ES2383408A1 - Mecanismo para un dispositivo vibrador y dispositivo vibrador. - Google Patents

Mecanismo para un dispositivo vibrador y dispositivo vibrador. Download PDF

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    • B06B1/10Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
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    • B06B1/161Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
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Abstract

Mecanismo para un dispositivo vibrador, cuyo dispositivo vibrador está provisto de masas excéntricas (14, 15, 16, 17) accionables, estando distribuidas en dos hileras superior e inferior accionadas mediante medios motor, comprendiendo un tren de engranajes superior e inferior que transmiten el movimiento desde los medios motor hacia las hileras de masas excéntricas superior e inferior respectivamente, habiéndose provisto a cada masa excéntrica una rueda dentada unida de forma solidaria a través del eje de giro, una pluralidad de poleas (7, 8, 9, 10, 12) asociada a una correa (13) dentada, tal que cada masa excéntrica está unida a unas poleas principales (7, 8, 9, 10) dentadas mientras que unas poleas secundaria (11, 12) de superficie lisa son desplazables con respecto a dichas poleas principales, de manera que la correa dentada actúa como un medio sincronizador para las masas excéntricas, tal que los trenes de engranaje transmiten la potencia de los medios motor a la pluralidad de poleas y masas excéntricas.

Description

Mecanismo para un dispositivo vibrador y dispositivo vibrador.
Objeto de la invención
La presente solicitud de patente de invención tiene por objeto el registro de un mecanismo para un dispositivo vibrador que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a otros mecanismos existentes con la misma finalidad y un dispositivo vibrador formado por dos o más mecanismos.
Más concretamente, la invención hace referencia a un nuevo mecanismo para un dispositivo vibrador, el cual está provisto de cuatro masas excéntricas accionables montadas en respectivos ejes de giro paralelos, estando agrupadas en dos hileras superior e inferior de dos masas excéntricas superpuestas una encima de la otra y accionadas mediante medios motor en donde una correa proporcionada no está sometida a la transmisión de potencia/fuerza.
Antecedentes de la invención
Es conocido el uso de mecanismos vibradores en máquinas destinadas a la fabricación de piezas de hormigón donde se requiere la aplicación de un movimiento de vibración en un molde para obtener un acabado de la pieza final uniforme.
Tales mecanismos vibradores suelen estar provistos de una pluralidad de masas excéntricas que giran de manera desequilibrada o excéntrica con respecto a su eje de rotación con la finalidad de obtener un movimiento oscilatorio a lo largo de una dirección. Para obtener una vibración controlada es necesario sincronizar el movimiento de giro de cada una de las masas o ejes.
Sin embargo, un inconveniente detectado en los mecanismos conocidos reside en el hecho de que la correa empleada está sometida a grandes esfuerzos y tensiones durante su funcionamiento, por lo que su desgaste es mayor y ello implica que tenga que ser substituida con una mayor frecuencia, hecho de implica además un mayor tiempo de interrupción para tareas de sustitución y montaje de la correa.
Descripción de la invención
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un mecanismo para un dispositivo vibrador que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un mecanismo para un dispositivo vibrador, cuyo dispositivo vibrador está provisto de cuatro masas excéntricas accionables montadas en respectivos ejes de giro paralelos, estando agrupadas en dos hileras superior e inferior de dos masas excéntricas superpuestas una encima de la otra y accionadas mediante medios motor, y se caracteriza por el hecho de que comprende un tren de engranajes superior e inferior que transmiten el movimiento desde los medios motor hacia las hileras de masas excéntricas superior e inferior respectivamente, habiéndose provisto a cada masa excéntrica una rueda dentada unida de forma solidaria a través del eje de giro; una pluralidad de poleas asociada a una correa de tipo dentado, tal que cada masa excéntrica está unida de forma solidaria a unas poleas principales de superficie dentada mientras que unas poleas secundarias de superficie lisa son desplazables lateralmente con respecto a dichas poleas principales, de manera que la correa dentada actúa como un medio sincronizador para las cuatro masas excéntricas, y en el que dichas poleas secundarias mantienen su distancia entre centros fijada, de tal modo que los trenes de engranaje transmiten la potencia procedente de los medios motor a la pluralidad de poleas y masas excéntricas arrastrando por ello la correa de tipo dentado.
Ventajosamente, la correa presenta una superficie dentada solamente en una de sus caras, de modo que resultan más económicas que las correas con sus dos superficies opuestas dentadas.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, los medios motor comprenden dos motores eléctricos, estando cada uno de los motores vinculado a cada una de las hileras de dos masas excéntricas.
Preferentemente, los motores eléctricos mencionados son del tipo asíncrono.
Según una realización de la invención, las poleas secundarias están acopladas a un elemento de soporte desplazable por medios de accionamiento, tales como por ejemplo, un cilindro neumático.
Gracias a estas características, se obtiene un nuevo mecanismo con una construcción simplificada que permite reducir notablemente el desgaste de la correa a diferencia de los mecanismos conocidos en la técnica anterior al no estar sometida a los esfuerzos de transmisión de potencia o tensión durante el funcionamiento del mecanismo en una condición de desplazamiento de las masas excéntricas, siendo los engranajes provistos los encargados de realizar la función de transmisión de potencia.
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Además, el mecanismo aquí descrito permite un paso uniforme desde la posición de vibración del aparato provisto con el mecanismo a la posición de no vibración y viceversa, pudiendo regular el grado (intensidad) de vibración simplemente controlando el recorrido del elemento de soporte.
Según otra realización del mecanismo de la invención, el eje de cada uno de los motores eléctricos independientes está acoplado a una rueda dentada adicional que engrana con una de las ruedas dentadas del tren de engranajes superior e inferior respectivamente, siendo en número de dientes de la rueda dentada adicional superior a cualquiera de las ruedas dentadas restantes. La diferencia en el número de dientes hace posible el empleo de motores de velocidad de giro nominal menor que la velocidad requerida para las masas excéntricas. Este hecho permite alargar la vida del motor de forma que se reducen los costes de mantenimiento y no requiere de motores de alta velocidad de giro que tienen un coste mayor.
En otra realización alternativa de la invención, el eje de cada uno de los motores eléctricos independientes está acoplado al menos a un par de poleas adicionales asociadas por una correa, tal que una de las poleas adicionales está vinculada a un correspondiente tren de engranajes. Al igual que en el caso anterior puede montarse una polea en el motor de mayor diámetro que la montada en el eje de la masa excéntrica, con la misma ventaja con respecto a la velocidad de giro de los motores que en la alternativa anterior.
Es otro objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo vibrador que comprende al menos dos mecanismos, como los anteriormente descritos, los cuales son unibles entre sí actuando como un solo dispositivo o máquina. Preferentemente, tales mecanismos pueden estar alojados en el interior de una misma carcasa.
Otras características y ventajas de un mecanismo para un dispositivo vibrador objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales.
Breve descripción de los dibujos
Figura 1.- Es una vista en alzado esquematizada de una primera realización del mecanismo para un dispositivo vibrador de acuerdo con la presente invención;
Figura 2.- Es una vista en planta esquematizada del mecanismo mostrado en la figura anterior;
Figura 3.- Es una vista en alzado de la realización mostrada en las figuras 1 y 2 en una condición de funcionamiento de vibración;
Figura 4.- Es una vista en alzado esquematizada de la realización mostrada en las figuras 1 y 2 en una segunda condición de funcionamiento de no vibración;
Figura 5.- Es una vista en alzado esquematizada de una segunda realización del mecanismo de acuerdo con la presente invención;
Figura 6.- Es una vista en planta de la realización mostrada en la figura 5;
Figuras 7.- Es una vista en alzado esquematizada de una tercera realización del mecanismo de acuerdo con la presente invención;
Figura 8.- Es una vista en planta de la realización mostrada en la figura 7;
Figura 9.- Es una vista en alzado esquematizada de una realización de un dispositivo vibrador formado por dos mecanismos de acuerdo con la invención;
Figura 10.- Es una vista en alzado esquematizada de una segunda realización de un dispositivo vibrador formado por dos mecanismo de acuerdo con la invención;
Figura 11.- Es una vista en alzado de una realización alternativa de un mecanismo de acuerdo con la invención; y
Figura 12.- Es una vista en planta de la realización mostrada en la figura 11.
Descripción de realizaciones preferentes
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, una primera realización de un mecanismo para un dispositivo vibrador de acuerdo con la invención comprende una primera masa excéntrica 14 que gira solidariamente con una rueda dentada 1 y una polea 7, una segunda masa excéntrica 15 que gira con una rueda dentada 2, una tercera masa excéntrica 16 que gira con una rueda dentada 4 y una polea 9 y finalmente una cuarta masa excéntrica 17 que gira junto a la rueda dentada 5 y una polea 10 que gira solidaria a la rueda dentada 3. Los engranajes dentados 1 a 6 están alojados en el interior de una carcasa independiente 21 provistos con sus respectivos elementos de apoyo, tales como por ejemplo, rodamientos que permiten el giro de los diversos componentes. Por otro lado, las masas excéntricas 14, 15, 16 y 17 están alojadas en el interior de una carcasa independiente 23 que vibrará según el movimiento inducido por el giro de dichas masas excéntricas 14, 15, 16 y 17. La carcasa 23 forma parte de una estructura (no representada) donde descansará un molde destinado a la fabricación de piezas de hormigón.
Como puede verse, las ruedas dentadas 1, 2 y 3 engranan entre sí, por lo que la posición relativa de las masas excéntricas 14 y 15 estará siempre ligada de tal modo que la fuerza centrifuga que generan durante su giro es contrarrestada en dirección horizontal. Lo mismo ocurre con las masas excéntricas 16 y 17 cuyo giro está ligado al engranaje de las ruedas dentadas 4, 5 y 6.
Con respecto al tren de engranajes 1, 2 y 3 hace que el giro de las poleas 7 y 8 sea idéntico. Del mismo modo ocurre con las poleas 9 y 10 al estar sincronizadas a través de las ruedas dentadas 4, 5 y 6. Dado que las poleas 7, 8, 9 y 10 giran en el mismo sentido de marcha pueden unirse mediante una correa 13.
La correa 13 tiene como función sincronizar el giro del tren superior de engranajes 1, 2 y 3 con respecto al tren de engranajes inferior 4, 5 y 6. De este modo quedarán sincronizadas las masas excéntricas 14 y 15 con respecto a las masas excéntricas 16 y 17. Por ello, la correa 13 y las poleas 7, 8, 9 y 10 son de tipo dentado de forma que aseguran la sincronización entre las poleas y al mismo tiempo las masas excéntricas.
La correa 13 en su recorrido pasa a través de unas poleas 11 y 12 de superficie lisa que pueden girar libremente. Tales poleas 11 y 12 están montadas sobre el soporte 18 de modo que las mismas mantienen fija su distancia entre centros. A su vez, el elemento de soporte 18 puede desplazarse a lo largo de las guías 19 bajo la acción del cilindro neumático 20, si bien podría emplearse cualquier otro dispositivo adecuado como por ejemplo un cilindro hidráulico.
Para el funcionamiento del mecanismo anteriormente descrito están provistos dos motores eléctricos 22 de tipo asíncrono acoplados a los ejes de las masas excéntricas 14 y 16.
Seguidamente se detallará el funcionamiento del mecanismo descrito anteriormente de acuerdo con las figuras
3 y 4:
Hacer mención que la figura 3 muestra una posición de las masa excéntricas tal que produce una oscilación vertical cuando cada uno de los componentes gira en el sentido de acuerdo con las flechas indicadas. Durante la acción de giro, cada una de las masas excéntricas 14 y 15 ejercen una fuerza centrifuga que se suma en sentido vertical y es contrarrestada en sentido horizontal. Del mismo modo sucede con las ruedas dentadas 4 y 5 y sus correspondientes masas excéntricas asociadas 16 y 17.
El giro del tren de engranaje superior definido por las ruedas dentadas 1, 2 y 3 se realiza por uno de los motores acoplado 22 mientras que el giro del tren de engranajes inferior definido por las ruedas 4, 5 y 6 se realiza por el segundo motor 22', en el que la velocidad de giro de los motores 22 y 22' podría variar levemente, lo cual sería suficiente para que la posición de las masas excéntricas 14 y 15 no sea idéntica a las masas excéntricas 16 y 17.
El sentido de giro o trabajo de la correa 13 y el hecho de que sea de tipo dentada así como las poleas principales 7, 8, 9 y 10 garantiza que todas ellas giren a la misma velocidad. Si la posición de las poleas secundarias 11 y 12 no varia, todas ellas mantendrán fija su posición relativa durante el giro y no se perderá el sincronismo entre las distintas masas excéntricas 14, 15, 16 y 17.
A partir de la figura 3, puede observarse que al moverse las poleas secundarias 11 y 12 a lo largo del eje del elemento de soporte 18, la presencia de la correa 13 obliga a un cambio de posición relativa entre la polea principal 7 y la polea principal 9. Si el elemento de soporte 18 pasa de la posición indicada en la figura 3 a la figura 4 el cambio de recorrido de la correa 13 produce un aumento de la velocidad de giro de la polea principal 7 y una disminución de la velocidad de la polea principal 9. esta variación de velocidades generada durante el movimiento del elemento de soporte 18 con sus respectivas poleas asociadas 11 y 12, equivale a un cambio de la posición relativa de la polea principal 7 con respecto a la polea principal 9.
El recorrido del elemento de soporte 18 debe ser tal que provoque una variación de la posición de las poleas principales 7 y 9 de 90º. Este giro de 90º de cada una de las poleas principales se representa en la figura 4. El giro de las poleas principales y secundarias y la presencia de las ruedas dentadas hace posible que todas las masas excéntricas 14-17 varíen su posición.
En la figura 4, la fuerza centrifuga generada por cada una de las masas excéntricas 14-17 durante el giro del mecanismo se contrarresta por la fuerza de las masas excéntricas dispuestas de forma adyacente entre sí. Por ello, en dirección horizontal, la fuerza generada por la masa excéntrica 14 se contrarresta con la fuerza generada por la masa 15 mientras que la masa excéntrica 16 se contrarresta con la masa excéntrica 17. Mientras que en dirección vertical la fuerza generada por la masa excéntrica 14 se contrarresta con la generada por la masa excéntrica 16 y a su vez, la masa excéntrica 15 se contrarresta con la masa excéntrica 17.
Para hacer que el mecanismo produzca o no una fuerza de vibración solamente en necesario variar la posición del elemento de soporte 18 sin necesidad de detener el giro de los componentes que participan en el giro.
A continuación se describirá una segunda realización del mecanismo de la invención a partir de las figuras 5 y 6, donde se han utilizado las mismas referencias numéricas para indicar componentes idénticos. En esta realización y a diferencia de la anteriormente descrita, la transmisión del movimiento desde los motores 22 hasta los ejes de las poleas y ruedas dentadas se hace a través de unas ruedas dentadas adicionales 24 que reciben el movimiento procedente de los motores 22. Estas ruedas adicionales 24 tienen un número de dientes superior al resto de ruedas dentadas de modo que posibilita el empleo de motores de velocidad de giro nominal menor que la velocidad de giro requerida para las masas excéntricas 14-17.
En las figuras 7 y 8 se ha representado una tercera realización de la invención en la cual el eje que sobresale de cada uno de los motores eléctricos independientes 22 está acoplado, a diferencia de la segunda realización, al menos a un par de poleas adicionales 25, 27 vinculadas por una correa 26, tal que una de las poleas adicionales 25, 27 está vinculada a un correspondiente tren de engranajes superior e inferior respectivamente. También en este caso, se han utilizado las mismas referencias numéricas para indicar componentes idénticos.
En último lugar se listan los elementos que forman parte de las realizaciones aquí descritas:
1.
Rueda dentada.
2.
Rueda dentada.
3.
Rueda dentada.
4.
Rueda dentada.
5.
Rueda dentada.
6.
Rueda dentada.
7.
Polea principal.
8.
Polea principal.
9.
Polea principal.
10.
Polea principal.
11.
Polea secundaria.
12.
Polea secundaria.
13.
Correa dentada.
14.
Masa excéntrica.
15.
Masa excéntrica.
16.
Masa excéntrica.
17.
Masa excéntrica.
18.
Elemento de soporte.
19.
Guías.
20.
Cilindro neumático.
21.
Carcasa.
22.
Motor.
22'.
Motor.
23.
Carcasa.
24.
Ruedas dentadas adicionales.
25.
Polea adicional.
26.
Correa.
27.
Polea adicional.
Haciendo referencia a la figura 9, se muestra un dispositivo formado por dos mecanismos del tipo como los descritos en las realizaciones anteriores situados en paralelo creando así una sola máquina, en el que se han utilizado las mismas referencias numéricas para designar partes comunes del mecanismo, debiendo mencionar que uno de ellos adopta en sus referencias numéricas un apostrofe.
De este modo que se obtiene dos estructuras con movimiento oscilatorio que están sincronizadas entre sí pero con la capacidad de regular la fuerza de vibración generada por cada área independientemente una de otra.
En este dispositivo el acoplamiento de los motores (no representados) se realiza sobre los ejes que montan una rueda montada, de modo que no hay transmisión de potencia hacia las masas excéntricas a través de ninguna de las correas, teniendo tales correas como función sincronizar posiciones angulares de masas.
Haciendo ahora referencia a la figura 10, se muestra un segundo dispositivo vibrador en el que se disponen también dos mecanismos acoplados. En dicha figura se muestra mediante flechas el sentido de giro de cada una de las ruedas dentadas y poleas y el movimiento de las correas 13 y 13'. En tal figura todas las masas excéntricas se encuentran en una posición tal que se genera un movimiento oscilatorio en dirección vertical. Las ruedas 1, 2, 3, 1', 2' y 3' engranan entre sí de modo que sus giros, y con ellos el de las masas excéntricas 14, 15, 14' y 15', están totalmente sincronizados. Las fuerzas centrifugas generadas por dichas masas excéntricas estarán compensadas sólo en sentido horizontal mientras que en sentido vertical las fuerzas generadas por las masas 14 y 15 se suman a las generadas por las masas 16 y 17, ocurriendo de igual modo con sus homologas 14', 15', 16' y 17'.
En último lugar, las figuras 11 y 12 muestran una última realización del mecanismo vibrador de la invención en donde se han eliminado las ruedas dentadas asociadas a las poleas 8 y 10. las ruedas dentadas eliminadas corresponden a las ruedas dentadas 3 y 6 representadas en las figuras 1 y 2. Mediante la supresión de tales ruedas dentadas la polea girará únicamente por el efecto de la correa 13. Tal construcción representada en las figuras 11 y 12 tiene la ventaja de que se elimina el efecto del consumo de potencia que tiene la inercia de las ruedas dentadas 3 y 6.
En tal realización, se han empleado las mismas referencias numéricas para designar los mismos elementos o componentes que en las realizaciones anteriormente mostradas.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del mecanismo para un dispositivo vibrador de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (14)

1. Mecanismo para un dispositivo vibrador, cuyo dispositivo vibrador está provisto de cuatro masas excéntricas (14, 15, 16, 17) accionables montadas en respectivos ejes de giro paralelos, estando distribuidas en dos hileras superior e inferior formadas por dos masas excéntricas superpuestas una encima de la otra y accionadas mediante medios motor, caracterizado por el hecho de que comprende:
un tren de engranajes superior e inferior que transmiten el movimiento desde los medios motor hacia las hileras de masas excéntricas superior e inferior respectivamente, habiéndose provisto a cada masa excéntrica una rueda dentada unida de forma solidaria a través del eje de giro,
una pluralidad de poleas (7, 8, 9, 10, 11, 12) asociada a una correa (13) de tipo dentado, tal que cada masa excéntrica está unida de forma solidaria a unas poleas principales (7, 8, 9, 10) de superficie dentada mientras que unas poleas secundarias (11, 12) de superficie lisa son desplazables lateralmente con respecto a dichas poleas principales, de manera que la correa dentada (13) actúa como un medio sincronizador para las cuatro masas excéntricas (14, 15, 16, 17), y en el que dichas poleas secundarias (11, 12) mantienen su distancia entre centros fijada,
de tal modo que los trenes de engranaje transmiten la potencia procedente de los medios motor a la pluralidad de poleas y masas excéntricas (14, 15, 16, 17) arrastrando por ello la correa de tipo dentado (13).
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2. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la correa (13) presenta una superficie dentada en una de sus caras.
3. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios motor comprenden dos motores eléctricos independientes (22), estando cada uno de los motores (22) vinculado a cada una de las hileras de dos masas excéntricas.
4. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el motor eléctrico (22) es del tipo asíncrono.
5. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las masas excéntricas (14, 15, 16, 17) están alojadas en una carcasa (23).
6. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el tren de engranajes superior e inferior están alojados en el interior de una carcasa (21).
7. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las poleas secundarias (11, 12) están acopladas a un elemento de soporte (18) desplazable longitudinalmente por medios de accionamiento automatizables.
8. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los medios de accionamiento consisten en un cilindro neumático (20) vinculado a un equipo de control.
9. Mecanismo para un dispositivo vibrador según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el elemento de soporte (18) incluye medios de guiado (19) de modo que se realiza un desplazamiento lineal de éste.
10. Mecanismo para un dispositivo vibrador según las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado por el hecho de que el eje de cada uno de los motores eléctricos independientes (22) está acoplado a una rueda dentada adicional que engrana con una de las ruedas dentadas del tren de engranajes superior e inferior respectivamente, siendo el número de dientes de la rueda dentada adicional superior a cualquiera de las ruedas dentadas restantes.
11. Mecanismo para un dispositivo vibrador según las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado por el hecho de que el eje de cada uno de los motores eléctricos independientes (22) está acoplado al menos a un par de poleas adicionales unidas por una correa, tal que una de las poleas adicionales está vinculada a un correspondiente tren de engranajes.
12. Dispositivo vibrador caracterizado por el hecho de que comprende al menos dos mecanismos de acuerdo con la reivindicación 1, los cuales son unibles entre sí.
13. Dispositivo vibrador según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que los al menos dos mecanismos están alojados en el interior de una única carcasa.
14. Dispositivo vibrador según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que los al menos dos mecanismos están unidos entre sí a través de una de las ruedas dentadas situadas en cada uno de los mecanismos.
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