ES2228685T3 - Lamina anular para acoplamientos de arboles flexibles. - Google Patents
Lamina anular para acoplamientos de arboles flexibles.Info
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Abstract
Lámina anular (1) de acero para acoplamientos de árboles flexibles, cuyas dos mitades de acoplamiento que presentan una respectiva brida de conexión están unidas entre ellas por medio de un paquete de este tipo de láminas anulares de modo resistente a la torsión y de manera móvil axial y angularmente, estando fijado el paquete de láminas mediante medios de fijación y sujeción (2, 3) dispuestos distribuidos por el contorno alternativamente en las dos bridas de conexión, y presentando la lámina anular cuatro taladros de fijación (5) dispuestos distribuidos uniformemente en un círculo de agujeros común, y la anchura de la sección de la lámina anular (6) se estrecha entre dos taladros de fijación (5) consecutivos, caracterizada porque la recta de unión (9) definida por medio de los puntos medios de dos taladros de fijación (5) consecutivos se extiende como línea de simetría de modo central entre una sección del contorno exterior (7, 15) y una sección del contorno interior (8, 16) del estrechamiento, y cumpliendo la lámina anular (1) con las siguientes relaciones de magnitud geométricas: Dt/D1 = 10 a 12, D2/Dt = 1, 1 a 1, 2, Dt/B1 = 9 a 16 y B2/Dt = 0, 88 a 0, 93, siendo Dt el diámetro del círculo de agujeros, D1 el diámetro del taladro de fijación (5) correspondiente, D2 el mayor diámetro exterior de la lámina anular (1), B1 la anchura del lugar más estrecho de la sección de la lámina anular (6) entre dos taladros de fijación (5) consecutivos, y B2 la anchura del contorno exterior de la lámina anular.
Description
Lámina anular para acoplamientos de árboles
flexibles.
La invención se refiere a una lámina anular de
acero para acoplamientos de árboles flexibles, cuyas dos mitades del
acoplamiento que presentan una respectiva brida de conexión están
unidas entre ellas por medio de un paquete de este tipo de láminas
anulares de modo resistente a la torsión y de manera móvil axial y
angularmente, estando fijado el paquete de láminas mediante medios
de fijación y sujeción dispuestos distribuidos por el contorno
alternativamente en las dos bridas de conexión, y presentando la
lámina anular cuatro taladros de sujeción dispuestos de modo
distribuidos uniformemente en un círculo de agujeros común, y la
anchura de la sección de la lámina anular se estrecha entre dos
taladros de fijación consecutivos. La invención se refiere además a
un paquete de láminas conformado a partir de láminas anulares de
este tipo, así como a un acoplamiento de árbol flexible con este
tipo de láminas anulares.
Los acoplamientos de este tipo son conocidos y se
han acreditado en la práctica. Éstos hacen posible la compensación
tanto de un desplazamiento axial como de un desplazamiento angular
de los árboles que se han de unir entre ellos. Adicionalmente
también es posible la compensación de un desplazamiento radial,
cuando dos acoplamientos de este tipo se conectan uno a continuación
de otro usando un denominado manguito intermedio.
Por lo que se refiere al estado de la técnica, se
hace referencia a los documentos DE 3722511 A, GB 1153864 A, FR
2409417 A, US 1455242 A, DE 8503026 U y DE 3437388 A. A partir de
estos documentos se conocen láminas anulares del tipo mencionado
anteriormente. En el documento DE 3722511 A1, por ejemplo, se
describe un acoplamiento articulado para la unión de árboles con un
disco metálico de accionamiento y un disco metálico de detención, en
el que los discos de accionamiento y detención están unidos por
medio de al menos dos anillos de membrana metálicos conectados en
paralelo, que están dispuestos en un lugar de contorno desplazados
entre ellos alrededor de la media separación o al menos entre
tornillos de unión contiguos de un grupo de tornillos de unión,
estando dispuestos los tornillos de unión de los dos anillos de
membrana en un semicírculo concéntrico o en semicírculos
concéntricos contiguos, y los anillos de membrana presentan entre
dos tornillos de unión consecutivos en su contorno, respectivamente,
un estrechamiento en forma de cuello con una profundidad tal que el
canto del contorno se extiende en la parte interior radial de los
tornillos de unión de los otros anillos de membrana. Con este
acoplamiento articulado, en comparación con los acoplamientos
articulados convencionales de este tipo, con las mismas medidas de
construcción, manteniendo las características elásticas, como la
flexibilidad axial y angular, se ha de poder transmitir un momento
de giro considerablemente mayor. Para evitar tensiones altas no
permitidas en los lugares de sujeción, en estos lugares están
previstas por los dos lados de los anillos de la membrana placas de
soporte de metal que están conformadas de modo elásticamente
flexible.
Finalmente, del documento US 5,286,231 se conoce
un cuerpo de elastómero en forma anular para el acoplamiento de un
árbol de accionamiento con un árbol que se ha de accionar. El cuerpo
de elastómero en forma anular presenta seis lugares de fijación o
manguitos de fijación fundidos en bloque, en el que la región entre
dos manguitos de fijación contiguos está estrechada respectivamente.
El cuerpo de elastómero en forma anular está conformado además de
tal manera que entre dos manguitos de fijación contiguos presenta
respectivamente un eje neutral o fibra que está curvado hacia fuera
y que se encuentra en el interior de una región que, por un lado
está limitada por medio de un arco exterior y, por otro lado, está
limitada por medio de un arco interior, en el que el arco interior
también puede ser una recta en determinados casos, y en el que los
dos arcos o bien las rectas se extienden en el interior del material
del cuerpo de elastómero entre manguitos de fijación contiguos.
El objetivo de la invención es proporcionar una
lámina anular del tipo mencionado al comienzo, que con una mayor
resistencia a la rotura, haga posible una mayor compensación del
desplazamiento axial así como una mayor compensación del
desplazamiento angular que las láminas anulares convencionales de
este tipo. En particular, la invención se basa en el objetivo de
crear un paquete de láminas o bien un acoplamiento de árboles
flexible para desplazamientos correspondientemente grandes.
Este objetivo se consigue por medio de una lámina
anular con las características de la reivindicación 1. La lámina
anular conforme a la invención está caracterizada fundamentalmente
porque la recta de unión definida por medio de los puntos medios de
dos taladros de fijación consecutivos se extiende como línea de
simetría de modo central entre una sección de contorno exterior y
una sección de contorno interior del estrechamiento, cumpliendo la
lámina anular las siguientes relaciones de magnitud geométricas:
Dt/D1 = 10 a 12,
D2/Dt = 1,1 a 1,2,
Dt/B1 = 9 a 16 y
B2/Dt = 0,88 a 0,93,
siendo Dt el diámetro del círculo de agujeros, D1
el diámetro del taladro de fijación correspondiente, D2 el mayor
diámetro exterior de la lámina anular, B1 la anchura del lugar más
estrecho de la sección de la lámina anular entre dos taladros de
fijación consecutivos, y B2 la anchura del contorno exterior de la
lámina anular.
Los experimentos han mostrado que los
acoplamientos de árboles con láminas anulares conformes a la
invención, con una seguridad de funcionamiento igual de elevada,
pueden compensar mayores desplazamientos que los acoplamientos de
árboles convencionales.
En este caso se obtuvieron resultados excelentes
cuando la relación del diámetro del círculo de agujeros Dt respecto
al menor diámetro interior D3 de la lámina anular conforme a la
invención está en un intervalo de 1,5 a 1,65.
Adicionalmente es ventajoso que el grosor de cada
una de las láminas anulares esté, respectivamente, en un intervalo
de 0,2 a 0,4 mm. Como material para las láminas anulares se prefiere
acero al cromo-níquel, en particular X12CrNi 17
7.
Otra configuración ventajosa de la invención
viene dada por el hecho, respecto a un paquete de láminas formado
por láminas anulares conformes a la invención, de que entre las
láminas anulares individuales o entre los paquetes formados por
varias láminas anulares, están dispuestas, correspondientemente,
arandelas que presentan superficies que disminuyen la corrosión por
fricción. Gracias a ello se mejora adicionalmente la seguridad de
funcionamiento de un acoplamiento de árboles construido de modo
correspondiente. Las arandelas, según una configuración ventajosa,
pueden estar hechas de plástico, o presentar un revestimiento
deslizante. Como plástico o como revestimiento deslizante se puede
usar, por ejemplo Teflón®.
Otras configuraciones preferidas y ventajosas de
la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.
A continuación, se explica con más detalle la
invención a partir de un dibujo que representa varios ejemplos de
realización. Cada uno de ellos muestra:
Fig. 1 una vista en planta desde arriba de una
lámina anular,
Fig. 2 una vista seccionada ampliada en el punto
de fijación de un paquete de láminas conformado a partir de láminas
anulares según la Fig. 1 y arandelas dispuestas entre medias,
Fig. 3 una vista en planta desde arriba de un
segundo ejemplo de realización de una lámina anular conforme a la
invención,
Fig. 4 una vista en planta desde arriba de un
tercer ejemplo de realización de una lámina anular conforme a la
invención, y
Fig. 5 una vista en planta desde arriba de un
cuarto ejemplo de realización de una lámina anular conforme a la
invención.
La lámina anular 1 representada en el dibujo está
conformada de modo simétrico y está determinada para acoplamientos
flexibles de árboles, cuyas dos mitades de acoplamiento, cada una de
las cuales presenta una brida de conexión, están unidas entre ellas
por medio de un paquete de este tipo de láminas anulares de modo
resistente a la torsión y de manera móvil axial y angularmente, en
la que el paquete de láminas está fijado mediante medios de fijación
y sujeción 2, 3 dispuestos distribuidos por el contorno
alternativamente en las dos bridas de conexión.
La lámina anular 1 tiene una forma
fundamentalmente cuadrada, y está provista de cuatro taladros de
fijación 5, que están dispuestos distribuidos uniformemente en un
círculo de agujeros común, y presentan respectivamente el mismo
diámetro D1 (ver Fig. 1). El diámetro del círculo de agujeros está
designado con el símbolo Dt.
La sección de la lámina anular 6 dispuesta entre
dos taladros de fijación 5 contiguos presenta, respectivamente, un
contorno exterior 7 conformado de modo cóncavo, así como un contorno
interior 8 conformado de modo cóncavo. La sección de la lámina
anular correspondiente presenta con ello un estrechamiento, cuyo
lugar más estrecho está dispuesto en el centro entre dos taladros de
fijación 5 contiguos. La anchura del lugar más estrecho está
designada con B1. El contorno exterior 7 y el contorno interior 8 de
la sección de la lámina 6 estrechada están conformadas,
respectivamente, en forma de arco circular, en el que los dos arcos
circulares tienen el mismo radio R. Adicionalmente se puede ver que
los taladros de fijación 5 están dispuestos de tal manera que la
recta de unión 9 definida por medio de los puntos medios de dos
taladros de fijación 5 consecutivos se extiende como línea de
simetría en el centro entre el contorno exterior 7 conformado de
modo cóncavo y el contorno interior 8 conformado de modo cóncavo del
estrechamiento. El menor diámetro interior de la lámina anular 1,
que está definido por medio de los lugares más estrechos de dos
estrechamientos opuestos diametralmente, está designado con D3.
En los taladros de fijación 5, la lámina anular 1
presenta respectivamente una sección del contorno exterior 10 en
forma de arco circular conformada de modo convexo, que une de modo
continuo entre ellas dos secciones contiguas del contorno exterior 7
conformadas de modo cóncavo. Entre las secciones del contorno
interior 8 conformadas de modo cóncavo están conformadas secciones
acanaladas 11 en forma de arco circular, que presentan un radio
relativamente pequeño. La anchura del contorno exterior de las
láminas anulares está designada en la Fig. 1 con B2.
El grosor de las láminas tiene un valor
preferentemente de 0,2 a 0,4 mm. Como material para las láminas se
prefiere acero al cromo-níquel, en particular
X12CrNi 17 7.
Las relaciones de magnitud geométricas de la
lámina anular 1 representada pueden variar en determinadas regiones.
Para la consecución de una flexibilidad óptima manteniendo una alta
resistencia a la rotura, se han determinado ventajosamente las
siguientes relaciones de magnitud:
Dt/D1 = 10 a 12,
D2/Dt = 1,1 a 1,2,
Dt/B1 = 9 a 16 y
B2/Dt = 0,88 a 0,93 y
Dt/D3 = 1,5 a 1,65.
El paquete de láminas conformado a partir de
varias láminas anulares 1 se atornilla por medio de pernos de
tensión (no mostrados) y manguitos de sujeción 2 y anillos tensores
3 colocados por desplazamiento axialmente sobre ellos
alternativamente con las bridas de conexión de las mitades de
acoplamiento de un acoplamiento de árbol (no mostrado) (ver Fig. 2).
Entre las láminas anulares 1 están dispuestas arandelas 12 que
presentan superficies que disminuyen la corrosión por fricción. Las
arandelas 12 tienen fundamentalmente el mismo diámetro exterior que
el anillo tensor 3 y que el collar del manguito de sujeción 2. Las
arandelas 12 pueden estar hechas de plástico, preferentemente, o
presentar un revestimiento deslizante de plástico. Como material
está indicado para ello, en particular, plástico de
politetrafluoretileno.
Para la compensación de un desplazamiento radial,
el acoplamiento, dado el caso, puede estar provisto de un anillo
intermedio o de un manguito intermedio y de otro paquete de láminas
correspondiente.
Las Figuras 3 a 5 muestran otros ejemplos de
realización de una lámina anular 1 conforme a la invención. La
lámina anular 1 representada en la Fig. 3 se diferencia de la lámina
anular según la Fig. 1 fundamentalmente por el hecho de que en los
taladros de fijación 5 están conformadas respectivamente dos
secciones del contorno exterior 13 fundamentalmente en línea recta,
que están dispuestas entre ellas fundamentalmente formando un ángulo
recto, y que están unidas entre ellas por medio de una sección del
contorno exterior 10 en forma de arco circular conformado de modo
convexo. Las secciones del contorno exterior 7 conformadas de modo
cóncavo, que junto con las secciones del contorno interior 8
conformadas de modo correspondiente definen los estrechamientos,
están unidas de modo continuo por medio de secciones redondeadas 14
con las secciones del contorno exterior en línea recta 13.
Las láminas anulares 1 representadas en las
Figuras 4 y 5 se diferencian de las láminas anulares según las
Figuras 1 y 3 por el hecho de que el estrechamiento correspondiente
entre dos taladros de fijación 5 contiguos está definido por medio
de una ensenada con una sección el contorno exterior 15 en línea
recta y una sección del contorno interior 16 que se extiende
paralelamente a ésta. En la lámina anular según la Fig. 4, las
secciones del contorno interior 16 en línea recta están unidas entre
ellas de modo continuo por medio de secciones acanaladas 17 en forma
de arco circular, mientras que las secciones del contorno interior
16 en línea recta de la lámina anular según la Fig. 5 están unidas,
respectivamente, por medio de dos secciones del contorno interior 18
igualmente en línea recta, si bien acodadas, con la siguiente
sección del contorno interior 16 en línea recta que define el lugar
más estrecho del estrechamiento. Las transiciones entre las
secciones del contorno individual 16 ó 18 individuales en línea
recta de la lámina anular según la Fig. 5 están redondeadas,
respectivamente, y con ello están conformadas de modo continuo. Las
ensenadas en el contorno exterior de las láminas anulares
correspondientes según la Fig. 4 y la Fig. 5 están conformadas de
modo correspondiente al contorno interior respectivo. De este modo,
la sección del contorno exterior 15 en línea recta de la lámina
anular según la Fig. 4 va en primer lugar en la dirección de los
taladros de fijación 5 pasando respectivamente a una sección del
contorno exterior 19 en forma de arco circular, que a su vez pasa
por medio de una sección del contorno exterior 14 redondeada a la
sección 13 en línea recta relativamente corta en el taladro de
fijación 5. En este caso, las secciones 17 y 19 en forma de arco
circular presentan el mismo radio de arco circular. En la Fig. 5 se
puede reconocer que a las secciones del contorno interior 18 en
línea recta dispuestas en la región de los taladros de fijación 5
están asignadas secciones del contorno exterior 20 en línea recta
correspondientes, que respecto a la sección del contorno exterior 15
central en línea recta están acodadas fundamentalmente con el mismo
valor que las secciones del contorno interior 18 respecto a las
secciones del contorno interior 16 centrales que definen el
estrechamiento.
Claims (13)
1. Lámina anular (1) de acero para acoplamientos
de árboles flexibles, cuyas dos mitades de acoplamiento que
presentan una respectiva brida de conexión están unidas entre ellas
por medio de un paquete de este tipo de láminas anulares de modo
resistente a la torsión y de manera móvil axial y angularmente,
estando fijado el paquete de láminas mediante medios de fijación y
sujeción (2, 3) dispuestos distribuidos por el contorno
alternativamente en las dos bridas de conexión, y presentando la
lámina anular cuatro taladros de fijación (5) dispuestos
distribuidos uniformemente en un círculo de agujeros común, y la
anchura de la sección de la lámina anular (6) se estrecha entre dos
taladros de fijación (5) consecutivos, caracterizada porque
la recta de unión (9) definida por medio de los puntos medios de dos
taladros de fijación (5) consecutivos se extiende como línea de
simetría de modo central entre una sección del contorno exterior (7,
15) y una sección del contorno interior (8, 16) del estrechamiento,
y cumpliendo la lámina anular (1) con las siguientes relaciones de
magnitud geométricas:
Dt/D1 = 10 a 12,
D2/Dt = 1,1 a 1,2,
Dt/B1 = 9 a 16 y
B2/Dt = 0,88 a 0,93,
siendo Dt el diámetro del círculo de agujeros, D1
el diámetro del taladro de fijación (5) correspondiente, D2 el mayor
diámetro exterior de la lámina anular (1), B1 la anchura del lugar
más estrecho de la sección de la lámina anular (6) entre dos
taladros de fijación (5) consecutivos, y B2 la anchura del contorno
exterior de la lámina anular.
2. Lámina anular según la reivindicación 1,
caracterizada porque la relación del diámetro del círculo de
agujeros Dt respecto al menor diámetro interior D3 de la lámina
anular (1) está en un intervalo de 1,5 a 1,65.
3. Lámina anular según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque su grosor tiene un valor de 0,2 a 0,4
mm.
4. Lámina anular según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está hecha de
acero al cromo-níquel.
5. Lámina anular según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el
estrechamiento entre dos taladros de fijación (5) contiguos está
definido por medio de una sección del contorno exterior (7) y una
sección del contorno interior (8) en forma de arco circular.
6. Lámina anular según la reivindicación 5,
caracterizada porque los dos arcos circulares tienen el mismo
radio (R).
7. Lámina anular según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el
estrechamiento entre dos taladros de fijación (5) contiguos está
definido por medio de una ensenada con una sección del contorno
exterior (15) central en línea recta, y una sección del contorno
interior (16) que se extiende paralelamente respecto a ésta.
8. Paquete de láminas con varias láminas anulares
según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque
entre cada una de las láminas anulares (1) o entre los paquetes de
varias láminas anulares (1) están dispuestas arandelas (12) que
presentan superficies que disminuyen la corrosión por fricción.
9. Paquete de láminas según la reivindicación 8,
caracterizado porque las arandelas (12) están hechas de
plástico o presentan un revestimiento de plástico.
10. Paquete de láminas según la reivindicación 8
ó 9, caracterizado porque las arandelas (12) están hechas de
politetrafluoretileno o presentan un revestimiento de
politetrafluoretileno.
11. Acoplamiento de árbol flexible, cuyas dos
mitades de acoplamiento, que presentan una respectiva brida de
conexión, están unidas entre ellas por medio de un paquete de
láminas anulares (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7 de modo
resistente a la torsión y de manera móvil axial y angularmente, en
el que el paquete de láminas está fijado mediante medios de fijación
y sujeción (2, 3) dispuestos distribuidos por el contorno
alternativamente en las dos bridas de conexión.
12. Acoplamiento según la reivindicación 11, en
el que el paquete de láminas está conformado según una de las
reivindicaciones 8 a 10.
13. Acoplamiento según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque el paquete de láminas está realizado
duplicado, en el que entre los dos paquetes de láminas está
dispuesto un anillo intermedio o un manguito intermedio, y el
paquete de láminas correspondiente está fijado alternativamente a
una de las dos bridas de conexión y a uno de los dos lados del
anillo intermedio o del manguito intermedio.
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