ES2229875A1 - Accionador lineal. - Google Patents
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Abstract
Accionador lineal que tiene un receptáculo (1) de motor en forma de tubo de acero inoxidable con un tapón extremo (2). Un motor (4) y una caja (6) de engranajes epicicloidal. El accionador tiene un brazo telescópico (11), que tiene un tubo externo (12) y un tubo interno (13) de acero inoxidable. El tubo externo está unido de forma separable al receptáculo del motor. En el brazo se dispone un tornillo extensor (16) con un extremo accionado (16) apoyado mediante cojinetes en el extremo (17) del receptáculo del motor del tubo externo. En su extremo interno, el tubo interno tiene roscada en él una tuerca (18) de material plástico, en la cual se acopla el tornillo. El extremo del tornillo (16) tien una horquilla (23), abierta (24) axialmente en la zona más alejada del tornillo. El árbol (7) de salida proveniente de la caja de engranajes tiene una clavija transversal (31) a través del mismo. A cada lado del árbol, la clavija lleva un rodillo respectivo (32), con unas dimensiones tales para encajar en la horquilla (23). La horquilla y los rodillos forman un acoplamiento de garras para la transferencia del accionamiento desde la caja de engranajes hacia el tornillo extensor. El brazo telescópico se desmonta fácilmente del receptáculo del motor desenrosdando el disco (21) y retirando axialmente la horquilla de los rodillos.
Description
Accionador lineal.
La presente invención se refiere a un accionador
lineal.
Los accionadores lineales, por ejemplo, los
cilindros hidráulicos, tienen muchas aplicaciones, en equipos y
articulaciones extensoras, elevadores, etc. Los accionadores
lineales eléctricos son conocidos para aplicaciones en las que no
se puede disponer de una fuente de fluido de presión.
En la patente US n.º 4,934,203 se describe un
accionador lineal de este tipo que comprende: un receptáculo del
motor que tiene una pieza extrema de conexión, un motor alojado en
el receptáculo del motor, una caja de engranajes de reducción
alojada en el receptáculo, estando conectado el motor a una entrada
de la caja de engranajes, y un brazo telescópico, que tiene un tubo
externo unible al receptáculo del motor, un tubo interno que tiene
otra pieza extrema de conexión, un tornillo extensor que tiene un
extremo accionado y apoyado mediante cojinetes en el extremo del
receptáculo del motor del tubo externo y que se acopla a una tuerca
en el extremo correspondiente del tubo interno, provocando la
rotación del tornillo que el tubo interno se extienda o retraiga con
respecto al tubo externo.
En entornos hostiles, tales como a bordo de
buques pesqueros, los accionadores eléctricos tienen una vida más
corta que en entornos menos gravosos. La avería de los accionadores
puede tener un efecto grave sobre el funcionamiento de un buque
pesquero, de manera que es deseable disponer de un suministro de
accionadores de recambio. Debido a que se requiere una variedad de
tamaños diferentes de accionadores, para diferentes elevadores,
etc., el suministro de accionadores de recambio debe incluir los
diferentes tamaños, a pesar del espacio que constituye un aspecto
primordial.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un accionador mejorado cuyos componentes principales
se pueden sustituir de forma independiente, con lo cual se reducen
las limitaciones del inventario de las piezas de recambio.
Según la invención se proporciona un accionador
lineal que comprende:
un receptáculo del motor que tiene una pieza
extrema de conexión, un motor alojado en el receptáculo del motor,
una caja de engranajes de reducción alojada en el receptáculo,
estando conectado el motor a una entrada de la caja de
engranajes,
un brazo telescópico, que tiene un tubo externo
unible al receptáculo del motor, un tubo interno que tiene otra
pieza extrema de conexión, un tornillo extensor que tiene un
extremo accionado y apoyado mediante cojinetes en el extremo del
receptáculo del motor del tubo externo y que se acopla a una tuerca
en el extremo correspondiente del tubo interno, provocando la
rotación del tornillo que el tubo interno se extienda o retraiga
con respecto al tubo externo,
caracterizado porque el accionador lineal
comprende además:
una conexión acoplable de una salida de la caja
de engranajes de reducción y el extremo accionado del tornillo
extensor para transmitir el accionamiento desde la caja de
engranajes hacia el tornillo extensor para extender y retraer el
tubo externo,
una conexión separable del tubo externo con el
receptáculo del motor,
siendo tal la disposición que la unión del tubo
externo con el receptáculo del motor y el acoplamiento del tornillo
extensor con la caja de engranajes preparan el accionador lineal
para ser utilizado.
En caso de avería durante su utilización, es
probable que haya fallado bien el motor en el receptáculo o bien el
brazo telescópico sin que se haya producido ninguna avería en el
otro elemento. De este modo el accionador se puede reparar de forma
sencilla sustituyendo la parte en cuestión.
Además, cuando, por ejemplo, en un único barco se
utilice una variedad de longitudes diferentes de brazos
telescópicos, posiblemente con una variedad de tornillos de
diferentes pasos de rosca, se pueden llevar brazos de recambio y
los mismos se pueden hace encajar en receptáculos del motor de
tamaño habitual. Según la vida útil en el entorno se puede llevar
un suministro menor de estas piezas.
Preferentemente, la conexión acoplable es un
acoplamiento de garras acoplable axialmente. Este puede comprender
una horquilla y una espiga con una clavija transversal acoplable en
la horquilla, estando conectada la horquilla a uno de los dos
elementos de entre el tornillo extensor y la salida de la caja de
engranajes y estando conectadas la espiga y la clavija al otro
elemento. Para permitir una posible ligera desalineación; la
clavija transversal puede tener un par de rodillos dispuestos sobre
ella, estando situados los rodillos en los lados opuestos
respectivos de la espiga.
En la realización preferida, la conexión
separable del brazo telescópico y el receptáculo del motor es una
conexión de tornillo. Esta última incorpora preferentemente una
junta tórica hermética para formar un cierre hermético entre el
brazo telescópico y el receptáculo del motor.
Para controlar el recorrido, la posición y la
velocidad - mediante una circuitería electrónica - la salida de la
caja de engranajes está provista preferentemente de un contador de
vueltas. La colocación del contador en la salida de la caja de
engranajes posibilita realizar un recuento de un número menor de
revoluciones, por la relación de la caja de engranajes, que en el
caso correspondiente al contador dispuesto para contar las
revoluciones del motor.
Preferentemente, el accionador lineal incluye un
cierre hermético entre el tubo interno y el tubo externo, dejando
el cierre hermético que los tubos queden libres para girar
relativamente con respecto a un eje común, estando adaptadas las
piezas extremas de conexión para moderar la rotación relativa de
cara a la extensión y la retracción del brazo telescópico.
Preferentemente, la tuerca en el extremo del tubo
interno y que tiene acoplado el tornillo extensor en la misma es de
un material generalmente más débil que los otros componentes, con lo
cual forma una unión débil en el caso de sobrecarga del
accionador.
Para ayudar a comprender la invención, a
continuación se describirá una realización específica de la misma a
modo de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la Figura 1 es una vista lateral de un accionador
lineal según la invención;
la Figura 2 es una vista lateral en sección
transversal de un receptáculo del motor del accionador;
la Figura 3 es una vista similar de un brazo
telescópico del accionador.
Haciendo referencia a los dibujos, el accionador
lineal tiene un receptáculo 1 del motor en forma de tubo de acero
inoxidable en común con otros componentes principales del
dispositivo, tiene un tapón extremo 2 con un ojo 3 de la pieza
extrema de conexión por medio del cual el accionador se puede fijar
con pasadores al equipo que va a ser accionado. Un motor eléctrico
4 está montado en el receptáculo 1 del motor a través de una
montura elástica 5. En el receptáculo se dispone también una caja 6
de engranajes de reducción, epicicloidal, fijada al motor, cuya
salida está conectada a una entrada de la caja de engranajes. El
árbol 7 de salida de la caja de engranajes tiene un disco 8 de
señalización, cuya rotación se puede detectar por medio de un
transductor 9 fijado al extremo en la caja de engranajes.
El accionador tiene un brazo telescópico 11, que
tiene un tubo externo 12 y un tubo interno 13 de acero inoxidable.
El tubo externo está unido de forma separable al receptáculo del
motor tal como se describirá de forma más detallada posteriormente.
El extremo distal del tubo interno tiene una pieza extrema 14 de
conexión, que lo tapa y tiene otro ojo 15 de la pieza extrema de
conexión para fijar con pasadores al equipo que va a ser accionado
el otro extremo del accionador. En el brazo está dispuesto un
tornillo extensor 16 con un extremo accionado 16 apoyado mediante
cojinetes en el extremo 17 del receptáculo del motor del tubo
externo. En su extremo interno, el tubo interno tiene roscada en él
una tuerca 18 de material plástico, a la cual se acopla el tornillo.
El extremo distal del tornillo lleva una guía 19 para centrarlo en
el tubo interno. La guía está asegurada para proporcionar un tope
20 contra el desenroscado del tornillo con respecto a la tuerca y
la sobre-extensión del accionador.
El extremo del receptáculo del motor del tubo
externo está acoplado mediante rosca en un disco 21, quedando
capturado el anillo externo de rodadura de un cojinete 22
correspondiente al tornillo entre el tubo y un asiento en el disco.
Este roscado - y el correspondiente al tapón 2 en el receptáculo del
motor y la pieza extrema 14 de conexión en el tubo interno 13 - se
convierte en estanco al agua mediante un sellador aplicado a las
roscas. El anillo interno de rodadura del cojinete 22 queda
capturado en el extremo del tornillo 16 mediante una horquilla 23
fijada al tornillo. La horquilla está abierta 24 axialmente en la
zona más alejada del tornillo.
El disco 21 tiene una junta tórica hermética 25
en una ranura dentro de una rosca 26, que es complementaria con una
rosca 27 en el extremo del tubo 1 del receptáculo del motor. Un
rebaje liso por el exterior de la rosca 27 proporciona un asiento
para la junta tórica. Esta conexión estanca al agua posibilita la
separación rápida del brazo telescópico con respecto al receptáculo
del motor.
El árbol 7 de salida proveniente de la caja de
engranajes tiene una clavija transversal 31 a través del mismo. A
cada lado del árbol, la clavija lleva un rodillo respectivo 32, con
unas dimensiones tales para encajar en la horquilla 23. La
horquilla y los rodillos forman un acoplamiento de garras para la
transferencia del accionamiento desde la caja de engranajes hacia el
tornillo extensor. Su configuración es tal que puede admitir una
ligera desalineación del árbol de salida de la caja de engranajes y
el tornillo, tal como puede producirse a través de la formación de
tolerancias resultantes de la unión intercambiable de diferentes
brazos telescópicos al receptáculo del motor.
El brazo telescópico se desmonta fácilmente del
receptáculo del motor desenroscando el disco 21 y retirando
axialmente la horquilla de los rodillos.
Durante su utilización, el accionador se fija con
pasadores mediante sus piezas extremas de conexión a las piezas
movibles respectivas del equipo que va a ser accionado. Para su
movimiento, el motor se acciona en la dirección adecuada, según el
número adecuado de revoluciones medidas por el transductor 9. El
cableado para la salida del transductor y el suministro de energía
al motor se introduce a través de una pieza 36 de conexión cerrada
herméticamente.
Si en una aplicación específica se requiere un
funcionamiento rápido, un brazo telescópico con un paso mayor de la
rosca del tornillo se puede cambiar por uno con un paso menor.
Igualmente, si se requiere un recorrido mayor o menor, se puede
escoger adecuadamente el brazo telescópico para el mismo motor y su
receptáculo.
Debería observarse que la provisión de la tuerca
18 en material plástico proporciona un punto de fallo del diseño en
el caso de una sobrecarga por impacto del accionador. De este modo
el motor y el receptáculo están protegidos y el brazo telescópico
se puede sustituir de manera fácil y rápida. El brazo telescópico
con los desperfectos se puede reparar directamente. La provisión de
la tuerca 18 en material plástico posee la ventaja adicional de que
su diámetro externo 181 puede ser ligeramente mayor que el diámetro
del tubo interno y un ajuste por deslizamiento de baja fricción en
el tubo externo.
Para hacer que el accionador sea impermeable al
agua, no solo se dispone de las conexiones roscadas, cerradas
herméticamente, que se han descrito anteriormente, sino que el
extremo distal del tubo externo está provisto de una guía 34 para
el tubo interno y la guía está provista de un cierre hermético
35.
La guía también es de material plástico para
proporcionar una fricción baja con el tubo interno. La guía y la
tuerca proporcionan una alineación de las dos piezas del brazo
telescópico. Si la aplicación hace que los ojos 3, 15 de las piezas
extremas de conexión giren relativamente con respecto al eje central
del accionador, la guía 34 puede admitir esté movimiento y los
tubos giran de manera que se adaptan al mismo.
La invención no pretende limitarse a los detalles
de la realización descrita anteriormente. Por ejemplo, el brazo
telescópico puede estar unido al receptáculo del motor por medio de
un elemento diferente a una rosca de tornillo, por ejemplo, una
pieza de conexión de bayoneta. Los rodillos pueden ser de un
material más o menos elástico, si es más elástico absorben el
impacto y son más silenciosos.
Claims (12)
1. Accionador lineal que comprende:
\bullet un receptáculo del motor que tiene una
pieza extrema de conexión, un motor alojado en el receptáculo del
motor, y una caja de engranajes de reducción alojada en el
receptáculo, estando conectado el motor a una entrada de la caja de
engranajes,
\bullet un brazo telescópico, que tiene un tubo
externo unible al receptáculo del motor, un tubo interno que tiene
otra pieza extrema de conexión, un tornillo extensor contenido
dentro del brazo telescópico y el receptáculo del motor y que tiene
un extremo accionado y apoyado mediante cojinetes en el extremo del
receptáculo del motor del tubo externo y que se acopla firmemente a
una tuerca en el extremo proximal del tubo interno, provocando la
rotación del tornillo que el tubo interno se extienda o retraiga
con respecto al tubo externo,
caracterizado porque el accionador lineal
comprende además:
\bullet una conexión acoplable de una salida de
la caja de engranajes de reducción y el extremo accionado del
tornillo extensor para transmitir el accionamiento desde la caja de
engranajes hacia el tornillo extensor para extender y retraer el
tubo interno,
\bullet una conexión separable del tubo externo
con el receptáculo del motor,
siendo tal la disposición que la unión del tubo
externo con el receptáculo del motor y el acoplamiento del tornillo
extensor con la caja de engranajes preparan el accionador lineal
para ser utilizado.
2. Accionador lineal según la reivindicación 1,
en donde la conexión acoplable es un acoplamiento de garras
acoplable axialmente.
3. Accionador lineal según la reivindicación 2,
en donde el acoplamiento de garras comprende una horquilla y una
espiga con una clavija transversal acoplable en la horquilla,
estando conectada la horquilla a uno de los dos elementos de entre
el tornillo extensor y la salida de la caja de engranajes y estando
conectadas la espiga y la clavija al otro elemento.
4. Accionador lineal según la reivindicación 3,
en donde la clavija transversal tiene un par de rodillos dispuestos
sobre ella, estando situados los rodillos en los lados opuestos
respectivos de la espiga.
5. Accionador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la conexión separable del
brazo telescópico y el receptáculo del motor es una conexión de
tornillo.
6. Accionador lineal según la reivindicación 5,
en donde el receptáculo del motor es tubular y el tubo externo
tiene un disco unido en su extremo del receptáculo del motor,
comprendiendo la conexión del tornillo unas roscas complementarias
cortadas en el disco y el receptáculo del motor.
7. Accionador lineal según la reivindicación 6,
que incluye un cojinete para el apoyo del tornillo extensor en el
brazo telescópico, estando unido mediante rosca el tubo externo al
disco y quedando capturado el cojinete por la unión roscada,
estando cerrada herméticamente esta última de forma preferente por
un sellador de roscas.
8. Accionador lineal según la reivindicación 5,
la reivindicación 6 ó la reivindicación 7, en donde la conexión de
tornillo incorpora una junta tórica hermética para formar un cierre
hermético entre el brazo telescópico y el receptáculo del
motor.
9. Accionador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el motor está montado
elásticamente en el receptáculo del motor.
10. Accionador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la salida de la caja de
engranajes está provista de un contador de vueltas.
11. Accionador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que incluye un cierre hermético entre
el tubo interno y el tubo externo, dejando el cierre hermético que
los tubos queden libres para girar relativamente con respecto a un
eje común, estando adaptadas las piezas extremas de conexión para
moderar la rotación relativa de cara a la extensión y la retracción
del brazo telescópico.
12. Accionador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la tuerca en el extremo del
tubo interno y que tiene acoplado el tornillo extensor en la misma
es de un material generalmente más débil que los otros componentes,
con lo cual forma una unión débil en el caso de sobrecarga del
accionador.
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