ES2203283B1 - Mejoras en el objeto de la patente principal 200001893 por acoplamiento unidireccional. - Google Patents

Abstract

Mejoras en el objeto de la Patente principal 200001893 por acoplamiento unidireccional, en el que cada eslabón presenta longitudinalmente y a partir de las zonas extremas orificadas, sendos debilitamientos que aumentan la capacidad de desalineación y que se prolongan por un regruesamiento en la zona central del eslabón que evita el pandeo ante esfuerzos de compresión. De aplicación en transmisión mecánica.

Description

Mejoras en el objeto de la patente principal n° 200001893 por: "Acoplamiento unidireccional".

Son conocidos los acoplamiento cuyo elemento transmisor de movimiento y par entre dos bridas es un paquete continuo de discos que se une alternativamente a una u otra brida. La parte del paquete dispuesta entre dos pernos consecutivos se denomina "pata".

Estos acoplamientos de paquetes de discos presentan dos inconvenientes importantes:

1. Pueden adaptarse a desplazamientos axiales relativamente pequeños porque los desplazamientos axiales derivan en un alargamiento de las "patas" de los discos. Este alargamiento no es lineal con la cantidad de desplazamiento sino que, más bien, aumenta rápidamente conforme aumenta el desplazamiento, en proporción exponencial. Por tanto, los esfuerzos creados, que son constantes, tienen como consecuencia una reducción necesaria de la posible desalineación ya que, de otro modo, los esfuerzos totales sobrepasarían el límite de resistencia a la fatiga del material y los discos fallarían por fatiga.

2. Otro inconveniente de los acoplamientos de discos es que sólo la mitad de las "patas" de los discos participan en la transmisión del par; la otra mitad están sometidas (por el par) a compresión, y debido a su configuración delgada, se pandean bajo la compresión y no ofrecen resistencia al par.

El presente invento está relacionado con aquellas aplicaciones en las que la dirección del par está bien definida; son ejemplos típicos las bombas centrifugas y los generadores eléctricos de los molinos de viento. El solicitante ha desarrollado un acoplamiento unidireccional en fase de trabajo, pero que puede cambiar de sentido en fase de frenada u otras condiciones. En el que puesto que la dirección del par está definida, se pueden eliminar las "patas" inactivas de los discos y el acoplamiento no tiene "discos" más largos sino, más bien, un cierto número de "eslabones".

El nuevo acoplamiento presenta numerosas ventajas, la principal es que el acoplamiento se puede adaptar a desplazamientos axiales y desalineaciones angulares mucho mayores.

En la Patente principal 200001893 los eslabones son metálicos y de sección constante lo que origina rigideces en las desalineaciones.

El solicitante ha ido ensayando y desarrollando diferentes tipos de eslabones y ha llegado a la conclusión de que es necesario que el eslabón (objeto del invento) cumpla las siguientes especificaciones:

a) sea de material composite, por ejemplo, de resina epoxi reforzada con fibra de vidrio, y preferentemente multicapa;

b) presente longitudinalmente y a partir de las zonas extremas orificadas, una disminución de espesor que facilite la capacidad de desalineación del eslabón (flexión angular) y un regruesamiento en su zona central para evitar el pandeo cuando transmite esfuerzos de compresión.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

La figura 1a es una vista esquemática en planta de un acoplamiento de acuerdo con el invento y con los eslabones (1) dibujados en línea continua.

La figura 1b es una sección curva por los pernos (6) de la figura 1a.

La figura 2 es una representación parcial de la figura 1b con los eslabones de la Patente principal.

La figura 3 muestra una sección similar a la de la figura 2, pero tomada a través de un acoplamiento de paquete de discos (1') convencional.

Las figuras 4 y 5 muestran, mediante diagramas, qué ocurre si los dos acoplamientos, convencional y el del invento respectivamente, son sometidos a desplazamientos axiales.

La figura 6 muestra el acoplamiento de la figura 2 en el que la brida B es impulsora y la brida A es impulsada.

La figura 7 es una representación en sección de un perno (6), según la patente principal, con un casquillo (7) para reversión de par o para soportar picos de par excepcionales.

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento, representada en los planos en los que:

a) Las figuras 2 y 3 no están a la misma escala.

b) La figura 3 se utilizará para ilustrar las ventajas del nuevo diseño, según la Patente principal.

c) Tanto la figura 2 como la 3 muestran el acoplamiento bajo cierto desplazamiento axial. Las flechas indican la dirección del par (P).

d) La pata es la distancia (11), (12) entre dos pernos consecutivos respectivamente de las figuras 3 y 2.

e) La figura 4, que se refiere a un acoplamiento de discos convencional, muestra que bajo el desplazamiento axial "d" la pata ab se convierte en ae, y que ae>ab. El aumento de longitud ae-ab produce el alargamiento de la pata.

f) La figura 5, que se refiere al nuevo invento, muestra que bajo el desplazamiento axial "d" la pata ab gira a la posición ab', sin que haya ningún cambio en la longitud. El único esfuerzo producido por este giro es un esfuerzo de flexión, que es muy pequeño, especialmente porque (como se mostrará posteriormente) el eslabón (1) del nuevo acoplamiento es considerablemente más largo que la "pata" de un acoplamiento de discos convencional.

En el acoplamiento unidireccional según la invención de la patente principal, que consta de una brida impulsora (A) y una brida impulsada (B) enfrentadas y un elemento transmisor de par acoplado a ellas, el elemento transmisor de par se constituye en eslabones independientes (1) que llevan una unión (6) por un extremo a la brida impulsora (A) y por el otro extremo a la brida impulsora (B); de modo que los centros de dichas uniones están en una misma circunferencia y se van alternando entre sí de brida impulsora (A) a brida impulsada (B) o viceversa -Ver figuras 1 y 2-.

Las citadas uniones (6) son pernos, dispuestos entre un orificio del eslabón (1) y un orificio de la brida (A), (B). En todos los pernos (6) que unen los eslabones (1) a las bridas (A), (B) se disponen unos casquillos para reversión del par (7), cuya superficie exterior (8) es curva (tiene forma de barril) -Ver figura 7-.

Las superficies laterales de cada eslabón (1) son simétricas respecto a la línea recta imaginaria que une los centros de los pernos (6) -Ver figura 1-.

Dado que la distancia Y<X, la brida impulsada (B) girará muy débilmente respecto a la brida impulsora (A) si se produce un desplazamiento axial.

Si nos fijamos ahora en la figura 1, podemos ver que gracias a la eliminación de las "patas" inactivas de un acoplamiento de paquete de discos (1') convencional, los eslabones (1) del acoplamiento, según la patente principal, pueden alargarse por el espacio que se ahorra. Los eslabones más largos hacen que la flexión sea menor cuando el acoplamiento se ve sometido a una desalineación axial o angular. Por tanto, para tener los mismos esfuerzos que en un acoplamiento de paquete de discos convencional, el nuevo acoplamiento se adaptará a desplazamientos mucho mayores.

El acoplamiento, según la patente principal, es unidireccional, y el montaje de los eslabones (1) es critico. No obstante, los componentes de un acoplamiento siguen siendo los mismos, independientemente de la transmisión del par. En las figuras 2 y 6 puede verse que todos los componentes son los mismos, sólo varía el montaje de los eslabones (6) a las bridas.

Aunque la dirección del par esté definida, es posible tener inversiones momentáneas del par en determinadas condiciones, tales como cuando hay un corte en el suministro eléctrico y/o en caso de frenada.

El eslabón (1), según la presente solicitud de patente de adición, de las figuras 1a, 1b dispone que por una de sus caras y desde cada una de las zonas gruesas (10) extremas y orificadas de unión a las bridas (A), (B), sufra un debilitamiento (11) que aumente la capacidad de desalineación, y vuelva a presentar un regruesamiento (12) en su zona central para evitar el pandeo, siendo uniforme su otra cara.

El paquete de eslabones está formado por varios eslabones (1) que son dos en las figuras 1a, 1b.

Rodeando los pernos (6) se disponen dos casquillos (13) machi-hembrados y que preferentemente son metálicos.

El par de eslabones (1) que aparecen en las figuras 1a, 1b puede estar constituido por una sola pieza que tendría la configuración de dos eslabones (1) unidos a tope.

Los debilitamientos y regruesamientos son graduales.

Los eslabones se pueden constituir como paquetes de láminas de acero o de materiales compuestos en diferentes capas.

El acoplamiento objeto de la Patente principal es de tipo flexible hecho de eslabones. Estos eslabones pueden ser piezas de acero delgado o de material compuesto o estar hechos de una sola pieza con una parte central más delgada en el centro y partes de transición de grosor gradualmente mayor cercanas a los agujeros, lo que le da una mayor flexibilidad. El mencionado acoplamiento es unidireccional debido a la tracción de los pernos (6). Gracias a que los eslabones son más grandes, el acoplamiento puede adaptarse a una flexión mayor que los acoplamientos de paquetes de discos convencionales o para una desalineación dada se puede reducir el tamaño del acoplamiento. Dispone de casquillos contra exceso de par (7) con superficie exterior curva que pueden impedir sobrecargas o inversiones de par momentáneas.

Claims (2)

1. Mejoras en el objeto de la Patente principal 200001893 por acoplamiento unidireccional, caracterizadas porque cada eslabón presenta longitudinalmente y a partir de las zonas extremas orificadas, sendos debilitamientos que se prolongan por un regruesamiento en la zona central del eslabón.

2. Mejoras en el objeto de la Patente principal 200001893 por acoplamiento unidireccional, según reivindicación anterior, caracterizadas porque los pernos que unen los eslabones a las bridas están rodeados por casquillos machi-hembrados.