ES2213346T3 - Anillo elastico de bloqueo. - Google Patents
Anillo elastico de bloqueo.Info
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Abstract
Un aparato para asegurar y para bloquear mutuamente de manera radial y axial un alojamiento de un estator (10) de un motor eléctrico a un alojamiento de cojinete (6) y a una cubierta de cojinete (7) unida a dicho alojamiento de cojinete, estando provistos el alojamiento de cojinete (6) y la cubierta de cojinete (7) de collares que se prolongan hacia el exterior y que tienen los mismos diámetros exteriores que son iguales al diámetro interior del alojamiento del estator (10), caracterizado porque un anillo de bloqueo diseñado como un elemento de resorte que tiene una sección transversal deformable elásticamente y que comprende un resorte helicoidal (12) con los extremos conectados, se comprime dentro de un canal formado circunferencialmente que se establece en la intersección entre el alojamiento de estator (10), el alojamiento de cojinete (6) y la cubierta (7).
Description
Anillo elástico de bloqueo.
La invención se refiere a un dispositivo para el
bloqueo mutuo de partes cilíndricas concéntricas tales como las
partes de una unidad de bomba sumergible.
Una máquina de este tipo normalmente incluye un
motor alimentado eléctricamente y una unidad hidráulica con un
impulsor rotativo conectado al motor por medio de un árbol de
accionamiento rotatorio.
A fin de evitar que el medio que se encuentra en
el interior de la unidad hidráulica penetre en el motor a lo largo
del árbol de accionamiento, se disponen normalmente uno o dos
cierres herméticos entre el motor y la unidad hidráulica. Un tipo
común de cierre hermético es el así llamado cierre hermético
mecánico de enfrentamiento, que incluye un anillo de cierre
hermético que gira con el árbol y un anillo de cierre hermético
estacionario unido al alojamiento circundante. Los dos anillos de
cierre hermético están presionados el uno contra el otro por medio
de un resorte, evitando así que el medio se introduzca entre las
superficies de cierre hermético.
Una unidad de bomba del tipo mencionado arriba
incluirá, de este modo, un motor eléctrico, un alojamiento de cierre
hermético y una unidad hidráulica con un impulsor conectado al motor
por medio de un árbol rotatorio central.
Para mantener juntas las diferentes partes en una
unidad hay varias soluciones. Las máquinas grandes se mantienen
juntas normalmente con la ayuda de bridas provistas de un número de
pernos a lo largo de sus circunferencias. Las máquinas más pequeñas
pueden ser conectadas con la ayuda de largos pernos alrededor de su
periferia, los cuales presionan las partes exteriores unas hacia
otras, bloqueando así la parte intermedia existente entre ellas.
Ejemplos de tales soluciones se muestran en los
documentos SE- 415 696 y DE- 1653726.
Un inconveniente que presentan estas soluciones
conocidas es que son relativamente caras a causa de los costosos
materiales y a causa del hecho de que el tiempo de montaje podría
ser amplio. El problema que debe ser resuelto es entonces obtener un
diseño delgado sin elementos exteriores que se añadan a su
diámetro.
Un dispositivo para obtener un bloqueo axial
entre piezas concéntricas está descrito en el documento SE- 399 745.
Un elemento 6 está aquí dispuesto dentro de ranuras en las piezas
concéntricas, estableciendo así un bloqueo axial mutuo. Una
desventaja, sin embargo, es que dicho elemento 6 es rígido, lo que
significa que a las piezas concéntricas no se les deja entrar en
contacto unas con otras. El resultado será que la posición mutua de
las piezas no está definida, sino que puede variar dependiendo de la
dimensión del elemento 6. Además, no hay ningún bloqueo que evite la
rotación mutua.
Los documentos
GB-A-2 278 163,
EP-A-0 491 258,
US-A-3 712 647 y
US-A-5 314 213 describen otros tipos
diferentes de anillos de cierre hermético que comprenden resortes
helicoidales, dispuestos para ser alojados en ranuras.
El documento
US-A-4 684 837 describe el uso de
anillos elásticos para bloquear las partes del motor dentro de una
cubierta.
La invención se describe con más detalle a
continuación, con referencia al dibujo adjunto que muestra una
sección de una bomba de acuerdo con la invención.
En el dibujo, 1 y 2 representan respectivamente
el rotor y el estator de un motor eléctrico; 3, un árbol de
accionamiento; 4 y 5, cojinetes; 6, un alojamiento de cojinete; 7,
una cubierta de cojinete; 8 y 9, chaflanes en las periferias del
alojamiento de cojinete y de la cubierta de cojinete,
respectivamente; 10, una cápsula que rodea el estator; 11, una
ranura interna en dicha cápsula; y 12, un resorte espiral de
bloqueo.
La máquina comprende de esta forma una unidad de
accionamiento eléctrica que consiste en un rotor 1 y un estator 2.
Un árbol de accionamiento 3 está apoyado en un cojinete superior 4 y
en un cojinete inferior 5 respectivamente, estando montado dicho
cojinete inferior en un alojamiento de cojinete 6 que tiene una
cubierta 7. La máquina también comprende un alojamiento de cierre
hermético y un alojamiento de bomba con un impulsor conectado al
extremo inferior del árbol de accionamiento 3.
El árbol de accionamiento 3 está sujeto a fuerzas
axiales fuertes durante su funcionamiento y es así muy importante
que esté correctamente bloqueado axialmente en relación con el
estator 2. De acuerdo con la invención, el cojinete inferior 5 está
apoyado en un alojamiento 6 que bloquea el cojinete y evita que éste
sea desplazado hacia arriba o hacia un lado. El alojamiento de
cojinete 6 está además provisto de un collar, cuya periferia se
extiende por fuera hacia la cápsula del estator 10. El cojinete está
enclavado en el alojamiento mediante una cubierta 8 que está
presionada contra la pared inferior del cojinete y está fijada al
alojamiento de cojinete mediante tornillos. La periferia de la
cubierta 7 tiene el mismo diámetro que el collar del alojamiento del
cojinete.
De acuerdo con la invención, el cojinete inferior
5 está fijado en el alojamiento de cojinete 6 dentro de la cápsula
10 con la ayuda de un diseño especial. De acuerdo con una
realización preferida, la cápsula 10 está provista de una ranura
circunferencial interna 11. Las periferias del collar del
alojamiento de cojinete así como la cubierta 7 están provistas de
chaflanes 8 y 9 respectivamente. Estos crean juntos un canal con
forma de anillo en el interior de la cápsula. Este canal se utiliza
para el bloqueo mutuo de las piezas de la siguiente manera:
Cuando las piezas son montadas, el alojamiento de
cojinete 6 es deslizado hacia el árbol 3 a una posición definida por
un hombro del árbol. La periferia del collar del alojamiento del
cojinete será entonces colocada frente a la ranura 11 de la cápsula
10. En el canal o canales con forma de anillo establecidos entre la
ranura 11 y el chaflán 8 en la periferia del collar, se monta un
resorte espiral de cierre 12, que tiene una sección transversal
deformable elásticamente. Dicho resorte es diseñado preferiblemente
como un resorte espiral con sus extremos unidos formando de esa
manera un anillo con un diámetro eminentemente igual al de la pared
interior de la cápsula 10. La dimensión del resorte 12 es tal que
puede ser alojado dentro del canal o de los canales.
El cojinete 5 es entonces deslizado hacia el
árbol y es montado en el alojamiento de cojinete 6, y la cubierta 7
es presionada hasta quedar alineada con la parte inferior del
cojinete y unida al alojamiento de cojinete con la ayuda de
tornillos axiales. El chaflán 9 de la periferia de la cubierta 7
cierra el canal con forma de anillo en el que el resorte 12 ha sido
insertado. Dicho resorte, cuya dimensión es tal que rellena el
canal, obtiene entonces un bloqueo efectivo mutuo, tanto axial como
radial, del alojamiento de cojinete y la cápsula 10 y,
consecuentemente, también un bloqueo axial del cojinete y el árbol.
La cápsula 10 es a su vez presionada alrededor del estator 2, lo que
significa que se obtiene un bloque bien conectado.
Una condición para obtener una fuerza suficiente
de la junta, sin la exigencia de tolerancias de fabricación
extremas, es que la pieza utilizada en el canal debe ser elástica,
pero al mismo tiempo suficientemente rígida. Un resorte espiral
dimensionado correctamente es entonces una solución perfecta.
Eligiendo para el resorte de cierre una relación adecuada entre la
deformación por compresión y la constante del resorte, se asegura un
contacto de presión directa entre el alojamiento de cojinete 6 y la
cubierta de cojinete 7 dentro de un cierto margen de tolerancia. Un
anillo rígido, tal como un anillo de cierre, exige tolerancias muy
altas, y un anillo tórico es demasiado flexible para obtener una
fuerza suficiente cuando la unión está sujeta a una tensión elevada.
Un anillo rígido que tenga un recubrimiento de material elástico
podría ser utilizado y está dentro del alcance de la invención.
En la descripción anterior y en el dibujo adjunto
se describe la realización preferida como un bloqueo mutuo entre un
alojamiento de cojinete y una cápsula de estator circundante en una
bomba sumergible.
Otra realización dentro del alcance de la
invención puede ser una división de la ranura 11 en varias partes.
Otras variantes son que sólo una de las partes, el alojamiento de
cojinete o la cubierta de cojinete, esté provista de un chaflán 8 ó
9, o que el espacio para el alojamiento del resorte espiral esté
establecido solamente por la ranura 11. De acuerdo con otra
alternativa más, la ranura es eliminada y el espacio para el resorte
espiral está establecido por uno o dos chaflanes del alojamiento de
cojinete y/o la cubierta de cojinete.
Claims (3)
1. Un aparato para asegurar y para bloquear
mutuamente de manera radial y axial un alojamiento de un estator
(10) de un motor eléctrico a un alojamiento de cojinete (6) y a una
cubierta de cojinete (7) unida a dicho alojamiento de cojinete,
estando provistos el alojamiento de cojinete (6) y la cubierta de
cojinete (7) de collares que se prolongan hacia el exterior y que
tienen los mismos diámetros exteriores que son iguales al diámetro
interior del alojamiento del estator (10), caracterizado
porque un anillo de bloqueo diseñado como un elemento de resorte que
tiene una sección transversal deformable elásticamente y que
comprende un resorte helicoidal (12) con los extremos conectados, se
comprime dentro de un canal formado circunferencialmente que se
establece en la intersección entre el alojamiento de estator (10),
el alojamiento de cojinete (6) y la cubierta (7).
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el alojamiento de estator (10) está
provisto de una ranura interna (11), que aloja el elemento de
resorte (12) en la intersección entre las tres piezas (10), (6) y
(7).
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el alojamiento de cojinete (6) y la
cubierta (7) están provistos de chaflanes (8, 9), enfrentados entre
sí, para alojar el elemento de resorte (12) en la intersección entre
las tres piezas (10), (6) y (7).
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