ES2351000A1 - Sistema de accionamiento de una cadena de arrastre. - Google Patents
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- B66B23/02—Driving gear
- B66B23/022—Driving gear with polygon effect reduction means
Abstract
Sistema de accionamiento de una cadena de arrastre, que comprende: una cadena (8) que incluye eslabones (A,B,C,D) unidos por articulaciones (1,2,3,4,5); una rueda (6) que incluye medios de engranaje con las articulaciones (1,2,3,4,5), distribuidos de forma uniforme en la periferia de la rueda (6) y medios de guía aptos para forzar la trayectoria de las articulaciones (1,2,3,4,5) a lo largo de una curva de tal manera que cuando la rueda (6) gira a velocidad angular constante la cadena (8) avanza con velocidad lineal constante en al menos una de las dos zonas lineales de ida o de vuelta en las que no está engranada con la rueda (6).
Description
Sistema de accionamiento de una cadena de
arrastre.
La presente invención se refiere a un sistema de
accionamiento para cadena de arrastre mediante rueda, tal como los
que se usan en los sistemas de transporte de cadena sin fin
accionados por ruedas giratorias que engranan dicha cadena. Estos
sistemas encuentran su aplicación práctica, por ejemplo, en pasillos
o escaleras móviles para desplazar las placas o peldaños de
transporte o los pasamanos de los mismos.
El documento ES 2 301 440 A1, asignado también
al solicitante de la presente invención, describe un sistema de
accionamiento aplicable a pasillos y escaleras móviles que consta
básicamente de al menos una cadena de arrastre horizontal y un
mecanismo motriz de accionamiento que engranan mutuamente.
Los documentos WO 03/066501 A1, DE 198 49 236 C2
y US 3,314,526 describen también sistemas análogos. En cada uno de
los tres documentos se puede observar la incorporación de unas guías
o raíles para forzar la cadena a lo largo de una determinada
trayectoria en la zona curva donde la rueda de accionamiento engrana
con dicha cadena.
En los sistemas de accionamiento tradicionales,
tales como los descritos en los documentos mencionados, la rueda
dentada que engrana la cadena, por ejemplo, de rodillos gira a
velocidad angular constante. Esta "w = constante" se traduce en
las zonas horizontales en una velocidad lineal variable debido al
efecto poligonalización (denominación dada ya que, al pasar los
eslabones de una cadena por zonas curvas, acodan formando un
polígono que hace que la velocidad lineal en los tramos rectos sea
variable). El hecho de no tener velocidad lineal constante en los
tramos rectos genera en los mismos tanto vibraciones como una
reducción notable de la estabilidad y suavidad del movimiento.
Esta falta de estabilidad puede ser molesta y en
aplicaciones tipo transporte de pasajeros, reduce el confort del
usuario, pudiendo incluso llegar a invalidar el tipo de
accionamiento para ciertas aplicaciones.
En algunos de los documentos citados se reconoce
dicho problema y se intenta resolverlo incorporando piezas
adicionales, tales como perfiles metálicos que guían las cadenas en
los tramos curvos a lo largo de una determinada trayectoria. Sin
embargo, estos diseños son caros, añaden complicación al sistema de
accionamiento y generan ruido adicional debido a un aumento de la
fricción. Además, aumentan el riesgo de averías y reducen
drásticamente la fiabilidad. Por último, aumentan la necesidad de
espacio, lo que puede incrementar todavía más los costes de
instalación, al ser necesarios fosos de mayor volumen o profundidad
para alojar mecanismos tan complicados.
La presente invención tiene por objeto un
sistema y un método de accionamiento que elimine el llamado efecto
poligonalización de la cadena y, a la vez, resuelva los problemas
mencionados del estado de la técnica, es decir, que sea más simple,
más barato, más silencioso, más fiable y que requiera un menor
espacio.
Con objeto de solucionar los problemas técnicos
definidos anteriormente así como otros que se detallarán más
adelante cuando, en el contexto de la descripción detallada, se
mencionen las distintas ventajas de la misma, la presente invención
está dirigida a un sistema de accionamiento de una cadena de
arrastre que comprende: una cadena que incluye eslabones unidos por
articulaciones; una rueda que incluye medios de engranaje con las
articulaciones, distribuidos de forma uniforme en la periferia de
dicha rueda; y medios de guía aptos para forzar la trayectoria de
las articulaciones a lo largo de una curva de tal manera que cuando
la rueda gira a velocidad angular constante la cadena avanza con
velocidad lineal constante en al menos una de las dos zonas lineales
de ida o de vuelta en las que no está engranada con la rueda; los
medios de guía estando situados en la rueda y colaborando con los
medios de engranaje.
De acuerdo con la invención, los medios de guía
están situados en la rueda y están constituidos por medios de
engrane móviles de dicha rueda y por medios para conducir el
movimiento de los medios de engrane móviles, según una trayectoria
curva capaz de provocar el arrastre de la cadena con velocidad
lineal constante en al menos una de las zonas lineales de ida o
vuelta de dicha cadena. Los medios para conducir el desplazamiento
de los medios de engrane están constituidos por una leva fija que va
montada sobre el mismo eje de la rueda, sobre cuya periferia apoyan
los medios de engrane.
Según una forma de realización, los medios de
engrane pueden consistir en una pluralidad de dientes de engrane que
van montados en cajeados equidistantes que presenta la rueda en su
periferia, pudiendo estos dientes desplazarse en los cajeados en
dirección radial entre posiciones extremas interna y externa. Los
dientes comentados apoyan por su extremo interno sobre la periferia
de la leva, mientras que por su extremo externo engranan con las
articulaciones de la cadena, cuando los dientes se encuentran en la
posición extrema externa.
Según una variante de ejecución, la rueda puede
disponer de una serie de brazos radiales equidistantes, estando los
medios de engrane constituidos por igual número de palancas, cada
una de las cuales se articula por un extremo al extremo de un brazo,
según un eje que es paralelo al de la rueda, mientras que por el
extremo opuesto el brazo presenta una conformación que engrana por
un lado con las articulaciones de la cadena y apoya por el opuesto
sobre la periferia de la leva, estando constantemente impulsado el
brazo hacia dicha periferia.
Tanto los dientes de engrane como las palancas
que forman los medios de engrane en la segunda realización citada,
pueden ser portadores, en la zona de apoyo sobre la leva, de
elementos de rodadura de giro libre, a través del que apoyarán sobre
dicha leva, pudiendo los elementos de rodadura consistir en rodillos
de ejes paralelos al eje de la rueda.
Mediante la incorporación de los medios de guía
en la estructura de la rueda, girando solidariamente con la misma y
colaborando con los distintos sistemas de engrane, como los
propuestos en algunas de las realizaciones prácticas de la presente
invención, se elimina la necesidad de piezas y mecanismos
adicionales, como los conocidos de algunos de los documentos
citados, en los que dichos medios de guía son totalmente externos a
la rueda y deben ser fabricados de acuerdo a costosos procedimientos
y estrechas tolerancias, con todas las desventajas que ya se han
citado.
En los dibujos adjuntos se muestran diferentes
modos de realización de la invención, no limitativos, en los
que:
La figura 1 muestra en alzado lateral un sistema
de accionamiento mediante rueda y cadena, constituido de acuerdo con
la invención.
La figura 2 es un esquema utilizado para definir
la posición de la cadena en el sistema de la figura 1.
La figura 3 muestra la posición inicial de la
cadena en el sistema de la figura 1.
La figura 4 muestra dicha posición inicial
detallando la definición del radio R.
La figura 5 muestra dicha posición inicial con
más detalle.
La figura 6 ilustra el método de cálculo de los
puntos intermedios para el tramo N de la Fig 3.
La figura 7 muestra el resultado final con la
nube de puntos obtenida para el tramo N de la Fig 3.
La figura 8 muestra el cálculo del punto final
del tramo M de la Fig 3.
La figura 9 muestra el trazado de un punto
genérico del tramo M de la Fig 3.
La figura 10 muestra el resultado final con la
nube de puntos obtenida para el tramo M de la Fig 3.
La figura 11 muestra los tramos de la
trayectoria antipoligonalización en la ida y en el retorno, de
acuerdo con la segunda versión.
La figura 12 muestra la posición inicial para el
trazado del tramo P de la cadena en el sistema de la figura 1.
La figura 13 muestra el método de trazado de
cada uno de los puntos del tramo P de la realización de la figura
12.
Las figuras 14 A - 14 C muestran las diferentes
partes de las que consta el sistema de accionamiento por rueda de
varios brazos con palancas articuladas y guiadas por leva.
La figura 15 muestra un ejemplo del sistema de
leva fija, rueda giratoria y palancas rotatorias con rodillos de
actuación.
La figura 16 muestra un detalle del mismo
ejemplo anterior.
La figura 17 ilustra el método de cálculo del
radio R.
La figura 18 muestra la posición inicial en el
trazado de la trayectoria del primer tramo.
La figura 19 muestra el trazado de un punto
genérico 2' para un ángulo girado \varphi transcurrido un tiempo
t.
La figura 20 muestra el trazado de la
trayectoria completa del primer tramo.
La figura 21 muestra la posición inicial en el
trazado de la trayectoria del segundo tramo.
La figura 22 muestra el trazado de un punto
genérico 3' para un ángulo girado \varphi transcurrido un tiempo
t.
La figura 23 muestra trazado de la trayectoria
completa del segundo tramo.
La figura 24 muestra una representación
esquemática del mecanismo.
La figura 25 muestra la trayectoria
antipoligonalización en la ida.
La figura 26 muestra la trayectoria
antipoligonalización en ida y retorno.
La figura 27 muestra la posición inicial en el
trazado de la trayectoria del último tramo.
La figura 28 muestra el trazado de un punto
genérico 4' para un ángulo girado \varphi transcurrido un tiempo
t.
La figura 29 muestra el trazado de la
trayectoria completa antipoligonalización.
La presente invención elimina el efecto
poligonalización de la cadena de forma escalonada e incorporando dos
versiones generales de realización. En la primera versión se logra
eliminar el efecto poligonalización en la zona de la ida. Esto hace
que en este tramo se tenga una velocidad lineal constante. Existe
una segunda versión en la que se incorpora un tramo a la salida del
volteo para conseguir que también la zona de retorno presente
velocidad lineal constante.
Con esto se cubren todas las opciones, es decir,
si, según las prestaciones del movimiento fuese únicamente necesario
tener velocidad lineal constante en la ida, entonces se aplicaría la
primera versión. Si por el contrario se pretende obtener la
velocidad lineal constante tanto en la ida como en el retorno,
entonces habría de aplicarse también la segunda versión.
Tradicionalmente se utilizan eslabones de cadena
de paso pequeño ya que cuanto menor sea la longitud del eslabón,
menor será el efecto poligonalización en las zonas curvas. Gracias
al diseño de un mecanismo antipoligonalización, con la presente
invención se pueden incrementar los pasos de los eslabones de la
cadena reduciendo el número total de componentes de la cadena
resultante. Básicamente lo dicho se puede resumir en que la presente
invención permite una reducción del coste e incremento de las
prestaciones.
Cada una de las dos versiones mencionadas puede
llevarse a cabo ventajosamente por medio de, al menos, dos ejemplos
de realización concretos de la presente invención que se va a pasar
a describir a continuación con detalle. Estos ejemplos son el
sistema de accionamiento por leva con dientes de engrane deslizantes
y el sistema de accionamiento por rueda de varios brazos con
palancas articuladas y guiadas por leva. Estos son solamente dos
ejemplos concretos de realización que tienen como objetivo la mejor
comprensión de la presente invención pero que no pretenden limitar
el alcance de protección de la misma, entendiéndose que otras
configuraciones están comprendidas dentro del objeto de la invención
tal y como se define en las reivindicaciones.
El sistema consta de una rueda en cuya
configuración preferida se tienen cuatro dientes que girará con
velocidad angular constante. Este es un ejemplo de realización que
no pretende limitar el alcance de protección de la presente
invención, entendiéndose que otras configuraciones con un número
diferente de dientes, por ejemplo 3, están comprendidas dentro del
objeto de la invención.
La figura 1 muestra la configuración general del
ejemplo del sistema de leva con diente de engrane deslizante. En
concreto, se muestra una rueda 6 formada por una corona circular de
cuatro dientes 7 que gira a velocidad angular w constante. Como se
ve en la figura 1, los dientes de engrane 7 de la rueda 6 con la
cadena 8 no son fijos. Estos deslizan en cajeados 9 de la rueda 6 en
dirección radial al centro de la misma gracias a la acción de una
leva 10. La leva está fija y ha de tener la forma adecuada para
permitir que los rodillos del engrane 11 se deslicen sobre ella
haciendo que la cadena de eslabones y, en particular, sus
articulaciones o casquillos de engrane 12 describan la trayectoria
antipoligonalización que logra una velocidad lineal constante al
menos en la horizontal superior.
En la figura 2 se muestra la nomenclatura
utilizada para definir la posición de la cadena. Los eslabones se
definen mediante las letras A, B, C y D. Por otra parte las
articulaciones se denominan mediante un número 1, 2, 3, 4 y 5.
Primera
versión
Como se ha señalado más arriba, con esta primera
versión se pretende eliminar la poligonalización de la cadena en la
zona de la ida (horizontal superior) y para ello se parte de la
posición inicial de la figura 3. En ella se ve como la trayectoria
se ha descompuesto en dos tramos para facilitar la comprensión del
método de trazado de la misma. El tramo primero N no es simétrico al
tramo segundo M y por ello se explicarán ambos procedimientos.
En primer lugar ha de definirse el radio
"R" (ver figura 4) que determinará la distancia vertical entre
ida y retorno de la cadena. Teniendo en cuenta que T =
^{p}/_{v} donde "p = longitud del eslabón" y "v =
velocidad de la cadena", se obtiene el tiempo "T" que tarda
el "punto 1" en llegar al "punto 2". Este tiempo se lleva
a \varphi = w \cdot T donde \varphi es el ángulo
girado (en el caso actual \varphi = 90º ya que se tiene una corona
de 4 dientes y se pretende que el engrane se repita en cada uno de
ellos, es decir \varphi = ^{360^{o}}/_{4} = 90º) y se obtiene
"w" que es la velocidad angular constante a la cuál gira la
rueda dentada. Conocida "w", en w = \frac{v}{R} y
sabiendo que "v = velocidad de la cadena" se obtiene "R".
Con esto se obtiene la posición inicial del eslabón B, tal y como se
muestra en la figura 5, lo que significa que los instantes inicial y
final del tramo primero N ya son conocidos.
En la figura 6 se muestra el método de cálculo
de los puntos intermedios para el tramo primero N y donde P es el
paso del eslabón y P' el paso del eslabón menos el espacio e. Se van
dando diferentes valores de tiempo para los cuales se calcula en
primer lugar y mediante e = v \cdot t el espacio "e"
recorrido por el punto 1 del eslabón A suponiendo que éste se mueve
a velocidad lineal constante "v". La nueva posición del punto 1
se denota 1'. En segundo lugar y mediante \varphi = w \cdot
t se calcula el ángulo \varphi girado por la rueda (2
\rightarrow 2') (w = cte calculada anteriormente) en el
mismo instante de tiempo. Una vez se conoce el ángulo girado, se
traza una recta que pase por "o" y forme un ángulo \varphi
con la recta vertical "2-o" en sentido horario.
Donde esta recta se corte con el arco de radio el paso y centro 1';
se tiene el punto de la trayectoria.
Repitiendo el proceso anterior se obtiene una
nube de puntos tal y como se muestra en la figura 7. Mediante la
curva que une cada uno de los puntos se obtiene el tramo "N" de
la trayectoria antipoligonalización para la ida de la cadena. Este
tramo será tanto más preciso cuantos más puntos se obtengan, es
decir, cuanto menor sea el intervalo de tiempo seleccionado.
En primer lugar se determina el punto inicial I
y el punto final F. El punto inicial del tramo segundo M es el mismo
que el punto final del tramo primero N. El punto final F del tramo
segundo M se obtiene en la intersección del arco de radio el paso P
y centro el punto inicial con la recta vertical que pasa por
"o" (la distancia vertical entre "o" y el punto final
resultante ha de ser "R", calculada en el tramo primero N, tal
y como muestra la figura 8.
En la figura 9 se muestra el trazado de un punto
genérico del tramo segundo M. El eslabón A se desplazará una
distancia "e" (el punto 1 se desplaza por el tramo horizontal
hasta 1' mientras que el punto 2 lo hace por el tramo primero N
previamente calculado, llegando este a 2'). "e" se obtiene
dando un valor de tiempo determinado en
e = v \cdot t (siendo v = velocidad de la cadena supuesta constante). La rueda con centro en 3 girará un ángulo \varphi obtenido en \varphi = w \cdot t (mismo t y w = cte calculados anteriormente). La nueva posición del punto 3 (3') se obtendrá en la intersección de la recta que pasa por "o" y forma un ángulo \varphi con la recta "o-3" en sentido horario y el arco de radio el paso y centro 2' (la nueva posición del punto 2 del eslabón A).
e = v \cdot t (siendo v = velocidad de la cadena supuesta constante). La rueda con centro en 3 girará un ángulo \varphi obtenido en \varphi = w \cdot t (mismo t y w = cte calculados anteriormente). La nueva posición del punto 3 (3') se obtendrá en la intersección de la recta que pasa por "o" y forma un ángulo \varphi con la recta "o-3" en sentido horario y el arco de radio el paso y centro 2' (la nueva posición del punto 2 del eslabón A).
Repitiendo el proceso anterior se obtiene una
nube de puntos tal y como se muestra en la figura 10. Mediante la
curva que une cada uno de los puntos se obtiene el tramo segundo M
de la trayectoria antipoligonalización para la ida de la cadena.
Este tramo será tanto más preciso cuantos más puntos se obtengan, es
decir, cuanto menor sea el intervalo de tiempo seleccionado.
Segunda
versión
En la figura 11 se pueden ver los tramos que
forman la trayectoria antipoligonalización en la ida y en el
retorno. El tramo primero N y el tramo segundo M se calcularán de
igual modo que en la primera versión.
Se parte de la posición inicial mostrada en la
figura 12. En ella el punto inicial del tramo tercero P es el mismo
que el punto final del tramo segundo M y se denota por "4".
Para calcular el punto final del tramo tercero P (referencia 5) se
traza un arco con centro en "4" y radio el paso y donde este
arco se corte con la recta horizontal separada una distancia
"H" (cuyo valor se encuentra entre R y 2R) de la horizontal de
la ida se tiene el punto final del tramo tercero P (referencia 5 en
la figura 12).
En la figura 13 se muestra el método de trazado
de cada uno de los puntos del tramo tercero P.
En la realización preferida de este sistema de
accionamiento que se va a describir con detalle, se utiliza una
rueda 13 con cuatro brazos 14 separados 90º entre sí y radio de giro
"r", tal y como se muestra en la figura 14 A. En otras
ejecuciones, sin embargo, esta rueda podría tener un número
diferente de brazos separados por un ángulo igual, por ejemplo 3
brazos separados por un ángulo de 120º). En cada brazo irá colocada
una palanca (ver figura 14 B) que a su vez articula con la rueda en
el extremo 16 (ver figura 14 C). La rueda girará sobre su propio eje
17 a una velocidad constante \omega y a su vez las palancas
tendrán sus centros de rotación en los extremos de los brazos de la
rueda (referencia 16), sobre una circunferencia de radio r. Las
palancas tendrán una distancia de desde su centro de rotación 16 con
la rueda hasta el centro del eje de engrane con el casquillo de
engrane 12 de la cadena, a través de la conformación 15'.
Según se puede ver en la figura 15, para guiar
las palancas el sistema se ayudará de una leva fija 18, sobre la que
deslizarán los rodillos de actuación 19 que irán situados en las
palancas. El contorno de dicha leva podrá trazarse una vez
determinada la trayectoria que permita a la cadena llevar una
velocidad constante tanto en la ida como en el retorno. Los rodillos
de actuación rodarán a lo largo de la superficie de la leva.
La rueda de cuatro brazos girará con velocidad
angular constante \omega y accionará las palancas que a su vez
engranarán con los rodillos 12, haciéndolos rodar por una
trayectoria que permite una velocidad constante de los eslabones de
la cadena tanto en la ida como en el retorno (ver figura 16).
En cualquier caso en el ejemplo de la presente
invención que se está describiendo se aportarán igualmente dos
soluciones o variantes, de forma análoga a la del ejemplo anterior:
en una primera variante se presenta una trayectoria
antipoligonalización sólo en la ida que supone una velocidad
constante de los eslabones de la cadena en la ida y variable en el
retorno; la segunda variante o solución incluye una trayectoria
antipoligonalización tanto en la ida como en el retorno, que supone
una velocidad constante de la cadena tanto en la ida como en el
retorno.
Para definir la trayectoria que permitirá a la
cadena moverse con velocidad constante tanto en la ida como en el
retorno, se ha dividido el volteo en tramos para simplificar la
explicación de la ejecución.
Antes de calcular dichas trayectorias
antipoligonalización se va a describir, el método de cálculo del
radio R de volteo, con ayuda de la figura 17. La trayectoria a
trazar debe asegurar una velocidad constante de los eslabones de la
cadena en la ida (en dicha figura se observa el tramo
horizontal).
En primer lugar ha de definirse el radio R, que
determinará la distancia vertical entre ida y retorno de la cadena.
El primer punto 2 de la trayectoria es el final de la zona
horizontal (ver figura 2). Para poder definir todos los puntos de la
trayectoria del primer tramo, deben tomarse ciertas
consideraciones:
- \bullet
- Se supone que el punto 1 del eslabón B se mueve con velocidad constante v = ^{x}/_{t} mientras recorre la zona horizontal, donde x es el espacio recorrido y t es el tiempo que tarda en recorrer dicho espacio, mientras que el punto 2 del mismo eslabón recorre una trayectoria curva al ser engranado por la palanca 15 que a su vez articula en la rueda 13 de cuatro brazos 14.
- \bullet
- Cuando el eslabón B salga totalmente de la zona horizontal, x=p siendo p el paso de la cadena, la rueda ha debido girar 90º a una velocidad angular constante \omega = ^{\varphi}/_{t} y el punto 2 del eslabón B debe haber llegado al final 3 del primer tramo N. Por lo tanto el punto 1 llega al punto final 2 de la zona horizontal (2) en un tiempo, t = ^{p}/_{v} cuando la rueda gire \varphi = 90º.
- \bullet
- Como \omega = ^{v}/_{R} Puede despejarse el radio R = ^{p \cdot 180^{o}}/_{90^{o} \cdot \pi}
Una vez definido el radio también quedan
definidos tanto el primer punto 2 como el último 3 de la trayectoria
del primer tramo.
En esta zona se dará solución al problema de la
poligonalización en la ida. A partir del primer punto 2 del primer
tramo de volteo, se irá calculando la trayectoria que siguen los
eslabones hasta llegar al punto final 3. A partir de la posición
inicial (ver figura 18) se irá trazando la trayectoria que siguen
los rodillos de la cadena, cuyo movimiento es provocado por el giro
de la rueda de cuatro brazos a velocidad constante. En su giro la
rueda empuja la palanca de longitud d que articula en la misma y que
a su vez engrana con el rodillo de la cadena, arrastrando a ésta en
el punto 2 (que seguirá una trayectoria curva) y en el punto 1 (que
aún no ha salido de la zona recta y que se moverá por tanto con
velocidad lineal constante hasta salir de dicha zona).
Los centros de rotación de las palancas de
longitud d se encuentran situados en una circunferencia de radio r.
Cuando la rueda gira, los centros de rotación se trasladan a lo
largo del diámetro de esta circunferencia.
En la figura 19 se puede observar que,
transcurrido un tiempo genérico t, la rueda habrá girado un ángulo
\varphi. De esta manera el centro de rotación de la palanca que
engrana con la cadena en el punto 2 se desplazará una distancia a lo
largo de la trayectoria de la circunferencia mencionada y a su vez
empujará a 2 en el punto de engrane llevándolo hasta la posición
2'.
El punto 1 del eslabón se verá a su vez
arrastrado a lo largo de la trayectoria recta una distancia x
desplazándose hasta 1'.
Para trazar geométricamente el punto genérico 2'
se procederá de la manera siguiente:
- \bullet
- Se desplaza el punto 1 una distancia x = v \cdot t obteniendo así el punto 1'. Con centro en 1' se traza una circunferencia de radio el paso p del eslabón de cadena.
\newpage
\global\parskip0.940000\baselineskip
- \bullet
- Al girar la rueda 13 un ángulo \varphi el centro de rotación Q de la palanca que va situada en el Brazo 14 girará a su vez dicho ángulo. Con centro en la nueva posición Q' del centro de rotación de la palanca con la rueda se trazará una circunferencia de radio de la longitud d de la palanca, que cortará a la circunferencia trazada anteriormente en el punto buscado 2'.
De la misma manera puede generarse toda la
trayectoria del primer tramo, quedando definida la curva en dicha
zona como se puede ver en la figura 20.
La posición inicial se puede ver en la figura
21. Se parte del punto 3 para el trazado de la trayectoria del
segundo tramo. El último punto 4 de la trayectoria del segundo tramo
será el que se encuentre en la vertical trazada desde el punto 2 y a
una distancia 2 \cdot R del mismo.
La trayectoria en el segundo tramo se trazará a
partir de los puntos de la trayectoria del primero, trazada en el
apartado anterior.
El sistema se moverá como se ha indicado en el
apartado anterior, los centros de articulación de las palancas se
desplazan a medida que la rueda de 4 brazos gira y los puntos de
engrane de las mismas con la cadena van haciéndola avanzar a lo
largo de la trayectoria (ver ahora la figura 22).
- \bullet
- Para trazar un punto genérico 3' de la trayectoria del segundo tramo, se parte del punto genérico 2' del primer tramo trazado en el apartado anterior y que corresponde a un ángulo \varphi girado por los brazos de la rueda dentada.
- \bullet
- Con centro en 2' se traza una circunferencia de radio el paso p de la cadena.
- \bullet
- El Brazo 2 (con centro de rotación S) que forma 90º con el Brazo 1 (con centro de rotación Q) utilizado para el cálculo de puntos del primer tramo se tomará como referencia para el cálculo de los puntos del segundo tramo.
- \bullet
- Cuando el Brazo 1 gira un ángulo \varphi, el Brazo 2 girará también \varphi por estar separados ambos brazos un ángulo de 90º y por lo tanto, al igual que el centro de rotación Q del Brazo 1 se mueve hasta Q', el centro de rotación S del Brazo 2 se moverá hasta S'. Desde S' se traza una circunferencia de radio la longitud d de la palanca articulada, que cortará a la circunferencia anteriormente trazada en el nuevo punto genérico 3' de la trayectoria del segundo tramo.
De la misma manera se irán trazando el resto de
puntos del segundo tramo a medida que la rueda dentada gira sobre su
eje, obteniéndose el resultado que se puede ver en la figura 23.
Para guiar las palancas 15 por el camino
antipoligonalización, se dotará a cada una de ellas de un rodillo 19
de actuación que rodará a lo largo de una leva fija 18. El camino
que recorren las palancas en la trayectoria anteriormente trazada
define el contorno de la leva que las guiará en este sistema de
accionamiento. El mecanismo final tendrá una forma similar a la
figura 24.
Si se pretende una antipoligonalización sólo en
la ida, bastará completar la trayectoria con un tramo recto
horizontal a partir del último punto 4 de la trayectoria del segundo
tramo.
Si se pretende una antipoligonalización tanto en
la ida como en el retorno debe generarse una trayectoria de unión
entre el final 4 del segundo tramo y el comienzo del retorno
horizontal, cuya distancia en linea recta será el paso de la cadena.
Esto está ilustrado en la figura 26 mediante el tramo que va desde
el punto 4 hasta el punto 5.
Para el trazado de la unión del segundo tramo
con la zona horizontal del retorno es necesario apoyarse en los
puntos del segundo tramo anteriormente calculados. Partiendo de un
tramo horizontal inferior situado a una altura H (cuyo valor se
encuentra entre R y 2R) del tramo horizontal superior, cuyo primer
punto es 4. debe definirse la trayectoria que seguirá 4 hasta llegar
a 5 asegurando la antipoligonalización tanto en la ida como en el
retorno. La posición inicial se puede observar en la figura 27.
De la misma manera que en los tramos
anteriormente trazados, en la figura 28 se muestra cómo trazar un
punto genérico 4' perteneciente al tramo de unión entre el final del
segundo tramo y el retorno horizontal. Con centro en el punto
genérico 3' ya trazado en el segundo tramo y correspondiente a un
ángulo girado \varphi, se traza una circunferencia de radio el
paso p. Para dicho ángulo \varphi girado por la rueda, los
eslabones horizontales deben desplazarse una distancia x,
obteniéndose el punto 5' al desplazarse el punto 5 perteneciente al
primer eslabón horizontal del retorno. Con centro en 5' y radio de
nuevo el paso p se traza otra circunferencia que cortará a la
anterior en el punto buscado 4'.
Siguiendo el mismo método de trazado pueden
trazarse todos los puntos del tercer tramo de la trayectoria final,
completando así el total de la curva antipoligonalización (ver
figura 29).
\global\parskip1.000000\baselineskip
Claims (17)
1. Sistema de accionamiento de una cadena de
arrastre, que comprende: una cadena (8) que incluye eslabones (A, B,
C, D) unidos por articulaciones (1, 2, 3, 4, 5); una rueda (6) que
incluye medios de engranaje con las articulaciones (1, 2, 3, 4, 5),
distribuidos de forma uniforme en la periferia de la rueda (6) y
medios de guía aptos para forzar la trayectoria de las
articulaciones (1, 2, 3, 4, 5) a lo largo de una curva de tal manera
que cuando la rueda (6) gira a velocidad angular constante la cadena
(8) avanza con velocidad lineal constante en al menos una de las dos
zonas lineales de ida o de vuelta en las que no está engranada con
la rueda (6) caracterizado porque los medios de guía citados
están situados en la rueda (6) y están constituidos por medios de
engrane móviles de dicha rueda y por medios para conducir el
movimiento de dichos medios de engrane móviles según una trayectoria
curva capaz de provocar el arrastre de la cadena (8) con velocidad
lineal constante en al menos una de las zonas lineales de ida o de
vuelta citadas; estando los medios para conducir el desplazamiento
de los medios de engrane constituidos por una leva (10, 18) fija,
montada sobre el mismo eje de la rueda (6), sobre cuya periferia
apoyan dichos medios de engrane.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de engrane consisten en una
pluralidad de dientes de engrane (7), que van montados en cajeados
(9) equidistantes que presenta la rueda en su periferia, con
facultad de desplazamiento radial entre posiciones extrema interna y
externa, cuyos dientes apoyan por su extremo interno sobre la
periferia de la leva (10), mientras que por su extremo externo
engranan con las articulaciones de la cadena (8), cuando se
encuentran en su posición extrema externa.
3. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la rueda comprende una serie de brazos
radiales (14) equidistantes y los medios de engrane consisten en
igual número de palancas (15), cada una de las cuales va articulada
por un extremo al extremo de un brazo, según un eje (16) paralelo al
de la rueda, mientras que el extremo opuesto presenta una
conformación (15') que engrana por un lado con los casquillos de
engrane (12) de la cadena y apoya por el opuesto sobre la periferia
de la leva fija (18), hacia cuya periferia están impulsados dichos
brazos.
4. Sistema según las reivindicaciones 2 ó 3,
caracterizado porque los dientes (7) y las palancas (15) son
portadoras, en la zona de apoyo sobre la leva, de un elemento de
rodadura de giro libre, a través del que apoyan sobre dicha
leva.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque los elementos de rodadura citados
consisten en rodillos (11, 19) de ejes paralelos al eje de la
rodadura.
6. Sistema según las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque el número de dientes de engrane (7) o
bien de brazos (14) y de palancas (15) es de tres, separados entre
sí por un ángulo de 120º.
7. Sistema según las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque el número de dientes de engrane (7) o
bien de brazos (14) y de palancas (15) es "n" igual a tres o
más, separados entre sí por un ángulo de 360º/n.
8. Sistema según las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque el radio de giro de la rueda (R, r)
viene determinado en función de la longitud o paso (p) de los
eslabones (A, B, C, D) de la cadena (8) y del ángulo entre dos
dientes de engrane (7) o dos brazos (14) de la rueda (6).
9. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la trayectoria curva pasa por una
pluralidad de puntos (2', 3', 4', 5'), donde el primer punto de la
curva es el punto en que una articulación (2) de la cadena (8) pasa
a estar engranada con los medios de engranaje (7, 15) de la rueda
(6) y donde el resto de puntos de la curva se calculan a partir del
inmediato anterior en función de la longitud o paso (p) de los
eslabones (A, B, C, D) de la cadena (8) bajo la condición de que
tanto la velocidad lineal de una articulación que todavía no está
engranada como la velocidad angular de una articulación engranada
toman valores constantes y están relacionadas entre sí mediante el
radio de giro (R, r) de la rueda (6).
10. Sistema según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque con objeto de que la
velocidad lineal de la cadena (8) sea constante al menos en la zona
horizontal de ida, la curva o trayectoria consta de dos tramos, cada
uno de ellos con un punto inicial y un punto final, el punto inicial
del primer tramo coincidiendo con el primer punto en que una
articulación (2) de la cadena (8) pasa a estar engranada con los
medios de engranaje (7, 20) inmediatamente después de la zona
horizontal de ida, el punto inicial (3) del segundo tramo
coincidiendo con el punto final (3) del primer tramo y el punto
final del segundo tramo coincidiendo con el último punto en que una
articulación (4) de la cadena (8) permanece engranada con los medios
de engranaje (7, 15) inmediatamente antes de la zona horizontal de
vuelta.
11. Sistema según las reivindicaciones 2 y 10,
caracterizado porque los puntos intermedios del primer tramo
se calculan, genéricamente, de la manera siguiente:
- \bullet
- se define un tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (1') a la que se ha desplazado linealmente (e) la articulación (1) inmediatamente anterior a el punto inicial en el tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (2') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) la articulación (2) situada en el punto inicial de el primer tramo en el tiempo (t);
- \bullet
- se traza una recta que pase por la nueva posición (2') de la segunda articulación (2) y por el centro de giro (o) de la rueda;
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (1') de la primera articulación (1) y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se toma la intersección de la recta y la circunferencia como la posición del punto intermedio.
12. Sistema según las reivindicaciones 2 y 10,
caracterizado porque los puntos intermedios del segundo tramo
se calculan, genéricamente, de la manera siguiente:
- \bullet
- se define un tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (2') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) la articulación (2) inmediatamente anterior al punto inicial (3) del segundo tramo en el tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (3') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) la articulación (3) situada en el punto inicial del primer tramo en el tiempo (t);
- \bullet
- se traza una recta que pase por la nueva posición (3') de la segunda articulación (3) y por el centro de giro (o) de la rueda;
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (2') de la primera articulación (2) y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se toma la intersección de la recta y la circunferencia como la posición del punto intermedio.
13. Sistema según las reivindicaciones 4 y 10,
caracterizado porque los puntos intermedios (2') del primer
tramo se calculan, genéricamente, de la manera siguiente:
- \bullet
- se define un tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (1') a la que se ha desplazado linealmente (x) la articulación (1) inmediatamente anterior al punto inicial en el tiempo (t);
- \bullet
- se calcula el ángulo de giro (\varphi) equivalente al desplazamiento (x), teniendo en cuenta el radio (r) de giro de la rueda;
- \bullet
- se calcula la nueva posición (Q') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) el extremo (Q) del brazo 1 de la rueda que articula con la palanca que ha engranado la articulación (2) situada en el punto inicial en el tiempo (t);
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (Q') del extremo del brazo 1, que coincide con el centro de rotación de la palanca articulada correspondiente, y radio la longitud (d) de la palanca;
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (1') de la primera articulación (1) y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se toma la intersección de las dos circunferencias como la posición del punto intermedio (2').
14. Sistema según las reivindicaciones 2 y 10,
caracterizado porque los puntos intermedios (3') del segundo
tramo se calculan, genéricamente, de la manera siguiente:
- \bullet
- se define un tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (2') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) la articulación (2) inmediatamente anterior a el punto inicial (3) del segundo tramo en el tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (S') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) el extremo (S) del brazo 2 de la rueda que articula con la palanca que ha engranado la articulación (3) situada en el punto inicial en el tiempo (t);
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (S') de el extremo del brazo 2, que coincide con el centro de rotación de la palanca articulada correspondiente, y radio la longitud (d) de la palanca;
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (2') de la primera articulación (2) y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se toma la intersección de las dos circunferencias como la posición del punto intermedio (3').
15. Sistema según las reivindicaciones 10 a 14,
caracterizado porque con objeto de que la velocidad lineal de
la cadena (9) sea constante también en la zona horizontal de vuelta,
la curva o trayectoria consta de un tercer tramo con un punto
inicial (4) y un punto final (5), el punto inicial (4) coincidiendo
con el punto final del segundo tramo y el punto final (5)
coincidiendo con el último punto inmediatamente antes de la zona
horizontal de vuelta, la articulación de la cadena deslizándose en
este tercer tramo sobre una guía a lo largo de la citada curva o
trayectoria.
16. Sistema según la reivindicación 15,
caracterizado porque la distancia (H) entre las trayectorias
de la cadena en las zonas horizontales de ida y de vuelta es menor
que el radio de giro de la rueda.
17. Sistema según las reivindicaciones 2, 4 y 15
ó 16, caracterizado porque los puntos intermedios (4') del
tercer tramo se calculan, genéricamente, de la manera siguiente:
- \bullet
- se define un tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (3') a la que se ha desplazado angularmente (\varphi) la articulación (3) inmediatamente anterior al punto inicial (4) en el tiempo (t);
- \bullet
- se calcula la nueva posición (5') a la que se ha desplazado linealmente (e) la articulación (5) inmediatamente posterior al punto inicial (4) en el tiempo (t);
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (3') de la primera articulación y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se traza una circunferencia con centro la nueva posición (5') de la segunda articulación y radio la longitud o paso del eslabón de la cadena;
- \bullet
- se toma la intersección de ambas circunferencias como la posición del punto intermedio (4').
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|---|---|---|---|
| ES201031129A ES2351000B1 (es) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Sistema de accionamiento de una cadena de arrastre. |
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|---|---|---|---|
| ES201031129A ES2351000B1 (es) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Sistema de accionamiento de una cadena de arrastre. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2351000A1 true ES2351000A1 (es) | 2011-01-28 |
| ES2351000B1 ES2351000B1 (es) | 2011-09-22 |
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|---|---|
| ES (1) | ES2351000B1 (es) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3314526A (en) * | 1964-04-22 | 1967-04-18 | Metal Box Co Ltd | Endless chain conveyors |
| WO2003036129A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Burkhard Grobbel | Gelenkkettenantrieb |
| WO2003066501A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-08-14 | Otis Elevator Company | A pulse-free escalator |
| CA2705743A1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Ketten-Wulf Betriebs-Gmbh | Drive means and chain drive |
-
2010
- 2010-07-22 ES ES201031129A patent/ES2351000B1/es not_active Expired - Fee Related
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| US3314526A (en) * | 1964-04-22 | 1967-04-18 | Metal Box Co Ltd | Endless chain conveyors |
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| CA2705743A1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Ketten-Wulf Betriebs-Gmbh | Drive means and chain drive |
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