ES2213346T3 - Anillo elastico de bloqueo. - Google Patents

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).