a que las aberturas de aireación estén dispuestas dentro de perforaciones configuradas según la invención con bordes expuestos o abocardados, se consigue una adhesión mejorada también en las zonas de bordes de la unión goma-metal existentes allí.

Un desarrollo posterior ventajoso de la invención prevé que el cuerpo de elastómero presente canales de aireación radiales. Esto abre sobre ello la posibilidad de unir los canales de aireación radiales con las aberturas de aireación axiales antes mencionadas. Por medio de esto los elementos de torsión están construidos en si a modo de un compresor radial. Durante la rotación se aspira aire del entorno a través de las aberturas axiales con motivo de las fuerzas centrífugas que aparecen y se expulsa hacia fuera a través de los canales de aireación radiales dispuestos a lo largo del perímetro del elemento de elastómero. Por medio de la continua corriente de aire se produce una refrigeración especialmente efectiva.

De forma práctica los canales de aireación radiales están abiertos radialmente hacia fuera. Esto significa que pueden estar cerrados radialmente hacia dentro. Con esto queda dentro un material de goma activo para la transmisión del momento.

En el caso de las formas de realización que muestran aberturas de aireación radiales es especialmente ventajoso que las bridas de unión presenten perforaciones en la zona del perímetro entre estas aberturas de aireación radiales. Estas perforaciones no se convierten en canales de aireación sino que están rellenos de material de goma. Sobre la base de esta configuración según la invención con las zonas de borde expuestas axialmente hacia fuera por un lado se amplía la longitud elástica activa en la zona de las perforaciones y por otra se pone a disposición una adhesión adicional y una estabilidad del cuerpo de goma entre los canales de aireación radiales.

A continuación se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención sobre la base del dibujo. Para esto muestran en detalle:

Figura 1 una vista axial sobre un segmento de elemento de torsión según la invención;

Figura 2 una sección C-D radial según la figura 1;

Figura 3 una sección sectorial C-A radial según la figura 1;

Figura 4 una vista parcial sobre una sección en la dirección del perímetro según la figura 1 en el radio de referencia R;

Figura 5 una sección axial a través del segmento del elemento de torsión según la figura 1;

Figura 6 una vista parcial radial desde fuera.

La figura 1 muestra una vista parcial sobre un elemento de torsión en forma de segmento según la invención, el cual está provisto con el número de referencia 1. Esta vista muestra esencialmente una vista axial en planta sobre una de los dos segmentos 2 de la brida de unión en forma de cuadrante de circunferencia construido de la misma forma.

En el caso de un acoplamiento de ejes completo, un total de cuatro de los elementos 1 de torsión representados están montados de tal modo que los segmentos 2 de brida de unión dispuestos en forma de círculo forman en conjunto una brida de unión circular. Como consecuencia de esto, las bridas de unión están interrumpidas en cada caso cuatro veces entre los bordes radiales de los segmentos 2 de la brida de unión por los lados de entrada y salida de la impulsión.

En las zonas 2a del borde de los segmentos 2 de la brida de unión la brida 2 de unión está según la invención expuesta hacia fuera, por tanto aquí en la dirección del observador, o sea, arqueada o abocardada a lo largo de la zona 2a del borde

El segmento 2 de la brida de unión muestra además en total cinco perforaciones 3 repartidas a lo largo del perímetro, en perfil aproximadamente en forma de U que pasan en dirección axial. Estas están arqueadas o abocardadas a lo largo de sus bordes 3a igualmente en dirección al observador, como la mencionada zona 2a de borde.

En una circunferencia graduada situada en el interior se encuentran aberturas 4 de aireación circulares, que pasan en dirección axial. Estas pueden estar provistas igualmente de zonas de borde expuestas según la invención, lo que sin embargo no se ha trasladado en la versión representada.

Un cuerpo de goma que sirve como elemento de transmisión está provisto con el número de referencia 5, el cual entre los segmentos 2 de brida de unión consecutivos en dirección axial está vulcanizado a estos. Este cuerpo de goma 5 tiene igualmente forma de segmento y en esta representación está oculto en su mayor parte por el segmento 2 de la brida de unión. Sólo en la zona rodeada por las zonas 2a del borde es visible el cuerpo de goma, así como a través de las perforaciones 3 lo cual se indica con los números de referencia (5) indicados entre paréntesis. Las aberturas 4 de aireación pasan a través del cuerpo 5 de goma en dirección igualmente axial.

La figura 2 muestra una sección radial C-D a través del elemento 1 de torsión según la figura 1. Para partes componentes idénticas se emplean en este caso los mismos números de referencia.

En la figura 2 se reconoce de forma especialmente evidente cómo los bordes 3a de las perforaciones 3 están arqueados o abocardados hacia fuera. El cuerpo 5 de goma que llena las perforaciones 3 sigue la zona expuesta hacia fuera y está igualmente fijado por vulcanización al segmento 2 de la brida de unión.

A partir de esta representación es igualmente reconocible que las aberturas 4 de aireación desembocan en los canales 6 de aireación radiales en el cuerpo 5 de goma, los cuales están abiertos solamente hacia fuera hacia el perímetro y hacia dentro están cerrados.

La figura 3 muestra una sección sectorial en la misma representación que la figura 2 que está situada desde luego en la zona del perímetro entre las perforaciones 3. En esta representación son igualmente visibles a modo de talones los bordes 3a expuestos hacia fuera a modo de collarín.

La figura 4 muestra una vista parcial de una sección en dirección perimetral en el radio de referencia R a través de las zonas 2a del borde radiales del segmento 2 de la brida de unión. De esto se deduce de forma especialmente evidente cómo está expuesto o arqueado en dirección axial hacia fuera el segmento 2 de la brida de unión en la zona 2a del borde a partir del plano de la brida de unión. El cuerpo 5 de goma comprende estas zonas 2a del borde en la dirección del perímetro. A las zonas 2a arqueadas se les podría designar aquí también como formaciones abombadas.

A partir de la figura 4 se hace evidente que comparado con la zona interior que está situada entre las caras interiores de los segmentos 2 de la brida de unión, la longitud elástica activa del cuerpo 5 de goma se ha aumentado significativamente en las zonas 2a del borde.

La figura 5 muestra una sección axial a través del elemento 1 de torsión según la figura 1 en la misma vista. De aquí se deduce de forma especialmente significativa la disposición de cada uno de los elementos funcionales.

La figura 6 muestra una vista radial desde fuera sobre los canales 6 de aireación. En ella es evidentemente reconocible su sección transversal oval, que se estrecha radialmente hacia el interior.

Las ventajas según la invención consisten en que el cuerpo 5 de goma tiene allí una superficie de vulcanización activa más grande, gracias a los bordes 2a y 3a arqueados o abocardados hacia fuera según la invención, como si allí las aristas de choque -como en el estado de la técnica- sólo hubieran sido cortados iguales. En estas zonas se aumenta igualmente de forma efectiva la longitud elástica, o sea, la anchura axial del cuerpo 5 de goma. Con esto bajan adicionalmente los esfuerzos relativos que atacan a la transición goma-metal.

Tanto en las zonas frontales radiales del elemento 1 de torsión como también en las perforaciones 3 la unión del cuerpo 5 de goma se puede someter con ello a un esfuerzo especialmente alto. El peligro de desprendimientos y de formación de fisuras se reduce con ello significativamente. Esto hace posible una elevación de la densidad de potencia transferible.

Para un enfriamiento efectivo del cuerpo 5 de goma se procura por medio de esto que con motivo de las fuerzas centrífugas que aparecen en la rotación se aspire aire fresco a través de las aberturas 4 de aireación y se expulse hacia fuera por medio de los canales 6 de aireación.

Gracias a la longitud elástica efectivamente aumentada en la zona de las perforaciones 3, el acoplamiento de ejes recibe unas propiedades elásticas óptimas.

Claims (9)

1. Acoplamiento de ejes, elástico, con al menos un elemento (1) de torsión que como elemento de transmisión presenta al menos un cuerpo (5) de elastómero, en el cual están dispuestas de forma fija, en especial vulcanizadas, bridas (2) de unión metálicas axiales por los lados de la entrada y de la salida de impulsión, caracterizado porque las bridas (2) de unión están expuestas en forma de arco al menos en los bordes (2a, 3a) que corren en dirección radial de las superficies de unión entre el cuerpo (5) de elastómero y las bridas (2) de unión que se forman en las aristas exteriores de los segmentos (2) de brida de unión y/o en las aristas interiores de las perforaciones (3) en la brida (2) de unión, axialmente hacia fuera con respecto al cuerpo (5) de elastómero fuera del plano de las bridas de unión, y el cuerpo (5) de elastómero está vulcanizado de siguiendo la zona expuesta.

2. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 1, caracterizado porque los bordes (3a) de las perforaciones (3) y/o los bordes (2a) de los segmentos (2) de la brida de unión, tienen porciones abocardadas.

3. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 1, caracterizado porque a lo largo de los bordes (2a, 3a) está formado un abombamiento que sobresale de forma axial sobre la superficie exterior de la brida (2) de unión.

4. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (1) de torsión presenta aberturas (4) de aireación que pasan axialmente a través de las bridas (2) de unión y del cuerpo (5) de elastómero.

5. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 4, caracterizado porque las aberturas (4) de aireación están dispuestas dentro de las perforaciones (3).

6. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (5) de elastómero presenta canales (6) de aireación radiales.

7. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 6, caracterizado porque los canales (6) de aireación radiales están abiertas en dirección radial hacia fuera.

8. Acoplamiento de ejes según las reivindicaciones 4 y 6, caracterizado porque los canales (6) de aireación radiales y las aberturas (4) de aireación del cuerpo (5) de elastómero están conectados entre si.

9. Acoplamiento de ejes según la reivindicación 5, caracterizado porque las bridas (2) de unión presentan perforaciones (3) en la zona perimetral entre los canales (6) de aireación radiales.