ES2281568T3 - Dispositivo de acoplamiento de garras. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de acoplamiento de dos árboles (2, 3) destinados para girar con relación a una caja (4), en la prolongación uno del otro sustancialmente alrededor de un eje (1), comprendiendo el dispositivo una garra (9) que permite a uno de los árboles (3) arrastrar el otro (2) y medios de desenganche que permiten desacoplar la garra (9) de una posición enganchada a una posición desenganchada, comprendiendo los medios de desenganche un tornillo solidario de uno de los árboles (3), una tuerca solidaria de un volante (19) y que coopera con el tornillo (17), siendo el tornillo (17) y la tuerca (18) de eje sustancialmente confundido con el eje (1) de rotación de los árboles (2, 3), un freno (23) de la rotación del volante (19) con relación a la caja (4), en posición enganchada, aflojando el frenado del volante (19) la tuerca (18) del tornillo (17) y arrastrando uno de los árboles (3) en traslación según el indicado eje (1) con el fin de desacoplar la garra (9), comprendiendo el freno (23) un elemento de fricción (25) destinado para frotar contra una superficie (26) del volante (19) en el frenado y medios (27) para accionar el freno (23), caracterizado porque el elemento de fricción (25) está formado por un muelle helicoidal (25) cuyo diámetro interior es variable en función de la tensión del muelle helicoidal (25), con el fin de ponerse en contacto con la superficie (26) del volante (19) en el frenado.

Description

Dispositivo de acoplamiento de garras.

La invención se refiere a un dispositivo de acoplamiento de dos árboles destinados a girar en la prolongación uno del otro, según el preámbulo de la reivindicación 1. Un dispositivo de este tipo es conocido por ejemplo por el documento US-2.509.813. Una garra asegura el acoplamiento de los dos árboles. Una garra comprende generalmente dientes o garras pertenecientes a cada uno de los dos árboles. Cuando los dientes (o las garras) cooperan entre sí, los dos árboles se acoplan. Un dispositivo de acoplamiento de garras comprende igualmente medios para separar los dientes de cada árbol con el fin de desacoplarlos. Estos medios se denominarán medios de desenganche en lo que sigue de la descripción.

Medios conocidos de desenganche necesitan la detención del giro de los dos árboles así como una fuerza exterior importante que permita separar los dientes. En efecto, los dientes se mantienen generalmente en contacto por medio de un muelle y por consiguiente es necesario vencer la fuerza de este muelle para su desenganche.

La invención tiene por objeto paliar estas dificultades proponiendo un dispositivo de acoplamiento de garras en el cual los medios de desenganche puedan desacoplar los árboles incluso cuando estos se encuentran en rotación. El permitir un desacoplamiento en rotación permite utilizar los medios de desenganche como órgano de seguridad. Permiten desacoplar rápidamente sin esperar la detención del giro.

A este respecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de acoplamiento de dos árboles destinados para girar con relación a una caja, en la prolongación uno del otro sustancialmente alrededor de un eje, como se ha descrito en la reivindicación 1.

La invención permite, además, reducir considerablemente la fuerza necesaria para el desenganche. Gracias a la invención, la fuerza necesaria para la separación de los dientes de la garra ya no es proporcionada por medios exteriores al dispositivo sino por el dispositivo propiamente dicho y, más precisamente, por la energía de rotación de los árboles.

La invención permite igualmente reducir de forma importante la masa de los medios de desenganche y aumentar su compacidad.

La invención se comprenderá mejor y otras ventajas aparecerán con la lectura de la descripción detallada de un modo de realización de la invención dado a título de ejemplo, descripción ilustrada por el dibujo adjunto en el cual:

\bullet la figura 1 representa un dispositivo de acoplamiento en posición enganchada,

\bullet la figura 2 representa el dispositivo de acoplamiento en posición desenganchada,

\bullet la figura 3 representa en vista ampliada el freno del dispositivo de acoplamiento.

Para simplificar lo que sigue de la descripción, los mismos elementos llevarán las misas referencias en las diferentes figuras.

En la figura 1, un dispositivo de acoplamiento se encuentra representado en sección según un plano que comprende un eje 1 alrededor del cual dos árboles 2 y 3 pueden girar con relación a una caja 4. El árbol 3 es por ejemplo el de un rotor de un motor eléctrico. Un cojinete giratorio que comprende por ejemplo un rodamiento 7 permite el giro del árbol 3 con relación a la caja 4, realizándose la rotación alrededor del eje 1. El árbol 2 permite por ejemplo acoplar el motor eléctrico a una caja relé (no representada) por mediación de acanaladuras 8.

Una garra 9 permite acoplar y desacoplar los árboles 2 y 3. Según el ejemplo representado, la garra 9 comprende una primera serie de dientes 10 solidarios del árbol 2 y una segunda serie de dientes 11 solidarios de un extremo 12 del árbol 3. El extremo 12 es móvil en translación según el eje 1 con relación al árbol 3. Una conexión en rotación del extremo 12 según el eje 1 con relación al árbol 3 es asegurada por medio de acanaladuras 13. Los dientes 10 y los dientes 11 cooperan entre si con el fin de asegurar el arrastre del árbol 2 por el árbol 3 cuando el dispositivo de acoplamiento se encuentra en posición enganchada. Se entiende que la invención no se limita al arrastre del árbol 2 con relación al árbol 3. A la inversa es igualmente posible por ejemplo si el motor eléctrico es utilizado en la modalidad de generador de corriente eléctrica.

Un muelle helicoidal 14 tiende a mantener separados los dientes 10 y 11. El muelle 14 se apoya por su primer extremo 15 sobre el árbol 3 y por su segundo extremo 16 sobre el extremo 12. Cuando los dientes 11 y 12 se encuentran en contacto, el dispositivo de acoplamiento se encuentra en posición enganchada y el muelle 14 está comprimido.

Medios de desenganche permiten desacoplar la garra 9. Más precisamente, estos medios permiten separar los dientes 10 de los dientes 11 para obtener una posición desenganchada del dispositivo de acoplamiento.

La posición desenganchada se describirá ulteriormente con la ayuda de la figura 2. Para separar los dientes 10 de los dientes 11, los medios de desenganche sueltan el muelle 14 realizando un movimiento de translación del extremo 12 con relación al
árbol 3.

Según la invención, los medios de desenganche comprenden un tornillo 17 solidario del árbol 3 y una tuerca 18 solidaria de un volante 19. El tornillo 17 y la tuerca 18 cooperan juntos y su eje se confunde sustancialmente con el eje 1. Más precisamente, el tornillo 17 es solidario del extremo 12 del árbol 3. La sujeción del tornillo 17 con el extremo 12 está, por ejemplo, asegurada por un pasador 20. Por otro lado, el pasador 20 atraviesa un orificio oblongo 21 previsto en el árbol 3 con el fin de permitir la translación del extremo 12 con relación al árbol 3.

En posición enganchada, la tuerca 18 se aprieta en el tornillo 17. El volante 19 comprende un tope 22 sobre el cual se apoya el tornillo 17. Este apoyo asegura el apriete de la tuerca 18 sobre el tornillo 17. En posición enganchada, el volante 19 tiene el mismo movimiento, movimiento de rotación con relación a la caja 4, que el árbol 3 y su extremo 12.

Los medios de desenganche comprenden, además, un freno 23 de la rotación del volante 19 con relación a la caja 4. En posición enganchada, el freno 23 no es activo y el volante 19 gira libremente con relación a la caja 4 alrededor del eje 1. Cuando se desea desenganchar la garra 9, es decir separar los dientes 10 y 11, con el fin de que los dientes 10 no arrastren ya los dientes 11 o a la inversa, se acciona el freno 23 hasta aflojar la tuerca 18 del tornillo 17. El volante 19 solo presenta un grado de libertad en rotación alrededor del eje 1 con relación a la caja 4. En consecuencia, el aflojamiento de la tuerca 18 con relación al tornillo 17 permite la traslación del extremo 12 con relación al árbol 3 según el eje 1 y por consiguiente la separación de los dientes 10 y 11.

Ventajosamente, el dispositivo, cuando se encuentra en posición desenganchada, comprende medios para permitir la rotación del tornillo 17 independientemente de la tuerca 18. Estos medios para permitir la rotación del tornillo 17 comprenden una garganta 24. perteneciente al volante 19, garganta 24 en el interior de la cual, el tornillo 17 puede girar libremente, independientemente de la tuerca 18. Los medios para permitir el giro del tornillo 17 comprenden además un elemento elástico que asegura, en posición desenganchada, el mantenimiento del tornillo 17 en el interior de la garganta 24.

Más precisamente, la garganta 24 está realizada en el volante 19. La garganta 24 es interna y cilíndrica de eje 1. Su diámetro es superior al diámetro nominal del aterrajado del tornillo 17. La garganta 24 puede contener el tornillo 17 después del aflojado completo de la tuerca 18. Cuando el tornillo 17 está situado en el interior de la garganta 24, el desenganche es efectivo y la traslación del extremo 12 es completa. El elemento elástico está formado por el muelle 14 que asegura el mantenimiento del tornillo 17 en el interior de la garganta 24 sin que las roscas del tornillo 17 puedan acoplarse con el aterrajado de la tuerca 18.

Así, el árbol 3 puede continuar su giro incluso si el freno 23 ha detenido el giro del volante 19. De este modo, el freno 23 solo se utiliza para el frenado del volante 19 y no para frenar el giro del árbol 3. En efecto, la inercia del árbol 3 puede ser importante, por ejemplo si el árbol 3 es el árbol de un motor eléctrico. Todos los constituyentes del rotor participarían en la inercia del árbol 3. La función del freno 23, limitada al frenado del volante 19, permite reducir las dimensiones del freno 23.

La figura 3 representa en vista ampliada el freno 23. Se trata de una vista desarrollada en sección por una superficie cilíndrica de eje 1. El freno 23 comprende un elemento de fricción 25 destinado para a rozar contra una superficie 26 del volante 19. La superficie 26 es de revolución alrededor del eje 1. El freno 23 comprende, además, medios 27 para accionar el freno 23. Cuando los medios 27 se encuentran en reposo, mantienen el elemento de fricción 25 alejados de la superficie 26 y cuando los medios 27 se activan, permiten al elemento de fricción 25 ponerse en contacto con la superficie 26. La vista representada en la figura 3 es parcial y representa esencialmente los medios para accionar el freno 23 y en parte el elemento de fricción 25.

Ventajosamente, el elemento de fricción 25 formado por un muelle helicoidal cuyo diámetro interior es variable en función de la tensión del muelle. Para simplificar lo que sigue de la descripción, el muelle helicoidal llevará la referencia 25. El muelle helicoidal 25 está montado en un alojamiento 28 cilíndrico interior de eje 1 de la caja 4. Así el muelle helicoidal 25 se enrolla alrededor del eje 1. Cuando los medios 27 se encuentran en reposo, el muelle helicoidal 25 es cargado y mantenido a distancia de la superficie 26 del volante 19. El muelle helicoidal 25 se carga aplicando en uno 29 de sus extremos un movimiento de rotación alrededor del eje 1 con el fin de aumentar el diámetro del muelle helicoidal 25.

Cuando los medios 27 se activan, el muelle helicoidal 25 se suelta y se pone en contacto con la superficie 26 del volante 19 con el fin de frenar el giro del volante 19 alrededor del eje 1. Más precisamente, cuando los medios 27 se activan, sueltan el extremo 29 del muelle helicoidal 25 cuyo diámetro interior se reduce hasta ponerse en contacto con la superficie 26 del volante 19 y así frenarlo. Un segundo extremo 30 del muelle helicoidal 25 es, en cuanto al mismo, mantenido en posición fija con relación a la caja 4.

Ventajosamente, los medios 27 para accionar el freno 23 comprenden una bola 31 así como medios 32 para desplazar la bola 31 desde una primera posición en la cual la bola 31 mantiene el muelle helicoidal 25 cargado a una segunda posición en la cual el muelle helicoidal 25 se suelta. La primera posición se puede ver en las figuras 1 y 3. La segunda posición de la bola 31 se puede ver en la figura 2.

Los medios 32 para desplazar la bola 31 comprenden un elemento fusible 33 que está representado en estado sólido en las figuras 1 y 3. En el estado sólido, el elemento fusible 33 mantiene la bola 31 en la primera posición en la cual mantiene el extremo 29 del muelle helicoidal 25. Cuando el elemento fusible 33 se encuentra en estado líquido, estado representado en la figura 2, la bola 31 es arrastrada por el muelle helicoidal 25 o, más precisamente, por su extremo 29, hacia la segunda posición.

Ventajosamente, los medios 32 para desplazar la bola 31 comprenden, además, una resistencia eléctrica 34 susceptible de calentar el elemento fusible 33 por efecto de Joule. Más precisamente, la bola 31 puede deslizarse en el interior del cilindro 35. La bola 31 se mantiene en la proximidad de un extremo 36 del cilindro 35 en la primera posición por el elemento fusible 33. La resistencia eléctrica 34 está formada por un cable bobinado sobre una pared externa del cilindro 35. La resistencia eléctrica 35 está conectada con un cable de alimentación eléctrica 37 por dos puntos de conexión 38 y 39. Cuando se desea accionar el freno 23, se hace circular por la resistencia eléctrica 34 por el cable de alimentación 37 una corriente suficiente para calentar el cilindro 35 y, por consiguiente, el elemento fusible 33 que se licua. Así la bola 31 puede pasar de la primera a la segunda posición liberando el extremo 29 del muelle helicoidal 25. A título alternativo, es posible accionar el desplazamiento de la bola 31 por medio de un electroimán que sustituya al elemento fusible 33.

Claims (8)

1. Dispositivo de acoplamiento de dos árboles (2, 3) destinados para girar con relación a una caja (4), en la prolongación uno del otro sustancialmente alrededor de un eje (1), comprendiendo el dispositivo una garra (9) que permite a uno de los árboles (3) arrastrar el otro (2) y medios de desenganche que permiten desacoplar la garra (9) de una posición enganchada a una posición desenganchada, comprendiendo los medios de desenganche un tornillo solidario de uno de los árboles (3), una tuerca solidaria de un volante (19) y que coopera con el tornillo (17), siendo el tornillo (17) y la tuerca (18) de eje sustancialmente confundido con el eje (1) de rotación de los árboles (2, 3), un freno (23) de la rotación del volante (19) con relación a la caja (4), en posición enganchada, aflojando el frenado del volante (19) la tuerca (18) del tornillo (17) y arrastrando uno de los árboles (3) en traslación según el indicado eje (1) con el fin de desacoplar la garra (9), comprendiendo el freno (23) un elemento de fricción (25) destinado para frotar contra una superficie (26) del volante (19) en el frenado y medios (27) para accionar el freno (23), caracterizado porque el elemento de fricción (25) está formado por un muelle helicoidal (25) cuyo diámetro interior es variable en función de la tensión del muelle helicoidal (25), con el fin de ponerse en contacto con la superficie (26) del volante (19) en el frenado.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque, cuando los medios (27) para accionar el freno (23) se encuentran en reposo, el muelle helicoidal (25) se carga y se mantiene a distancia de la superficie (26) del volante (19) y porque cuando los medios (27) para accionar el freno (23) se activan, el muelle helicoidal (25) se suelta y el muelle helicoidal (25) se pone en contacto con la superficie (26) del volante (19).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios (27) para accionar el freno (23) comprenden una bola (31) y medios (32) para desplazar la bola (31) desde una primera posición en la cual la bola (31) mantiene el muelle helicoidal (25) cargado, a una segunda posición en la cual el muelle helicoidal (25) se afloja.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios (32) para desplazar la bola (31) comprenden un elemento fusible (33), porque cuando el elemento fusible (33) se encuentra en estado sólido, mantiene la bola (31) en la primera posición y porque, cuando el elemento fusible (33) se encuentra en estado líquido, la bola (31) es arrastrada por el muelle helicoidal (25) hacia la segunda posición.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios (32) para desplazar la bola (31) comprenden una resistencia eléctrica (34) susceptible de calentar el elemento fusible (33) por efecto Joule.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios (14, 24) para permitir la rotación del tornillo (17) independientemente de la tuerca (18) en posición desenganchada.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios para permitir la rotación del tornillo (17) comprenden una garganta (24), perteneciente al volante (19), garganta (24) en el interior de la cual, el tornillo (17) puede girar libremente, independientemente de la tuerca (18).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios para permitir la rotación del tornillo (17) comprenden un elemento elástico (14) que asegura, en posición desenganchada, el mantenimiento del tornillo (17) en el interior de la garganta (24).