ES2288834T3 - Actuadores lineales. - Google Patents

Abstract

Un actuador lineal (10), que comprende: un motor (31) que incluye un árbol de salida rotativo (36); un conjunto de husillo roscado (40) que incluye un tubo de extensión desplazable linealmente (18), estando dicho conjunto de husillo roscado (40) conectado a dicho árbol de salida (36) de dicho motor (31), de tal modo que la rotación de dicho árbol de salida (36) da lugar al movimiento lineal de dicho tubo de extensión (18); y una carcasa que incluye una primera parte (11) y una segunda parte (12), caracterizada porque dicha primera parte (11) que recibe en su interior y soporta dicho motor y dicho conjunto de husillo roscado, e incluye unos primeros, segundos y terceros pares de paredes internas opuestas (21a, 21b; 22a, 22b; 23a, 23b), definiendo dichos primeros y segundos pares de paredes internas opuestas (21a, 21b; 22a, 22b) entre ellos unos primeros y segundos alojamientos (21c, 22c), y una superficie de apoyo curvada cóncava (23c) que se extiende entre dicho tercer par de paredes internas opuestas (23a, 23b), estando sujeto a un primer extremo del motor eléctrico (31) un primer aislador amortiguador de vibraciones (33), estando alojado y soportado en dicho primer alojamiento (21c); extendiéndose un segundo aislador amortiguador de vibraciones (34), alrededor de un cuerpo de dicho motor eléctrico (31), estando alojado y soportado 5 en dicho segundo alojamiento (22c), un tercer aislador amortiguador de vibraciones (35) que se extiende alrededor de una parte de un segundo extremo de dicho motor eléctrico (31), estando alojado en y soportado por dicha superficie de apoyo curvada cóncava (23c) 10 y estando dicha segunda parte (12) de dicha carcasa conectada a dicha primera parte (11) con el fin de formar un cerramiento de protección para dicho motor (31) y dicho conjunto de husillo roscado (40), y para retener dicho motor (31) y dicho conjunto de husillo roscado (40) en dicha primera parte (11) de dicha carcasa.

Description

Actuadores lineales.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere de forma general a actuadores lineales adecuados para provocar un movimiento lineal reciprocante de una pieza a lo largo de una trayectoria deseada. En particular, este invento se refiere a una estructura mejorada para un tal actuador lineal que es de tamaño relativamente compacto, construcción económica y sin embargo es capaz de manejar cargas relativamente pesadas.

Un actuador lineal es un dispositivo que se utiliza para causar movimientos lineales, típicamente movimientos lineales reciprocantes, de una pieza a lo largo de una trayectoria de movimiento deseada. Un actuador lineal típico incluye un motor eléctrico con un árbol de salida rotativo. El árbol de salida del motor eléctrico va conectado a través de un tren de engranajes a un mecanismo de tuerca y husillo. El giro del árbol de salida del motor eléctrico causa la correspondiente rotación del husillo roscado. La tuerca tiene un orificio formado a través de ella con una rosca interna. El husillo roscado se extiende a través del orificio y tiene una rosca exterior formada que actúa conjuntamente con la rosca interior formada en la tuerca. La tuerca va montada en el husillo roscado de tal manera que se le impide girar junto con el husillo roscado cuando gira el husillo roscado. Como consecuencia, la rotación del husillo roscado da lugar al movimiento lineal de la tuerca axialmente a lo largo del husillo roscado. El sentido de ese movimiento axial de la tuerca (y de la pieza conectada a la misma) depende del sentido de giro del husillo roscado. Ejemplos de actuadores lineales se dan a conocer en los documentos EP 662573 A1, DE 4201206 A1 y EP 386771 A1.

Los actuadores lineales se utilizan con profusión en una diversidad de aplicaciones, que van desde cargas pequeñas a cargas pesadas. Para poder acomodar cargas pesadas, las estructuras de los actuadores lineales conocidas se han formado a partir de componentes metálicos relativamente grandes y pesados. En consecuencia, las estructuras de actuadores lineales que se utilizan corrientemente son relativamente pesadas y caras. Por lo tanto sería deseable proporcionar una estructura de actuador lineal mejorada que sea relativamente ligera de peso y económica para producir y que sin embargo sea capaz de manejar cargas pesadas.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un actuador lineal tal como está definido en la reivindicación independiente 1.

Una realización preferida de la invención constituye el sujeto de la reivindicación subsidiaria 2.

La primera parte de la carcasa está formada para soportar en su interior todos los componentes del actuador lineal, mientras que la segunda parte de la carcasa funciona para retener esos componentes en la primera parte de la carcasa.

Diversas objeciones y ventajas de esta invención resultarán manifiestas a los conocedores del arte, por la siguiente descripción detallada de la realización preferida, cuando ésta se contempla a la luz de los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en perspectiva del exterior de un actuador lineal conforme a esta invención.

La Figura 2 es una vista en planta de la primera parte de la carcasa para el actuador lineal ilustrado en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en planta semejante a la Figura 2, mostrando un conjunto de motor eléctrico soportado en la primera parte de la carcasa para el actuador lineal.

La Figura 4 es una vista en planta semejante a la Figura 3, mostrando el conjunto de husillo soportado en la primera parte de la carcasa para el actuador lineal.

La Figura 5 es una vista en perspectiva explosionada a mayor escala de la primera parte del conjunto de husillo mostrado en la Figura 4.

La Figura 6 es una vista explosionada a mayor escala de la segunda parte del conjunto de husillo mostrado en la Figura 4.

La Figura 7 es un diagrama esquemático de un circuito de control eléctrico conforme a esta invención para el accionamiento del motor eléctrico ilustrado en las Figuras 3 y 4.

La Figura 8 es un diagrama esquemático de un circuito de control eléctrico según el arte anterior, para el accionamiento del motor eléctrico ilustrado en las Figuras 3 y 4.

La Figura 9 es una vista en perspectiva explosionada a mayor escala de una parte del conjunto de husillo conforme al arte anterior.

Descripción detallada de la realización preferida

Haciendo ahora referencia a los dibujos, se ilustra en la Figura 1 un actuador lineal, indicado de forma general por 10, conforme a esta invención. El actuador lineal 10 incluye una carcasa hueca que encierre y protege la mayor parte de los componentes del mismo para impedir la entrada de suciedad, agua y otros contaminantes procedentes del medio ambiente. Tal como se explicará con mayor detalle más adelante, la carcasa del actuador lineal 10 está formada por una primera parte 11 y una segunda parte 12, que van sujetas entre sí, tal como por medio de una multitud de elementos de fijación roscados 13, para formar un cerramiento hueco. Los bordes compañeros de la primera y segunda parte 11 y 12 de la carcasa se pueden formar con una estructura convencional de lengüeta y ranura, y va preferentemente sellada para impedir la entrada de suciedad, agua y contaminantes al interior de la carcasa. La carcasa incluye una parte de cuerpo, indicada de forma general por 14, y una parte tubular alargada, indicada de forma general por 15. Tal como se explicará más adelante con mayor detalle, la mayoría de los componentes internos del actuador lineal 10 van encerrados en la parte del cuerpo 14. Una primera estructura de montaje 16 va fijada a la parte del cuerpo 14 del actuador lineal. La primera estructura de montaje 16 es convencional en el arte y lleva un orificio de montaje 16a formado a través de ella, que está dispuesto para facilitar la conexión del actuador lineal 10 a una estructura de soporte. Ahora bien, para este fin se puede utilizar cualquier otra configuración de montaje adecuada. El extremo de la parte de tubo alargado 15 de la carcasa va cerrado por una tapa extrema 17, cuya estructura se describirá con detalle más adelante. A través de la parte de tubo alargado 15 de la carcasa se extiende un tubo de extensión 18, hacia el exterior desde el actuador 10 a través de la tapa del extremo 17. A través del extremo del tubo de extensión 18 está formado un orificio 18a para facilitar la conexión del actuador lineal 10 a la pieza que se trata de mover. Ahora bien, para este fin se puede disponer cualquier otra configuración de montaje adecuada. La tapa del extremo 17 puede incluir un retén anular (no representado) para impedir la entrada de suciedad, agua y otros contaminantes desde el exterior al interior de la carcasa del actuador lineal 10 a través del orificio 18a.

Las primeras y segundas partes 11 y 12 de la carcasa están formadas inicialmente de manera que la parte de tubo alargado 15 tenga una longitud predeterminada. Dependiendo de la aplicación específica del actuador lineal 10, puede ser deseable acortar la longitud total de la parte de tubo alargado 15. Para ello, la primera y segunda parte 11 y 12 se pueden cortar a longitudes más cortas antes del montaje de los diversos componentes del actuador lineal 10, tal como se describe con detalle más adelante. Después de ese montaje se puede sujetar entonces la tapa del extremo 17 al extremo de la parte de tubo alargado 15, de la manera descrita más adelante, con el fin de cerrar la carcasa.

Haciendo ahora referencia a la Figura 2, se ilustra con detalle la estructura de la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10. Como se puede ver ahí, la primera parte 11 de la carcasa incluye una primera pareja de paredes interiores opuestas 21a y 21b formadas en la parte del cuerpo 14 de aquella. El primer par de paredes interiores opuestas 21a y 21b definen entre ellas un primer alojamiento 21c, cuya finalidad se explicará más adelante.

De forma similar, la primera parte 11 de la carcasa incluye una segunda pareja de paredes internas opuestas 22a y 22b formadas en la parte del cuerpo 14 de aquella. El segundo par de paredes internas opuestas 22a y 22b definen entre ellas un segundo alojamiento 22c, cuya finalidad también se explicará más adelante. La primera parte 11 de la carcasa incluye además un tercer par de paredes internas opuestas 23a y 23b formadas en la parte del cuerpo 14 de aquella. Entre el tercer par de paredes internas opuestas 23a y 23b se extiende una superficie de soporte curvada cóncava 23c. Además, la primera parte 11 de la carcasa incluye una pared interna 24 que tiene formada en ella una superficie de soporte cóncava 24a. Por último, la primera parte 11 de la carcasa incluye además una superficie de soporte cóncava rebajada 25 formada en aquella. La finalidad de la superficie de soporte 23c entre el tercer par de paredes internas opuestas, de la superficie de soporte cóncava 24a formada en la pared interna 24, y la superficie de soporte rebajada cóncava 25, se explicarán más adelante.

La primera parte 11 de la carcasa incluye también un cuarto par de paredes internas opuestas 26a y 26b, formadas en la parte de tubo alargado 15 de aquella. El cuarto par de paredes internas opuestas 26a y 26b define entre ellas un cuarto alojamiento 26c, cuya finalidad se explicará más adelante. De forma similar, la primera parte de la carcasa incluye además un quinto par de paredes internas opuestas 27a y 27b formadas en la parte de tubo alargado 15 de la misma. El quinto par de paredes internas opuestas 27a y 27b define entre ellas un quinto alojamiento 27c, cuya finalidad también se explicará más adelante.

Haciendo ahora referencia a la Figura 3, la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10 está representada en estado parcialmente montado, con un conjunto de motor eléctrico indicado de forma general por 30. El conjunto de motor eléctrico 30 es en general convencional en el arte e incluye un motor eléctrico bidireccional 31 u otra fuerza de energía rotativa, teniendo una multitud de conductores eléctricos 32 que salen del mismo. Los conductores eléctricos 32 están previstos para conectar el motor eléctrico 31 a través de un circuito de control a una fuente de energía eléctrica, tal como se tratará más adelante. Un primer aislador amortiguador de vibraciones 33 va fijado a un primer extremo del motor eléctrico 31, y va alojado y soportado en el primer alojamiento 21c definido entre el primer par de paredes internas opuestas 21a y 21b, formadas en la primera parte 11 de la carcasa. El primer aislador amortiguador de vibraciones 33 está formado preferentemente de un material elastómero, tal como caucho. De modo similar, segundo aislador amortiguador de vibraciones 34 se extiende alrededor del cuerpo del motor eléctrico 31, y va alojado en y soportado por el segundo alojamiento 22c definido entre el segundo par de paredes internas opuestas 22a y 22b. El segundo aislador amortiguador de vibraciones 34 está formado preferentemente como junta tórica de un material elastómero, tal como caucho.

Adicionalmente un tercer aislador amortiguador de vibraciones 35 se extiende alrededor de una parte de un segundo extremo del motor eléctrico 31, y va alojado en y soportado por la superficie de apoyo curvada cóncava 23c que se extiende entre el tercer par de paredes internas opuestas 23a y 23b. El tercer aislador amortiguador de vibraciones 35 también está formado preferentemente como junta tórica de un material elastómero, tal como caucho. El motor eléctrico 31 incluye un árbol de salida 36 que va alojado en y soportado por la superficie de apoyo cóncava 24a formada en la pared interna 24 de la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10. Sobre el árbol de salida 36 va montado un engranaje sinfín 37 para girar con aquél. La finalidad del engranaje sinfín 37 se explicará más adelante.

Haciendo ahora referencia a la Figura 4, la primera parte de la carcasa 11 para el actuador lineal 10 está representada en un estado parcialmente montado con un conjunto de husillo indicado de forma general en 40. La estructura de una primera parte del conjunto de husillo 40 se puede ver con mayor detalle en la Figura 5. Tal como está representado allí, el conjunto de husillo 40 incluye un tornillo alargado roscado 41 con un orificio roscado 41a formado en un extremo del mismo. A través del tornillo roscado 41 está formado también un orificio transversal 41b, cerca de uno de los extremos de éste. El conjunto de tornillo 40 incluye también un buje, indicado de forma general por 42. El buje 42 es en general hueco y de forma cilíndrica e incluye una parte ensanchada de brida 42a y un parte de cuerpo central 42b que se extiende desde la parte de brida 42a. A través del buje 42 está formado un orificio 42c desde la parte de brida 42a hasta la parte del cuerpo central 42b. El extremo del husillo roscado 41 se extiende completamente a través del orificio 42c.

El buje 42 va conectado al husillo roscado 41 para girar con éste. Para conseguir esto, en la primera cara de la parte de brida 42a del buje 42 está formado también un segundo alojamiento (no representado). Este segundo alojamiento tiene preferentemente forma semi-cilíndrica y se extiende transversalmente con relación al alojamiento cilíndrico que se extiende axialmente. Para conectar el buje 42 al husillo roscado 41 para girar simultáneamente, se introduce inicialmente un pasador 41c a través del orificio transversal 41b formado a través del husillo roscado 41. La longitud del pasador 41c se elige algo más larga que el diámetro del husillo roscado 41. Como consecuencia, los extremos del pasador 41c se extienden hacia el exterior por lados opuestos del husillo roscado 41. Entonces se introduce el extremo se introduce el extremo del husillo roscado 41 dentro del alojamiento cilíndrico formado en el buje 42, de tal modo que los extremos del pasador 41c que sobresalen se alojen en el alojamiento semi-circular formado en la primera cara de la parte de brida 42a del buje 42. La acción conjunta de los extremos del pasador 41c con el alojamiento semi-cilíndrico proporciona una conexión de arrastre de giro entre el buje 42 y el husillo roscado 41. La acción conjunta de los extremos del pasador 41c con el alojamiento semi-cilíndrico también absorbe las fuerzas de empuje axial entre el buje 42 y el husillo roscado 41. El buje 42 tiene como mínimo un alojamiento 42c (y preferentemente una multitud de alojamientos 42d) formados en una segunda cara de la parte de brida 42a. Los alojamientos 42d son preferentemente de forma semi-esférica y están previstos para una finalidad que se explicará más adelante.

El conjunto de husillo roscado 41 incluye también un engranaje dentado 43, a través del cual está formado un orificio central 43a, relativamente grande. El orificio central 43a está dimensionado preferentemente para que sea sólo ligeramente mayor que la parte del cuerpo central 42b del buje 42. Como consecuencia, el engranaje dentado 43 se puede instalar en y soportar con giro por la parte central del cuerpo 42b del buje 42. A través del engranaje dentado 43 están formados también una multitud de orificios periféricos relativamente pequeños 43b, alrededor del orificio central 43a de aquél. Los orificios periféricos 43b se corresponden preferentemente en tamaño y están alineados axialmente con los alojamientos 42d formados en la segunda cara de la parte de brida 42a del buje 42. Dentro de cada uno de los orificios periféricos 43b está dispuesta una bola de cojinete 44 prevista para ello. Las bolas de cojinete 44 están dimensionadas preferentemente ligeramente más pequeñas que los diámetros interiores de los orificios periféricos 43b, con el fin de permitir el libre movimiento axial en su interior, limitando al mismo tiempo la cantidad de holgura radial entre ellos. También hay un muelle helicoidal 45 u otro mecanismo elástico, previsto para y dispuesto dentro de cada uno de los orificios periféricos 43b.

De un modo que se describirá más adelante con detalle, una primera cara de una placa de retención 46 se mantiene contra el engranaje dentado 43 para retener los muelles 45 y las bolas de cojinete 44 dentro de los correspondientes orificios periféricos 43b formados a través del engranaje dentado 43. Como consecuencia, los muelles 45 fuerzan las bolas de cojinete 44 dentro de los rebajes 42d formados en la segunda cara de la parte de brida 42a del buje 42. Las bolas de cojinete 44 están dimensionadas de tal modo que unas primeras partes hemisféricas de las mismas se alojan dentro de los alojamientos 42d, mientras que unas segundas partes hemisféricas de las mismas permanecen dentro de los orificios periféricos 43b del engranaje dentado 43. Esta acción conjunta entre el engranaje dentado 43, las bolas de cojinete 44 y los rebajes 42d formados en la segunda cara de la parte de brida 42a del buje 42 proporcionan una conexión de arrastre de giro entre el engranaje dentado 43 y el buje 42 (y por tanto el husillo roscado 41). Si se desea, los orificios periféricos 43b se pueden extender sólo parcialmente dentro del engranaje dentado 43 en lugar de extenderse completamente a través tal como está ilustrado.

Ahora bien, la cantidad de par que se puede transmitir desde el engranaje dentado 43 al buje 42 queda limitada por la fuerza generada por los muelles 45, y en cierto modo por las dimensiones relativas de las bolas de cojinete 44 y los alojamientos 42d. Si la cantidad de par que se desea transmitir rebasa un valor máximo predeterminado, las bolas de cojinete 44 se desplazarán fuera de los rebajes 42d, venciendo la fuerza de los muelles 45, y retrocederán dentro de los orificios periféricos 43b del engranaje dentado 43. En la realización representada, seis bolas de cojinete 44 se fuerzan a un acoplamiento con el correspondiente número de alojamientos 42d, por los respectivos muelles 45. Ahora bien, se apreciará que esta invención se puede realizar con cualquier cantidad de conjuntos de tales bolas de cojinete 44 y muelles 45. De hecho, ajustando la cantidad de conjuntos de tales bolas de cojinete 44 y muelles 45 se puede ajustar según se desee el valor de par máximo predeterminado que se puede transmitir desde el engranaje dentado 43 al buje 42. Adicionalmente se pueden variar las dimensiones de los muelles 45 para ajustar el valor máximo predeterminado de par según se desee.

La placa de retención 46 tiene un orificio central aumentado 46a formado a través de ella. El orificio central 46a está dimensionado preferentemente de modo que sea sólo ligeramente mayor que la parte central del cuerpo 42b del buje 42. Como consecuencia, la placa de retención se puede instalar sobre la parte central del cuerpo 42b del buje 42, quedando soportada de modo rotativo. Preferentemente hay uno o más salientes (no representados) formados en la primera cara de la placa de retención 46. Estos salientes están dimensionados de modo que se extiendan parcialmente dentro de uno o más de los orificios periféricos 43b formados a través del engranaje dentado 43. Como consecuencia, la placa de retención 46 está conectada al engranaje dentado 43 para girar con éste con relación al buje 42.

El conjunto de tornillo 40 incluye también un cojinete anular 47 con un orificio central 47a formado a través del mismo. El cojinete 47 es convencional según el arte e incluye una pista interior que va soportada rotativa dentro de una pista exterior. El orificio central 47a está formado a través de la pista interior del cojinete 47, y está dimensionado para recibir en él el extremo del husillo roscado 41. Como resultado, el extremo del husillo roscado 41 va soportado de modo rotativo en la pista interior del cojinete 47. El cojinete 47 va sujeto al resto del conjunto de tornillo 40 mediante una arandela de alineación cónica 48 y un elemento de fijación roscado 49. El elemento de fijación roscado 49 se extiende a través de la arandela de alineación 48 dentro del acoplamiento roscado en el orificio roscado 41a formado en el extremo del husillo roscado 41. Para montar el conjunto de tornillo 40, se aprieta el elemento de fijación roscado 49, con lo cual se produce el acoplamiento de la arandela de alineación 48, del cojinete 47, de la placa de retención 46 y del engranaje dentado 43 con la parte de brida 42a del buje 42.

El conjunto de tornillo 40 incluye además un conjunto de tubo de extensión, indicado de forma general como 50 en la Figura 4. Como allí se puede ver, el conjunto de tubo de extensión 50 incluye una tuerca 51 con un orificio central roscado (no representado), formado a través del mismo. El orificio central roscado de la tuerca 51 actúa conjuntamente con la superficie exterior roscada del husillo 41. La tuerca 51 incluye además un brazo 51a para impedir el giro, que está dimensionado y conformado de manera que se pueda alojar dentro del quinto alojamiento 27c definido entre las paredes interiores 27a y 27b formadas en la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10. En consecuencia, se impide que la tuerca 51 pueda girar con relación a la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10. De este modo, cuando el motor eléctrico 31 hace girar el husillo roscado 41, se da lugar a que la tuerca 51 se desplace linealmente a través de la parte del tubo alargado 15 del actuador lineal 10. El sentido de ese movimiento lineal depende del sentido de giro del engranaje dentado 43.

Un tubo de extensión generalmente cilíndrico hueco 18 va conectado a la tuerca 51 para moverse linealmente con aquella. Tal como se puede ver mejor en la Figura 6, la tuerca 51 incluye además un buje de montaje generalmente cilíndrico 51b que define un diámetro exterior que es ligeramente mayor que el diámetro interior del tubo de extensión 18. Tal como se puede ver mejor en la Figura 6, la tuerca 51 incluye además un buje de montaje generalmente cilíndrico 51b que define un diámetro exterior que es ligeramente mayor que el diámetro interior del tubo de extensión 18. De este modo el tubo de extensión 18 puede ajustar a presión encima del buje de montaje 51b de la tuerca 51. En el buje de montaje 51b están formados una multitud de planos 51c (solamente uno está representado en la Figura 6). Adicionalmente está formado en el buje de montaje 51b un alojamiento diametral generalmente de diámetro reducido 51d. Cuando el tubo de extensión 18 se instala sobre el buje de montaje 51b de la tuerca 51, la parte extrema del tubo de extensión 18 se extiende por encima de no sólo los planos 51c sino también el alojamiento 51d. La parte extrema del tubo de extensión 18 que se extiende se engarza entonces mediante un aparato de engarzado convencional, tal como está representado en la Figura 4, de manera que unas partes del tubo de extensión 18 quedan deformadas radialmente hacia el interior acoplándose tanto con los planos 51c como con el alojamiento 51d. Como consecuencia, el tubo de extensión 18 queda firmemente conectado a la tuerca 51 para impedir no sólo el movimiento de giro relativo (debido al acoplamiento con los planos 51c) sino también el movimiento axial relativo (debido al acoplamiento con el alojamiento 51d).

Cuando el conjunto de tornillo 40 se ha montado de esta manera, se puede montar formando una unidad en la primera parte 11 de la carcasa para el cojinete lineal (actuador) 10. Para conseguir esto, el cojinete 47 se dispone en la superficie de soporte de alojamiento cóncavo 25 formado en la primera parte 11 de la carcasa. Una vez hecho esto, el engranaje dentado 43 engrana con el engranaje sinfín 37 previsto en el árbol de salida 36 del motor eléctrico 31. En consecuencia, cuando funciona el motor eléctrico 31 para hacer girar el engranaje sinfín 37, entonces gira al mismo tiempo el engranaje dentado 43. El sentido de giro del elemento dentado 43 depende del sentido de giro del engranaje sinfín 37. Tal como se ha expuesto anteriormente, el engranaje dentado 43 va conectado para accionar con movimiento de giro el husillo roscado 41, a través del embrague de limitación de carga formado por el buje 42, el engranaje dentado 43, el cojinete de bolas 44, los muelles 45 y la placa de retención 46. Como ya se ha mencionado anteriormente, la tuerca 51 va roscada sobre el husillo 41, pero tiene limitado el giro debido a la colaboración del brazo antirrotativo 51a dentro del quinto alojamiento 27c definido entre la quinta pared interior 27a y 27b formadas en la primera parte 11 de la carcasa para el actuador lineal 10. En consecuencia, la tuerca 51 y el tubo de extensión 18 se desplazan linealmente cuando se gira el husillo roscado 41.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la primera parte 11 de la carcasa incluye un cuarto par de paredes internas opuestas entre sí 26a y 26b formadas en la parte del tubo alargado 15 del mismo, y que definen entre ellas un cuarto alojamiento 26c. Otra pareja similar de paredes internas opuestas (no representadas) están formadas en la parte de tubo alargado 15 de la segunda parte 12 de la carcasa. Este otro par de paredes internas opuestas define un correspondiente alojamiento entre ellas que queda preferentemente alineado con el cuarto alojamiento 26c cuando se monta la segunda parte 12 de la carcasa con la primera parte 11, tal como está representado en la Figura 1. Estos alojamientos 26c que actúan conjuntamente están previstos para soportar una o más tarjetas de circuito impreso (no representadas) dentro de la carcasa para el actuador lineal 10. Para conseguir esto, los bordes de las tarjetas de circuito impreso están dimensionadas para ajustar perfectamente dentro de los correspondientes alojamientos 26c, cuando están montadas la primera y segunda parte 11 y 12 de la carcasa. Las tarjetas de circuito impreso son convencionales en el arte, y pueden incluir por ejemplo interruptores de fin de carrera para generar señales eléctricas cuando el tubo alargado 18 se ha movido a unas posiciones predeterminadas de extensión y recogida máximas.

Los alojamientos compañeros 26c también están previstos para facilitar el acoplamiento de una capa del extremo 17 con el fin de cerrar el extremo de la parte de tubo alargado 15 de la carcasa para el actuador lineal 17, tal como está representado en la Figura 1. La tapa del extremo 17 es un elemento que tiene una forma general de copa, con unas dimensiones interiores que se corresponden con el extremo de la parte de tubo alargado 15 de la carcasa del actuador lineal 10, pero es ligeramente menor. Por lo tanto, la capa del extremo 17 se puede encajar a presión encima del extremo de la parte del tubo alargado 15. La tapa del extremo 17 tiene un par de orificios 17a (uno de los cuales está representado en la Figura 1), formados a través de ésta. Los orificios 17a están posicionados de tal manera que queden alineados axialmente con los extremos de los correspondientes alejamientos 26c formados en la primera y segunda partes 11 y 12 de la carcasa para el actuador lineal 10. Unos elementos de fijación roscados 17b se extienden a través de los orificios 17a y establecen un acoplamiento roscado con la pareja opuesta de paredes internas 26a y 26b formadas en las primeras y segundas partes 11 y 12 de la carcasa con el fin de retener de modo positivo la tapa del extremo 17 sobre la parte del tubo alargada 15.

Haciendo ahora referencia a la Figura 7, se ilustra ahí un diagrama esquemático de un circuito de control eléctrico conforme al arte anterior, indicado de forma general como 60, para controlar el funcionamiento del motor eléctrico 31. El circuito de control 60 conforme al arte anterior incluye una fuente de energía eléctrica 61 con un par de hilos 61a y 61b que van conectados a un conmutador convencional de doble polaridad y dos posiciones, indicado de forma general por 62, que tiene una posición descentrada. Tal como puede verse en la Figura 7, los elementos móviles 62a y 62b del conjunto de conmutador 62 se pueden orientar a unas respectivas primeras posiciones, en las que el terminal positivo de la fuente de energía eléctrica 61 va conectado al primer hilo 63, y el terminal negativo de la fuente de energía eléctrica 61 va conectado a un segundo hilo 64. A efectos ilustrativos, se supondrá que los elementos móviles 62a y 62b del conjunto conmutador 62 se han de llevar a estas primeras posiciones cuando se desee retirar la tuerca 51 y el tubo de extensión 18 hacia la parte posterior del actuador lineal 10.

Los elementos móviles 62a y 62b del conjunto de conmutador 62 también se pueden mover a unas respectivas segundas posiciones en las que el terminal positivo de la fuente de energía eléctrica 61 está conectado al segundo hilo 64, y el terminal negativo de la fuente de energía eléctrica 61 está conectado al primer hilo 63. A efectos ilustrativos, se supondrá que los elementos móviles 62a y 62b del conjunto de conmutador 62 se han de llevar a esta segunda posición siempre que se desee extender la tuerca 51 y el tubo de extensión 18 hacia la parte frontal del actuador lineal 10. También se apreciará que los elementos móviles 62a y 62b del conjunto conmutador 62 se pueden poner en unas posiciones intermedias, en las que tanto los terminales positivo como negativo de la fuente de energía eléctrica 61 están desconectados del primer y del segundo hilo 63 y 64. Los elementos móviles 62a y 62b del conjunto conmutador 62 se han de llevar a estas posiciones intermedias siempre que se desee inhabilitar el motor 31 impidiendo que mueva la tuerca 51 y el tubo de extensión 18 en cualquier sentido.

El primer hilo 63 va conectado a un primer interruptor de fin de carrera, indicado de forma general en 65. El primer interruptor de fin de carrera 65 es un interruptor monopolar de dos posiciones que incluye un elemento de polo móvil 65a que se puede conectar de modo selectivo bien a un primer contacto 65b o a un segundo contacto 65c. El primer contacto 65b del primer interruptor de fin de carrera 65 va conectado al primer hilo 63 procedente de la fuente de energía eléctrica 61. En paralelo con el primer interruptor de fin de carrera 65 va conectado un diodo 65d. El ánodo del diodo 65d va conectado al elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65, mientras que el cátodo del diodo 65 va conectado al primer contacto 65b de aquél. El elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65, va conectado a un primer hilo 31a del motor eléctrico 31. Un segundo hilo 31b del motor eléctrico 31 va conectado a un segundo interruptor de fin de carrera, indicado de forma general en 66. El segundo interruptor de fin de carrera 66 es también un conmutador monopolar de dos posiciones que incluye un elemento de polo móvil 65a que se puede conectar de modo selectivo, bien a un primer contacto 66b o a un segundo contacto 66c. El primer contacto 66b del segundo interruptor de fin de carrera 66 va conectado al segundo hilo 64. En paralelo a través del segundo interruptor de fin de carrera 66 va conectado un diodo 66d. El ánodo del diodo 65d va conectado al elemento de polo móvil 66a del segundo interruptor de fin de carrera 66, mientras que el cátodo del diodo 66d va conectado al primer contacto 65b de aquél. En la realización ilustrada, el primer interruptor de fin de carrera 65 abre cuando la tuerca 51 se desplaza a una posición retirada máxima predeterminada, mientras que el segundo interruptor de fin de carrera 66 abre cuando la tuerca se desplaza a una posición extendida máxima.

Suponiendo que la tuerca 51 está situada en una posición intermedia y que se desee retirar la tuerca 51 hacia la parte posterior del actuador lineal 10, los elementos móviles 62a y 62b del conjunto conmutador 62 se llevan a las primeras posiciones ilustradas en la Figura 7. Como consecuencia, pasa corriente eléctrica por un circuito de trabajo cerrado desde el terminal positivo de la fuente de energía eléctrica 61, a través del hilo 61a, el elemento móvil 62a, el hilo 63, el elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65, el motor 31, el elemento de polo móvil 66a del segundo interruptor de fin de carrera 66, el hilo 64, el elemento móvil 62b y el hilo 61b que va al terminal negativo de la fuente de energía eléctrica 61. En consecuencia, el motor 11 se activa para hacer girar el árbol de salida 12 en un sentido tal que provoque la retirada lineal de la tuerca 51 desde derecha a izquierda, mirando a la Figura 4. Cuando la tuerca 51 se ha movido a una posición retirada máxima predeterminada, el elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65 se mueve desde el primer contacto 65b al segundo contacto 65c. Como consecuencia, se interrumpe el circuito de trabajo cerrado y el motor 31 gira por inercia hasta la parada. El diodo 65d está previsto para permitir establecer un circuito de trabajo cerrado cuando se desee extender la tuerca 51 después que el elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65 se haya movido desde el primer contacto 65b al segundo contacto 65c.

Por otra parte, si se desea extender la tuerca 51 hacia el frente del actuador lineal 10, los elementos móviles 62a y 62b del conjunto de conmutador se llevan a las segundas posiciones antes descritas. Como consecuencia, la corriente eléctrica fluye en un circuito de trabajo cerrado desde el terminal positivo de la fuente de energía eléctrica 61, a través del hilo 61a, del elemento móvil 62a, del hilo 64, del elemento de polo móvil 66a, del segundo interruptor de fin de carrera 66, del motor 31, del elemento de polo móvil 65a del primer interruptor de fin de carrera 65, del hilo 63, del elemento móvil 62b y del hilo 61b al terminal negativo de la fuente de energía eléctrica. En consecuencia, el motor 31 se activa de manera que gire el árbol de salida 12 en un sentido tal que extienda linealmente la tuerca 51 desde izquierda hacia la derecha, según se mira la Figura 4. Cuando la tuerca 31 se mueve hasta una posición extendida máxima predeterminada, el elemento de polo móvil 66a del segundo interruptor de fin de carrera 66 se mueve desde el primer contacto 66b al segundo polo 66c. Como consecuencia, se interrumpe el circuito de trabajo cerrado y el motor 31 vuelve a parar por inercia. El diodo 66d está previsto para permitir establecer un circuito de trabajo cerrado cuando se desee retirar la tuerca 51 una vez que el elemento de polo móvil 66a del segundo interruptor de fin de carrera 66 se haya movido desde el primer contacto 66b al segundo contacto 66c.

Tal como se mencionó anteriormente, cuando la tuerca 51 alcanza bien la posición máxima retirada o extendida, se interrumpe el circuito de trabajo cerrado. Como consecuencia, el motor 31 para por inercia. La cantidad de movimiento adicional de la tuerca 51, una vez que se haya interrumpido el circuito de trabajo cerrado, es relativamente pequeña. Ahora bien, con el fin de reducir al mínimo el tamaño físico del actuador lineal 10 sería deseable que el giro del motor eléctrico 31 cesase tan pronto como fuera posible una vez que la tuerca 51 haya alcanzado cualquiera de las posiciones máximas retirada y extendida. La Figura 8 es un diagrama esquemático de un circuito de control eléctrico mejorado, indicado de forma general como 70 para controlar el funcionamiento del motor eléctrico 31, y que incluye un circuito de frenado dinámico para conseguir esto. El circuito de control 70 de esta invención es en gran medida idéntico al circuito de control 60 del arte anterior antes descrito, y se usan números de referencia iguales para indicar elementos que se corresponden. El circuito de control 70 incluye además un par de diodos 71 y 72 que van conectados entre el primer y segundo interruptor de fin de carrera 65 y 66. El ánodo del diodo 71 va conectado al segundo contacto 65c del primer conmutador 65, mientras que el cátodo del diodo 71 va conectado al elemento de polo móvil 66a del segundo conmutador 66. A la inversa, el ánodo del diodo 72 va conectado al segundo contacto 66c del segundo conmutador 66, mientras que el cátodo del diodo 72 va conectado al elemento de polo móvil 65a del primer conmutador 65.

Los diodos 71 y 72 permiten efectuar el frenado dinámico cuando la tuerca 51 se haya desplazado a cualquiera de las posiciones máximas retirada y extendida, dando lugar a que el motor eléctrico se detenga más rápidamente. Específicamente, cuando la tuerca 51 se haya desplazado a la posición extendida máxima predeterminada, el elemento de polo móvil 66a del segundo interruptor de fin de carrera 66 se mueve desde el primer contacto 66b al segundo contacto 66c. Como consecuencia, el circuito de trabajo cerrado antes descrito se interrumpe, y al haberse ido desconectado el motor 31 de la fuente de energía eléctrica 61, parará hasta detenerse en virtud de su inercia de giro. Al mismo tiempo, el segundo hilo 31b del motor eléctrico 31 va conectado a través del diodo 72 al primer hilo 31a del mismo. Es sabido que cuando el motor 31 está desplazándose por inercia hasta una parada, funciona como generador y por lo tanto produce una corriente eléctrica. Debido a que el segundo hilo 31b del motor eléctrico 31 va conectado a través del diodo 72 al primer hilo 31a, se proporciona una vía de baja impedancia para disipar rápidamente esta energía procedente del motor 31, con lo cual se reduce la cantidad de movimiento por inercia del motor 31. El diodo 72 está previsto en esta vía de baja impedancia para impedir que la corriente eléctrica fluya a través de ella en sentido opuesto cuando el motor 31 funciona en sentido inverso. Un resultado similar se obtiene gracias al diodo 71, cuando la tuerca 51 se ha desplazado a la posición retirada máxima predeterminada.

Haciendo ahora referencia a la Figura 9, se ilustra allí una vista explosionada en perspectiva de una parte de un conjunto de husillo roscado conforme al arte anterior, indicado de forma general por 8. Ahí puede verse, el conjunto de husillo roscado conforme al arte anterior 80 incluye un husillo roscado alargado 81 con un orificio transversal 81 a través de él. El conjunto de husillo roscado conforme al arte anterior 80 incluye también de forma general un buje cilíndrico hueco indicado de forma general por 82, con un orificio central 82a formado a través del mismo que está dimensionado para recibir en su interior un extremo del husillo roscado 81. El buje 82 tiene un par de orificios transversales 82b (solamente está ilustrado uno de ellos), formado a través del mismo que se pueden alinear con el orificio transversal 81a formado a través del extremo del husillo roscado 81.

El buje 82 va conectado al husillo roscado 81 para girar con el mismo, disponiendo para ello el extremo del husillo roscado 81 dentro del orificio central 82a formado a través del buje 82, e introduciendo un pasador 81b a través del orificio transversal 81a formado a través del husillo roscado 81 y de los orificios transversales alineados 82b del buje 82. La longitud del pasador 81b se elige de manera que sea algo mayor que el diámetro del husillo roscado 81. Como consecuencia, los extremos del pasador 41c se extienden hacia el exterior por lados opuestos del husillo roscado 81 y del buje 82, cuando estén montados. El buje 82 también tiene una pareja de planos opuestos 82c (de los cuales sólo está ilustrado uno), formados en el mismo para una finalidad que se describirá más adelante. También hay una ranura anular 82d formada en el buje 82, para una finalidad que se describirá más adelante.

Un engranaje dentado 83 está formado con una parte de buje central ampliada, con un par de orificios centrales 83a formados a través del mismo, y una pareja de planos opuestos 83b formados entre ellos. El orificio central 83a del engranaje dentado 83 está dimensionado para recibir a través de él el buje 82 para un movimiento de giro relativo. Si se desea se puede disponer una arandela 84 entre el buje 82 y el engranaje dentado 83. Junto al engranaje dentado 83 está dispuesta una primera placa de embrague 85. La primera placa de embrague 85 tiene una multitud de alojamientos 85a formados en la misma, y un orificio central formado a través de ella. Los alojamientos 85a tienen una forma general hemisférica y están previstos para una finalidad que se explicará más adelante. El orificio central está formado con un par de planos opuestos 85b, que están dimensionados de manera que actúen conjuntamente con los planos 83c formados en el engranaje dentado 83. De este modo, la primera placa de embrague 85 va conectada al engranaje dentado 83 para girar con éste.

Junto a la primera placa de embrague 85 está dispuesta una segunda placa de embrague 86. La segunda placa de embrague 86 tiene una multitud de orificios periféricos 86a formados a través de la misma, y un orificio central formado a través de la misma. Los orificios periféricos 86a están alineados con los alojamientos hemisféricos 85b formados en la primera placa de embrague 85, y están previstos para una finalidad que se explicará más adelante. El orificio central está formado con una pareja de planos opuestos 86b, que están dimensionados para ajustar con los planos 82c formados en el buje 82, de este modo, la segunda placa de embrague 86 está también conectada al buje 82 (y por lo tanto al husillo roscado 81), para girar con el mismo. Dentro de cada uno de los orificios periféricos 86a está dispuesta y prevista una bola de cojinete 87. Las bolas de cojinete 87 están dimensionadas de modo que sea ligeramente menores que los diámetros interiores de los orificios periféricos 86a, para permitir su libre movimiento axial en ellos, mientras que limitan la cantidad de holgura radial entre ellos. Las bolas de cojinete 87 están además dimensionadas con un diámetro mayor que el espesor de la segunda placa de embrague 86, para una finalidad que se explicará más adelante.

Junto a la segunda placa de embrague 86 está dispuesta una arandela de retención plana 88. La arandela de retención 88 está prevista para retener las bolas de cojinete 87 dentro de los orificios periféricos 87a formados a través de la segunda placa de embrague 87. Junto a las arandelas de retención 88 están dispuestas una multitud de arandelas Belleville 90, 91 y 92, en posición de extremos contra extremos. La arandela de retención 88 y las arandelas Belleville 90, 91 y 92 tienen cada una unos orificios centrales formados a través de ellas, que están dimensionados para alojar en su interior el extremo del buje 82. Junto a las arandelas Belleville 90, 91 y 92 está dispuesto un suplemento 93. El suplemento 93 tiene un orificio central formado a través del mismo con una pareja de planos 93a formados en el mismo. Los planos 93a están dimensionados para ajustar con los planos 82c formados en el buje 82. De este modo, el suplemento 93 va conectado al buje 82 para girar con el mismo. Por último hay un anillo de retención 94 dispuesto junto al suplemento 93. El anillo de retención 94 está dimensionado para alojarse en la garganta anular 82d formada en el buje 82, para retener sobre el buje 82 todos los componentes antes descritos.

Las arandelas Belleville 90, 91 y 92 fuerzan la arandela plana 88 contra la segunda placa de embrague 86. Como consecuencia las bolas de cojinete 87 se fuerzan dentro de los alojamientos 85a formados en la cara de la primera placa de embrague 85. Las bolas de cojinete 87 están dimensionadas de tal manera que las primeras partes hemisféricas de las mismas se alojan dentro de esos alojamientos 85a, mientras que las segundas partes hemisféricas de las mismas permanecen dentro de los orificios periféricos 86a de la segunda placa de embrague 86. De este modo, la primera y segunda placa de embrague 85 y 86 están conectadas normalmente entre sí para girar conjuntamente. Como consecuencia, la rotación del engranaje dentado 83 da lugar al correspondiente giro de las primera y segunda placas de embrague 85 y 86, del buje 82 y del husillo roscado 81. Ahora bien, la cantidad de par que se puede transmitir desde el engranaje dentado 83 al buje 82 está limitado por el espesor del suplemento 93 que controla la magnitud de la fuerza generada por las arandelas Belleville 90, 91 y 92 contra la arandela 88, y por lo tanto contra las bolas de cojinete 87 y los alojamientos 85a.

De acuerdo con lo previsto en los estatutos de la patente, el principio y el modo de funcionamiento de esta invención se han explicado e ilustrado en su realización preferida.

Claims (2)

1. Un actuador lineal (10), que comprende:

un motor (31) que incluye un árbol de salida rotativo (36);

un conjunto de husillo roscado (40) que incluye un tubo de extensión desplazable linealmente (18), estando dicho conjunto de husillo roscado (40) conectado a dicho árbol de salida (36) de dicho motor (31), de tal modo que la rotación de dicho árbol de salida (36) da lugar al movimiento lineal de dicho tubo de extensión (18); y

una carcasa que incluye una primera parte (11) y una segunda parte (12), caracterizada porque

dicha primera parte (11) que recibe en su interior y soporta dicho motor y dicho conjunto de husillo roscado, e incluye unos primeros, segundos y terceros pares de paredes internas opuestas (21a, 21b; 22a, 22b; 23a, 23b), definiendo dichos primeros y segundos pares de paredes internas opuestas (21a, 21b; 22a, 22b) entre ellos unos primeros y segundos alojamientos (21c, 22c), y una superficie de apoyo curvada cóncava (23c) que se extiende entre dicho tercer par de paredes internas opuestas (23a, 23b), estando sujeto a un primer extremo del motor eléctrico (31) un primer aislador amortiguador de vibraciones (33), estando alojado y soportado en dicho primer alojamiento (21c); extendiéndose un segundo aislador amortiguador de vibraciones (34), alrededor de un cuerpo de dicho motor eléctrico (31), estando alojado y soportado en dicho segundo alojamiento (22c), un tercer aislador amortiguador de vibraciones (35) que se extiende alrededor de una parte de un segundo extremo de dicho motor eléctrico (31), estando alojado en y soportado por dicha superficie de apoyo curvada cóncava (23c)

y estando dicha segunda parte (12) de dicha carcasa conectada a dicha primera parte (11) con el fin de formar un cerramiento de protección para dicho motor (31) y dicho conjunto de husillo roscado (40), y para retener dicho motor (31) y dicho conjunto de husillo roscado (40) en dicha primera parte (11) de dicha carcasa.

2. El actuador lineal (10) según se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera parte (11) de dicha carcasa incluye otro par de paredes internas opuestas (27a, 27b) que entre ellas definen un alojamiento (27c), teniendo una tuerca (51) de dicho conjunto de husillo roscado (40) un brazo anti-rotativo (51a) que va alojado en dicho alojamiento (27c) para impedir que la tuerca (51) pueda girar con relación a la primera parte (11).