ES2534401T3

ES2534401T3 - Mecanismo basculante

Info

Publication number: ES2534401T3
Application number: ES11730191.1T
Authority: ES
Inventors: Martin VÖLLNER; Hubertus Frank; Uwe Klinner
Original assignee: IMO Holding GmbH
Current assignee: IMO Holding GmbH
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: DE102010022476A1; BR112012030840A2; JP3201640U; JP2013528759A; EP2577095A1; DE202010016682U1; US20130239722A1; DK2577095T3; EP2577095B1; RU2012157076A; WO2011151046A1; CN103038542A

Abstract

Dispositivo (1) para el accionamiento giratorio de una parte de máquina o de instalación, por ejemplo de una grúa, de un andamio de trabajo en elevación, de un equipo fotovoltaico de seguimiento o de un helióstato o aparato similar para el seguimiento de espejos en el marco de una central de energía térmica solar, etc. frente a un cimiento o un chasis de soporte, por ejemplo de un camión pesado o frente a otra parte de máquina o de instalación, que comprende un engranaje helicoidal, con una carcasa (2), que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, con un tornillo sin fin (3), que es desplazable en rotación manualmente o por un motor de accionamiento, y con una rueda helicoidal (4), que está alojada de forma giratoria en la carcasa (2), estando previsto a ambos lados del dentado de la rueda helicoidal (4) previsto para el engrane con el tornillo sin fin (3), respectivamente, al menos un rodamiento, y que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, que es accesible a través de una escotadura central de la carcasa (2), caracterizado porque en cada caso la zona de la carcasa (2) concéntrica al eje de articulación del dispositivo de accionamiento giratorio (1) está configurada de una sola pieza, siendo el diámetro interior mínimo de la carcasa (2) mayor que el diámetro exterior máximo de la rueda helicoidal (4), y estando fabricada(s) la carcasa (2) y/o la rueda helicoidal (4) como pieza fundida.

Description

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DESCRIPCIÓN

Mecanismo basculante

La invención se refiere a un llamado mecanismo basculante, es decir, a un dispositivo para el accionamiento giratorio de una parte de máquina o de instalación, por ejemplo de una grúa, de un andamio de trabajo en elevación, de un equipo fotovoltaico de seguimiento o de un helióstato o aparato similar para el seguimiento de espejos en el marco de una central de energía térmica solar, etc. frente a un cimiento o un chasis, por ejemplo de un camión pesado o frente a otra parte de máquina o de instalación, que comprende un engranaje helicoidal, con una carcasa, que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, con un tornillo sin fin, que es desplazable en rotación manualmente o por un motor de accionamiento, y con una rueda helicoidal, que está alojada de forma giratoria en la carcasa, estando previsto a ambos lados del dentado de la rueda helicoidal previsto para el engrane con el tornillo sin fin, respectivamente, al menos un rodamiento, y que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, que es accesible a través de una escotadura central de la carcasa.

La carcasa de un dispositivo basculante del tipo indicado al principio sirve, por una parte, para el alojamiento de la rueda helicoidal y del tornillo sin fin por medio de rodamientos; por otra parte, debe rodear de la manera más completa posible la zona dentada de la rueda helicoidal y del tornillo sin fin así como los rodamientos y de esta manera debe impedir, por ejemplo, la penetración de suciedad y otras partículas. Con esta finalidad, las carcasas conocidas tienen, por ejemplo, una pieza de base con una superficie de base en forma de una “D”, extendiéndose el tornillo sin fin paralelamente a la secante de la “D”. Una sección transversal a través de la superficie envolvente de esta pieza de base tiene igualmente una configuración aproximadamente en forma de “D”; sobre ella se coloca después del montaje del tornillo sin fin y de la rueda helicoidal una tapa y se atornilla con la pieza de base. En efecto, en la pieza de base y en la tapa está prevista, respectivamente, una escotadura, con lo que la rueda helicoidal es accesible para la conexión en una parte de máquina o de instalación; no obstante, estas escotadura no son suficientemente grandes para poder inspeccionar el dentado de la rueda helicoidal. Durante una inspección del dentado de la rueda helicoidal debe desmontarse a tal fin en primer lugar la trapa, lo que – como consecuencia de la penetración mutua – es imposible, mientras la rueda helicoidal está conectada con una parte de máquina o de instalación conectada.

El documento CN 101 476 615 A publica una disposición del tipo indicado al principio, en la que, sin embargo, la carcasa está constituida por una pieza en forma de , en la que está atornillado un apéndice que recibe el tornillo sin fin. Además, también aquí están presentes talas en la carcasa en el lado superior y en el lado inferior, que deben desatornillarse en primer lugar durante el desmontaje. De esta manera no es posible aquí ningún acceso fácil al espacio interior de un mecanismo basculante de este tipo.

Lo mismo se aplica también para la patente de los Estados Unidos US 5.834.662 y también para el documento SU 631 436 A1, donde la carcasa de varias partes debe desintegrarse en primer lugar antes de cada desmontaje.

En el documento WO 93/22584 A1 se publica, en efecto, un engranaje helicoidal; sin embargo, la rueda helicoidal no presenta ninguna superficie de conexión en forma de anillo, sino una superficie interior provista con una ranura longitudinal y de esta manera en todo caso se puede fijar en un árbol, pero no en una parte de máquina o de instalación opcional, chasis o cimiento.

A partir de los inconvenientes del estado descrito de la técnica resulta el problema que inicia la invención de desarrollar un dispositivo del tipo indicado al principio para el accionamiento giratorio de una primera parte de máquina o de instalación frente a otra parte de máquina o de instalación, cimiento, chasis o similar, de tal forma que –por ejemplo para una inspección del dentado de la rueda helicoidal – se puede realizar un desmontaje de la carcasa con un gasto lo más reducido posible.

La solución de este problema se consigue porque en cada caso la zona de la carcasa concéntrica al eje de articulación del dispositivo de accionamiento giratorio está configurada de una sola pieza, siendo el diámetro interior mínimo de la carcasa mayor que el diámetro exterior máximo de la rueda helicoidal, y estando fabricada(s) la carcasa y/o la rueda helicoidal como pieza fundida.

Esta medida tiene la finalidad de evitar totalmente una tapa, de manera que un desmontaje de la carcasa no requiere en primer lugar la retirada de una tapa. En su lugar se pueden separar las dos partes – carcasa, por una parte y rueda helicoidal, por otra parte – en dirección axial, con respecto al eje de articulación del mecanismo basculante de acuerdo con la invención, dado el caso después de la retirada previa de partes de los rodamientos. En el caso de una pieza fundida, se puede integrar, es decir, formar integralmente también al menos un apéndice lateral para el alojamiento de un tornillo sin fin (respectivo). Tales formas complejas se pueden fabricar como pieza fundida con reducido gasto de material y de trabajo.

Se ha revelado que es favorable que la rueda helicoidal presente una escotadura central. A través de una escotadura de este tipo se puede reducir la masa y, por lo tanto, también el peso de un dispositivo de acuerdo con la

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invención.

Cuando la escotadura central atraviesa totalmente la rueda helicoidal, se pueden conducir allí en el estado montado, dado el caos, cables u otros conductos desde un cimiento, chasis o similar hacia una parte de la instalación giratoria.

Está en el marco de la invención que el lado interior de la escotadura central en la rueda helicoidal sigue un desarrollo cónico. Tal configuración favorece el desmoldeo de una pieza bruta fabricada como pieza fundida.

Con preferencia, las bandas de rodadura de la rueda helicoidal para los rodamientos están fabricadas a partir del mismo cuerpo de base que su dentado. De esta manera, se puede simplificar adicionalmente el proceso de fabricación.

El entado de la rueda helicoidal se puede adaptar a la sección transversal del tornillo sin fin. Éste es especialmente el caso en una llamada rueda helicoidal globoide, cuya superficie de referencia dentada corresponde a un globoide, es decir, a una superficie, que resulta a través de rotación de un arco circular plano alrededor de un eje, que está en el mismo plano que el arco circular generador propiamente dicho.

La invención prevé, además, que el área mínima de la sección transversal de la rueda helicoidal en la zona de engrane del diente sea menor que su superficie de conexión. Una disposición de este tipo resulta especialmente en el caso de un dentado globoide, cuando el mismo está mecanizado profundizado en el lado frontal circundante redondo de la rueda helicoidal, y tiene la ventaja de que en el caso de una conexión fija máxima en una parte de máquina o de instalación solamente resulta una necesidad mínima de espacio.

Por otra parte, la(s) superficie(s) de conexión de la rueda helicoidal y/o de la carcasa debería(n) ser lisa(s), porque las superficies lisas se pueden fabricar con máxima precisión y, por lo tanto, se puede conseguir un contacto especialmente íntimo con un alto coeficiente de fricción.

Las superficies de conexión de la rueda helicoidal y de la carcasa deberían estar en planos paralelos entre sí, para que ambas sean atravesadas verticalmente de la misma manera por el eje de giro del cojinete.

Para la fabricación de una unión estable con una parte de máquina o de instalación a conectar o con un cimiento o chasis, la invención prevé unos elementos de fijación distribuidos en forma de corona en la superficie de conexión de la rueda helicoidal y/o de la carcasa. Estos elementos de fijación en una, en ambas o en todas las superficies de conexión pueden estar configurados como taladros pasantes o como taladros ciegos provistos con una rosca interior. Cuando en este caso el fondo de un taladro ciego de este tipo se encuentra a la altura de una serie de rodamientos, en la mayoría de los casos se ha encontrado un compromiso óptimo entre la altura mínima de construcción el mecanismo basculante de acuerdo con la invención y la estabilidad mecánica máxima del mismo.

La invención se caracteriza, además, por dos rodamientos inclinados, en particular dos cojinetes de bolas inclinados, que están dispuestos a modo de un rodamiento inclinado doble, con preferencia de un cojinete de bolas inclinado doble. Con preferencia, estos dos rodamientos están tensados entre sí, de manera que en el caso de una carga axial alterna, no resulta ningún desplazamiento relativo entre la rueda helicoidal y la carcasa.

Las vías de rodadura de los rodamientos deberían estar endurecidas, en particular endurecidas en la superficie. A tal fin se ofrece un endurecimiento inductivo, pero también endurecimiento con llama, etc. La invención prefiere en este caso endurecimiento de avance o endurecimiento sin resbalamiento. También es posible una nitruración así como una combinación de tales tratamientos.

De acuerdo con la invención, los cuerpos rodantes o bien las bolas son retenidas en posiciones equidistantes a través de una jaula o varios segmentos de jaula. En este caso, la jaula o los segmentos de jaula pueden presentar una estructura plano del tipo de peine, apuntando los extremos libres de los dientes del peine de ambos rodamientos unos sobre los otros. Una jaula de este tipo se puede introducir posteriormente a través del intersticio del cojinete y se puede retirar de nuevo también por la misma vía, sin que para ello deba desintegrarse el cojinete o bien el mecanismo basculante de acuerdo con la invención. Para que una jaula de este tipo o un segmento de jaula de este tipo no se pueda desprender de forma imprevista, sus dientes de peine pueden presentar recesos, que rodean un cuerpo rodante hasta más allá de su ecuador y, por lo tanto, se pueden encajar elásticamente regularmente sobre los cuerpos rodantes, para ser retenidos allí a continuación en unión positiva.

Otra especificación de diseño de la invención prevé que la anchura interior mínima del intersticio Wmin entre la superficie exterior de la rueda helicoidal y la superficie interior de la carcasa en el estado ensamblado sea igual o mayor que la mitad del diámetro D de un cuerpo rodante Wmin  D/2. De esta manera, se consigue que – antes del llenado de los cuerpos rodantes – la rueda helicoidal se pueda desplazar excéntricamente frente a la carcasa, y en concreto al menos en torno a un valor D/2. De esta manera se abre el intersticio en una zona circunferencial a un valor máximo Wmax  D, y en este lugar se pueden llenar los cuerpos rodantes a continuación posteriormente en las vías de rodadura dispuestas allí, sin que para ello sea necesario un orificio de llenado propio.

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Para que los rodamientos y el dentado dentro del espacio hueco del intersticio se puedan lubricar de forma duradera, el intersticio entre la carcasa y la rueda helicoidal debería estar obturado en ambos lados frontales del cojinete.

En este caso, al menos una junta de estanqueidad de este tipo puede estar configurada como junta de estanqueidad para ejes, en particular como junta de estanqueidad para ejes radiales. Esto tiene la ventaja de que se puede montar y en caso necesario también se puede desmontar posteriormente sin mucho gasto.

Para el incremento de la acción de estanqueidad, al menos una junta de estanqueidad puede disponer de un labio de estanqueidad, que es presionado por medio de un alambre de fijación que se extiende alrededor fijamente en la superficie de entrada de la junta de estanqueidad respectiva, de manera que en determinadas circunstancias se puede utilizar incluso un lubricante líquido como aceite.

Ha dado buen resultado fabricar la carcasa como pieza fundida, de manera que, por ejemplo, se puede fabricar un apéndice lateral en la carcasa para el alojamiento del tornillo sin fin al mismo tiempo en una única etapa de trabajo.

Para facilitar el desmoldeo de una pieza fundida de este tipo se puede asignar a la superficie envolvente exterior de la carcasa que rodea la rueda helicoidal una configuración cónica, dado el caso con nervaduras de refuerzo aplicadas y/o con una pestaña circundante redonda en la zona de la superficie de conexión.

Está en el marco de la invención que en un apéndice lateral de la carcasa está alojado un tornillo sin fin por medio de rodamientos, por ejemplo por medio de cojinetes de rodillos y/o cojinetes de bolas.

La invención ofrece la posibilidad de un reajuste o bien de una reducción al mínimo del juego de los flancos de los dientes entre la rueda helicoidal y el tornillo sin fin. De esta manera debe evitarse un desgaste precoz del dentado de la rueda helicoidal, como se provocaría en otro caso a través del impacto repetido de la zonas dentadas o bien zonas roscadas que están engranadas entre sí.

Una reducción al mínimo de este tipo del juego de los flancos de los dientes se puede conseguir porque la geometría del tornillo sin fin y/o de la rosca helicoidal se modifica en su dirección longitudinal. Por ejemplo, el tornillo sin fin podría presentar una configuración básica ligeramente cónica o cónica, de manera que de acuerdo con cada posición de desplazamiento del tornillo sin fin en su dirección longitudinal su zona de engrane roscado se extiende más o menos dentro del hueco entre dientes de la rueda helicoidal.

En un desarrollo de esta idea, sin embargo, la invención pasa a una disposición, en la que la distancia entre los flancos de la rosca helicoidal se modifica a lo largo de la dirección longitudinal del tornillo sin fin, en particular de acuerdo con una rosca de tornillo sin fin doble. Como consecuencia de los gradientes de la rosca insignificantemente diferentes se modifica la anchura de los dientes o bien la anchura de la elevación de la rosca del tornillo sin fin a lo largo de su dirección longitudinal, Una disposición de este tipo tiene mejores propiedades que la configuración cónica descrita anteriormente del tornillo sin fin, porque la distancia de las partes del engranaje que engranan entre sí no se modifica y, por lo tanto, no hay que temer un gripado.

Por último, corresponde a las enseñanzas de la invención que la posición del tornillo sin fin es variable en su dirección longitudinal. Esto se puede realizar, por ejemplo, porque la posición del tornillo sin fin solamente se ajusta en un lado frontal abierto del apéndice de tornillo sin fin en la carcasa, mientras que en el extremo opuesto del tornillo sin fin solamente está previsto un puro alojamiento radial, sin componente de fuerza de acción axial. En cambio, en el extremo del lado del accionamiento del tornillo sin fin, donde el mismo sale desde la carcasa, está previsto un alojamiento radial y axial combinado, por ejemplo en forma de un alojamiento inclinado de una o más series, con preferencia en forma de un rodamiento inclinado doble, en particular un cojinete de bolas inclinado doble. Entre su soporte de fijación de montaje y la carcasa propiamente dicha se pueden emplazar entonces una o varias arandelas o bien anillos distanciadores, para variar la posición del tornillo sin fin en su dirección longitudinal. Esto se puede realizar ya por primera vez durante la fabricación, en la que el personal de trabajo calcula a modo de ensayo en primer lugar la posición óptima del tornillo sin fin para una pareja de engranajes libres de juego y entonces selecciona e instala el disco distanciador adecuado. Más tarde se puede repetir este proceso después de cada intervalo de mantenimiento o intervalo de inspección.

Otras características, detalles, ventajas y actuaciones sobre la base de la invención se deducen a partir de la siguiente descripción de una forma de realización preferida de la invención así como con la ayuda del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una vista en planta superior sobre un accionamiento giratorio de acuerdo con la invención;

la figura 2 muestra una vista lateral sobre la figura 1;

la figura 3 muestra una sección transversalmente a través del accionamiento giratorio a lo largo de la línea III-III de la figura 2;

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la figura 4 muestra una sección a través de la figura 1 a lo largo de la línea IV-IV;

la figura 5 muestra un detalle V de la figura 4 en una representación ampliada; así como

la figura 6 muestra el detalle VI de la figura 4 en una representación correspondiente a la figura 5.

El dispositivo 1 de acuerdo con la invención para el accionamiento giratorio de una parte de máquina o parte de instalación frente a un cimiento o chasis u otra parte de la instalación presenta una estructura especialmente sencilla, a saber, una carcasa 2, en la que están alojados de forma giratoria un tornillo sin fin 3 y una rueda helicoidal

4.

La vista en planta superior sobre la carcasa 2 según la figura 1 muestra sus dos secciones principales, a saber, una primera sección de la carcasa 6 en forma de anillo, concéntrica al eje de articulación 5 el dispositivo de accionamiento giratorio 1 para el alojamiento de la rueda helicoidal 4 así como una segunda sección de la carcasa 7 extendida recta, que se extiende aproximadamente tangencial a la primera sección de la carcasa 6, para el alojamiento del tornillo sin fin 3.

La representación en sección en la figura 4 permite reconocer la estructura de la sección de la carcasa 6 en forma de anillo. Esta sección tiene una geometría en forma de casquillo, esencialmente sin una placa de base o placa de cierre en el lado inferior y sin una tapa en el lado superior. Como desviación de una geometría puramente en forma de envolvente cilíndrica, en la superficie envolvente exterior 8 se pueden reconocer algunas nervaduras de refuerzo 9 paralelas al eje de articulación, que se ensancha en la sección transversal ligeramente radialmente desde el lado frontal superior del cojinete 10 hasta el lado frontal inferior del cojinete 11 y terminan en el lado frontal inferior del cojinete 11 en un ensanchamiento 12 que se extiende alrededor en forma de pestaña. Gracia a estas nervaduras de refuerzo se puede reducir al mínimo el espesor de la envolvente de la carcasa 6 en forma de anillo propiamente dicha.

Como se ve, además, en la figura 2, un lado frontal de la sección de la carcasa 6 en forma de anillo, con preferencia aquel lado con el ensanchamiento 2 que se extiende alrededor en forma de pestaña, sirve como superficie de conexión plana 13, en la que se puede conectar una parte de la instalación o de la máquina, cimiento, chasis o similar. Para la conexión con tal parte de la instalación, etc. sirven varios taladros, practicados distribuidos en forma de corona en esta superficie de conexión 13, paralelos al eje de articulación 5 el dispositivo de accionamiento giratorio 1, en particular taladros ciegos 14 con rosca interior. Para alojar estos taladros ciegos 14, la extensión paralela al eje de articulación 5 del ensanchamiento 12 que se extiende alrededor en forma de pestaña es mayor que la profundidad de los taladros ciegos 14, por ejemplo una vez y media mayor o todavía mayor.

La rueda helicoidal 4 dispone de una escotadura central 15 concéntrica al eje de articulación 5 y dispone, por lo tanto, de la misma manera que una geometría en forma de casquillo sin elevaciones o cavidades radiales grabadas en su superficie envolvente interior o exterior 16, 17. La superficie envolvente interior 16 es ligeramente cónica, lo que favorece la fabricación de la rueda helicoidal como pieza fundida y en este caso especialmente su desmoldeo. En este caso, la zona estrechada de la escotadura central 15 se encuentra en el estado ensamblado con preferencia en dirección axial frente al ensanchamiento 12 en forma de pestaña de la sección de carcasa 6 en forma de anillo – es decir, en el lado frontal opuesto del cojinete – y lleva una superficie frontal plana, que sirve como superficie de conexión 18 para una parte de la instalación, etc. Para la conexión con una parte de la instalación, etc., esta superficie de conexión 18 presenta varios taladros dispuestos distribuidos en forma de corona alrededor del eje de articulación 5, en particular taladros ciegos 19 paralelos al eje de articulación 5, respectivamente, con una rosca interior. La profundidad de los taladros ciegos 19 en la rueda helicoidal 4 corresponde con preferencia aproximadamente a la profundidad de los taladros ciegos 14 en la sección de la carcasa 6 en forma de anillo.

La rueda helicoidal 4 tiene aproximadamente la misma extensión paralela al eje que la carcasa 2, pero está desplazada en una medida insignificante en dirección axial frente a ésta, de manera que en cada caso la superficie de conexión 13, 18 respectiva pasa ligeramente sobre el lado frontal del otro elemento respectivo – rueda helicoidal 4 o bien carcasa 2 -, de manera que durante la conexión con una superficie de conexión plana de una parte de la instalación, etc. , se excluye una fricción longitudinal de lamparte 4, 2 giratoria frente a ella.

Entre el lado interior 20 de la parte de la carcasa 6 en forma de anillo, por una parte, y la superficie envolvente exterior 17 de la rueda helicoidal 4 existe un intersticio 21, de manera que se pueden girar estas partes una frente a la otra.

Para el alojamiento giratorio de la rueda helicoidal 4 dentro de la sección de la carcasa 6 en forma de anillo están dispuestos en el intersticio 21 dos rodamientos 22, 23, uno de los cuales está dispuesto cerca del lado frontal superior del cojinete 10, el otro está dispuesto en la zona el lado frontal inferior el cojinete 11.

Los rodamientos 22, 23 se representan realzados en las figuras 5, 6, para poder reconocer mejor la estructura interior. Puesto que los dos rodamientos 22, 23 presentan una estructura esencialmente idéntica, se pueden

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describir a continuación en común.

En ambos casos se trata de un cojinete de bolas, es decir, de rodamientos 22, 23 con cuerpos rodantes 24 en forma de bolas con un diámetro D. Ambos rodamientos 22, 23 son rodamientos inclinados o bien cojinetes de bolas inclinados con un valor del ángulo de soporte || de 20º o más, por ejemplo de aproximadamente 45º. Los ángulos de soporte  de ambos cojinetes de bolas inclinados 22, 23 están opuestos entre sí, es decir, una vez positivo, una vez negativo, es decir con preferencia , de manera que uno de los cojinetes 22 puede absorber fuerzas de presión axiales, el otro cojinete 23 puede absorber fuerzas de tracción axiales. Además, los dos cojinetes de bolas inclinados 22, 23 están pretensados entre sí, de manera que a falta de un juego en dirección axial en el caso de cambios de carga entre solicitación de tracción axial y solicitación de presión axial, no resulta ningún movimiento relativo entre la rueda helicoidal 4 y la carcasa 2.

Una particularidad de los cojinetes 22, 23 es que las vías de rodadura 25, 26 están mecanizadas – en particular fresadas -directamente en el cuerpo de base (fundido) del elemento respectivo – carcasa 2 o rueda helicoidal 4. Además, estas vía de rodadura 25, 26 están endurecidas con preferencia en la superficie, para poder soportar la carga considerable a través de sobre-rodadura múltiple por parte de los cuerpos rodantes 24 en forma de bolas durante un periodo de tiempo lo más largo posible sin fenómenos de desgaste reconocibles.

La anchura W del intersticio 21 puede variar en dirección axial, como se deduce a partir de la figura 4. No obstante, la anchura mínima del intersticio Wmin a lo largo de todo el intersticio 21 es al menos igual o mayor que la mitad del diámetro D de un cuerpo rodante 24:

Wmin  D/2.

De esta manera, se asegura que la rueda helicoidal 4 se pueda desplazar excéntricamente dentro de la carcasa 2 en torno al menos a d/2, mientras los cuerpos rodantes 24 no están posicionados todavía en el intersticio 21. A través de un desplazamiento de este tipo se abre el intersticio 21 en un lado: W  D/2 + D/2 = D, mientras que se cierra en la zona diametralmente opuesta: D = D/2 – D/2 = 0. Ahora se pueden introducir en el lugar abierto al máximo del intersticio 21 los cuerpos rodantes 24 hasta la zona de las vía de rodadura 25, 26. Si esto sucede, se distribuyen los cuerpos rodantes 24 en dirección circunferencial hasta que finalmente se encuentran en posiciones equidistantes, de manera que la rueda helicoidal 4 pasa de nuevo a una posición concéntrica a la sección de la carcasa 6 en forma de anillo. En estas posiciones equidistantes se mantienen finalmente los cuerpos rodantes 24 por medio de una jaula 27

o varios segmentos de jaula por cada rodamiento 22, 23. Con preferencia, la jaula 27 tiene una estructura del tipo de peine con una abrazadera trasera o dorso 28 y con nervaduras 29 que se proyectan a modo de los dientes de un peine dentro de una superficie común desde allí aproximadamente paralelos entre sí.

Como consecuencia del procedimiento de inserción descrito, sin embargo, el número Z de los cuerpos rodantes 24 por cada cojinete 22, 23 es claramente menor que el valor máximo teórico Z = U/D con la periferia circular de rodadura U, a saber, Z  0,8 * U/D, en particular Z  0,6 * U/D. Con Z = ½ * U/D, dos cuerpos rodantes vecinos tienen aproximadamente una distancia a en el orden de magnitud de su diámetro D: a = D. Por este motivo, las nervaduras 29 de la jaula 27 tienen una extensión relativamente grande en la dirección longitudinal del dorso de la jaula 28. En medio se encuentran cavidades para el alojamiento de los cuerpos rodantes 24, que siguen una curva circular, con preferencia a lo largo de un ángulo central de más de 180º, con respecto al punto medio del cuerpo rodante 24 respectivo. En una geometría de este tipo, las nervaduras 24 en el caso de acoplamiento sobre los cuerpos rodantes 24 pre-posicionados deben estar en condiciones de deformarse dentro de su plano. Para posibilitar esto, está previsto, además, que las nervaduras 29 de la jaula 27 presenten entre dos cavidades vecinas para el alojamiento de un cuerpo de rodadura respectivo, al menos en cada caso una ranura, que presta una medida elevada de flexibilidad a la jaula 27.

Los dos cojinetes 22, 23 se pueden lubricar tanto con grasa como también con aceite, de manera que para la prevención del desgaste y del gripado, el lubricante puede contener lubricantes sólidos metálicos o no metálicos. Para retener el lubricante dentro del intersticio 21 y al mismo tiempo proteger contra una contaminación a través de la penetración de suciedad y otras partículas, el intersticio 21 está obturado en la zona de los dos lados frontales del cojinete 10, 11 más allá de los dos rodamientos 22, 23.

También estas obturaciones 30 pueden presentar las mismas estructuras, lo que no es, sin embargo, obligatorio.

Las obturaciones 30 representadas están fijadas, respectivamente, en la carcasa 2, en particular dentro de un ensanchamiento del tipo de garganta del lado interior de la carcasa 20 dirigido hacia el intersticio 21. Con esta finalidad, disponen en cada caso de un núcleo 32 incrustado en el material de estanqueidad eléctrico 31 en forma de un perfil metálico, en particular con sección transversal en forma de L, de manera que los brazos, que se extienden aproximadamente en ángulo recto entre sí, de este perfil en L 32 se estabilizan mutuamente en la posición y al mismo tiempo presionan la zona trasera del material de estanqueidad eléctrico 31 en el lado interior de la carcasa

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Además, una o bien cada estanqueidad 30 dispone, respectivamente, de uno o varios labios de estanqueidad 33, 34, que arrancan en la superficie envolvente exterior 17 de la rueda helicoidal 4. El labio de estanqueidad principal 33 dirigido hacia el intersticio 21 se encuentra en un apéndice35 aproximadamente en forma de V en la sección transversal del material de estanqueidad eléctrico 31 en la zona del extremo radialmente interior del brazo, que se extiende transversalmente a la dirección del intersticio, del núcleo 32 en forma de L, y en concreto en el flanco de este brazo del núcleo que está dirigido hacia el intersticio. La punta del apéndice 35 en forma de V en la sección transversal forma el labio de estanqueidad principal 33 y apunta radialmente hacia dentro hacia el eje de articulación

5. En el flanco radialmente más exterior, el apéndice 35 en forma de V forma una garganta, en la que encuentra espacio un alambre de fijación 36, con lo que el labio de estanqueidad 33 es pretensado adicionalmente hacia dentro, hacia la rueda helicoidal 4.

Un segundo labio de estanqueidad exterior 34 sirve sobre todo como obturación contra el polvo y deben mantener las partículas entrantes alejadas del labio de estanqueidad principal 33.

En la zona de la superficie envolvente exterior 17 de la rueda helicoidal 4 entre los dos rodamientos 22, 23 está previsto un dentado exterior 37 con una serie circundante redonda de dientes 38 para el engrane con la rosca 39 del tornillo sin fin 3. La zona del dentado 37 puede estar configurada en este caso similar a una rueda globoide, es decir, como una rueda dentada, cuya superficie de referencia dentada es un globoide, es decir, un cuerpo de rotación, cuya superficie envolvente es generada a través de la rotación de un arco circular alrededor de un eje que se encuentra en el plano del círculo. Esto tiene la ventaja de que una parte máxima de un diente 38 entra en contacto con el tornillo sin fin 3; como consecuencia de la superficie de contacto incrementada se pueden transmitir fuerzas o bien momentos de torsión mayores. No obstante, en determinadas circunstancias, podría utilizarse también una rueda dentada recta con dientes rectos, si las fuerzas o bien los momentos de torsión a transmitir con ello son suficientes.

El tornillo sin fin 3 que engrana allí está configurado con preferencia como tornillo sin fin cilíndrico. No obstante, también es posible utilizar un tornillo sin fin globoide, cuya superficie de referencia provista con rosca es un globoide.

Además, el tornillo sin fin 3 puede estar provisto con un dentado simple, de manera que los dos flancos del gradiente de la rosca, es decir, el flanco delantero y el flanco trasero en la dirección longitudinal del tornillo sin fin 3 presentan los mismos módulos o bien los mismos gradientes, de manera que la geometría de la sección transversal no se modifica en este desarrollo.

Esta geometría es fácil de fabricar; sin embargo, en este caso no existe con frecuencia ninguna posibilidad de compensar o ajustar el juego de los flancos de los dientes. En cambio, la invención prevé que el juego de los flancos de los dientes el mecanismo de tornillo sin fin, es decir, el juego entre el tornillo sin fin 3 y la rueda helicoidal 4, sea regulable y/o ajustable posteriormente. Esto se puede realizar de una manera muy elegante a través de la utilización de un tornillo sin fin 3 con un llamado dentado doble. Esta estructura se caracteriza porque los dos flancos del gradiente de la rosca, es decir, el flanco delantero y el flanco trasero en la dirección longitudinal del tornillo sin fin 3, presentan módulos o bien gradientes ligeramente diferentes, de manera que la geometría de la sección transversal de la rosca el tornillo sin fin se modifica continuamente en su desarrollo.

A través de un desplazamiento longitudinal del tornillo sin fin 3 a lo largo de su eje longitudinal se pueden llevar, por lo tanto, zonas de la elevación de la rosca con diferente anchura a engrane con la rueda helicoidal 4, con lo que se puede ajustar con precisión el juego de los flancos del diente.

Con preferencia, en este caso la zona con sección transversal más estrecha de la elevación de la rosca se encuentra en el extremo libre 40 del tornillo sin fin 3, es decir, en el extremo no accionado del tornillo sin fin 3. De esta manera es posible insertar el tornillo sin fin 3, respectivamente, en la sección cilíndrica de la carcasa 7 hasta que el juego de los flancos del diente desaparece totalmente, pero precisamente no aparece todavía ninguna fricción elevada o ni siquiera sujeción. En esta posición, se puede alojar entonces el tornillo sin fin 3.

A tal fin sirve el alojamiento de tornillo sin fin representado en la figura 3.

El extremo delantero o bien libre 40 del tornillo sin fin 3 está configurado cilíndrico y está realizado más largo que el rodamiento 41 dispuesto allí, por ejemplo un cojinete de agujas. De esta manera se puede regular el tornillo sin fin 3 frente a su rodamiento 41 en su dirección longitudinal.

El extremo trasero o bien extremo accionado 42 del tornillo sin fin 3 presenta un escalón 43 entre una zona próxima más gruesa 44 y una zona distante estrechada 45 que se conecta en ella. Sobre ésta se acopla hasta que se apoya en el escalón 43 un rodamiento 46 por ejemplo de dos series, por ejemplo un cojinete de bolas inclinado doble. A nivel con el lado frontal del lado de accionamiento de este rodamiento 46 está insertado un anillo de seguridad 48 en una zona punción 47 circundante redonda en forma de ranura o en forma de muesca en la zona ondulada estrechada 45, de manera que el rodamiento 46 está fijado de forma no desplazable en dirección axial sobre el árbol del tornillo sin fin 3.

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Tal(es) anillo(s) exterior(es) del rodamiento 46 de una o más series está(n) alojado(s) en un casquillo 49 y está(n) fijado(s) allí de manera similar de forma no desplazable en dirección axial. Por ejemplo, el casquillo 49 dispone con esta finalidad en su extremo interior de un collar 50 que se proyecta hacia dentro, mientras que a nivel con el lado frontal del lado del accionamiento de este rodamiento 46 está prevista una punción 51 circundante redonda en el lado interior 52 del casquillo 49 para el alojamiento de un segundo anillo de seguridad 53, con lo que el rodamiento 46 está unido de manera no desplazable en dirección axial con el casquillo 49.

Este caquillo 49, por su parte, se conecta, por ejemplo se enrosca con el lado frontal abierto 54 de la parte de la carcasa 7 extendida alargada. Con esta finalidad se puede prever en el extremo periférico o bien exterior 55 del casquillo 49 un collar 56 que se proyecta radialmente hacia fuera. Allí están distribuidos en forma de corona unos taladros de fijación 57 paralelos al eje longitudinal del árbol del tornillo sin fin 3. Éstos están alineados en cada caso con un taladro ciego 58 provisto con rosca interior en el lado frontal 54 de la parte de la carcasa 7 extendida alargada y sirven para el paso de tornillos de fijación 59. Puesto que entre el collar 56 del caquillo 49 y el lado frontal 54 de la parte de la carcasa 7 extendida alargada se insertan anillos distanciadores 60 de diferente espesor, se puede variar la posición axial del casquillo 49 y con ello también del árbol del tornillo sin fin 3.

A través de la utilización descrita anteriormente de un tornillo sin fin doble 3, en el que los dos flancos de los dientes de la rosca presentan módulos o bien gradientes ligeramente diferentes, resultan ángulos de gradientes diferentes para los dos flancos de los dient4es, de manera que el espesor del diente o bien el hueco entre dientes se modifica continuamente sobre la anchura del dentado del tornillo sin fin. Los espesores de los dientes y los huecos entre los dientes en la periferia de la rueda helicoidal 4 permanecen, en cambio, constantes. En la rueda helicoidal 4, los diferentes módulos del tornillo sin fin 3 conducen a diferentes diámetros del círculo de rodadura y con ello a formas de los flancos que se diferencian entre sí para los flancos delanteros y los flancos traseros.

El juego de los flancos de los dientes se puede ajustar de esta manera a través de desplazamiento axial del tornillo sin fin 3 a cualquier valor discrecional y se puede regular posteriormente de forma fina y sin escalonamiento, sin que se modifiquen en una medida decisiva las relaciones de engrane del dentado 37. Un efecto similar se puede conseguir a través de un tornillo sin fin 3, cuya superficie de referencia se puede cortar ligeramente cónica.

A través del alojamiento regulable en dirección axial del árbol del tornillo sin fin se puede regular posteriormente el juego de giro del tornillo sin fin también cuando el mecanismo de articulación 1 está montado fijamente en una instalación. El ajuste posterior se realiza a través de un casquillo 49 desplazable, que está fijado sobre un anillo distanciador, de acuerdo con la altura del anillo distanciador o bien de los discos de ajuste se puede modificar las posición del tornillo sin fin 3.

Además, el tornillo sin fin 3 se puede extraer y/o sustituir para fines de control a lo largo de su eje longitudinal fuera de la carcasa 2.

Típicamente, la carcasa 2 y/o la rueda helicoidal 4 están constituidas de un material fundido endurecible, por ejemplo GGG-50.

La invención se puede desarrollar de múltiples maneras.

Por ejemplo, para el alojamiento de la rueda helicoidal 4 puede estar previsto un cojinete de bolas o cojinete de rodillos de una o más series, con preferencia como cojinete de bolas de cuatro puntos o inclinado de dos series, también en la variante como cojinete de rodillos es posible el llenado de los cuerpos rodantes sobre el intersticio 21.

En un sistema de vía de rodadura de varia series, el dentado de la rueda helicoidal 37 no tiene que estar entre las vías de rodadura del cojinete 22, 23, sino que podría estar también sobre un lado de las mismas.

Si deben transmitirse cargas muy altas, se puede llenar el sistema de vía de rodadura también sobre taladros de llenado en la carcasa 2 o en la rueda helicoidal 4, de manera que se puede realizar un número mayor de cuerpos rodantes. El taladro de llenado se cierra entonces con un tapón y se asegura con un pasador o similar. De esta manera se pueden introducir más cuerpos rodantes, que proporcionan una capacidad de soporte estática y dinámica más alta. Los cuerpos rodantes se mantienen entonces a una distancia estrecha sobre una jaula adecuada o con piezas intermedias.

Para la elevación de su capacidad de soporte se someten las superficies de las vías de rodadura el cojinete 25, 26 a un tratamiento térmico como endurecimiento inductivo o endurecimiento de aplicación; también es posible nitración o similar así como también una combinación de endurecimiento y nitración.

Además, las vías de rodadura 25, 26 pueden estar configuradas en segmentos en forma de anillo con preferencia endurecidos, que están insertados en una ranura o escotadura correspondiente. El ajuste del juego o bien de una tensión previa en el sistema de vía de rodadura se realiza a través de la selección de cuerpos rodantes con diámetro correspondiente, pudiendo utilizarse en sistemas de varia series para diferentes series de cuerpos rodantes también

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cuerpos rodantes de diferente tamaño.

La rueda helicoidal 4 lleva un dentado de rueda helicoidal 37 sobre su periferia, que puede ser en el diámetro también insignificantemente mayor que el diámetro exterior de las zonas restantes de la rueda helicoidal 4. No obstante, también una zona dentada 37 dado el caso realzada debe ser siempre igual o menor que el diámetro interior que el diámetro interior de la carcasa 2.

Para fines de control, también puede estar prevista una tapa roscable en la carcasa 2 frente al lado de conexión del motor 54. Allí para el registro de las rotaciones del tornillo sin fin 3 puede estar colocado un dispositivo de medición. Además, sería posible utilizar para la determinación de la posición los dientes de la rueda helicoidal 4, que se extienden por delante de la carcasa 2, u otras marcas colocadas allí. Esto se puede realizar, por ejemplo, por vía inductiva por medio de un taladro en la carcasa 2, en el que se podría disponer, por ejemplo, un conmutador de proximidad inductivo. En tal caso, una o varias marcas adicionales o dientes especialmente marcados podrían servir para la determinación de la posición de punto cero.

Lista de signos de referencia

1: Dispositivo

2: Carcasa

3: Tornillo sin fin

4: Rueda helicoidal

5: Eje de articulación

6: Sección de la carcasa

7: Sección de la carcasa

8: Superficie envolvente

9: Nervadura de refuerzo

10: Lado frontal del cojinete

11: Lado frontal del cojinete

12: Ensanchamiento del tipo de pestaña

13: Superficie de conexión

14: Taladro ciego

15: Escotadura

16: Superficie envolvente

17: Superficie envolvente

18: Superficie de conexión

19: Taladro ciego

20: Lado interior

21: Intersticio

22: Rodamiento

23: Rodamiento

24: Rodamiento

25: Vía de rodadura

26: Vía de rodadura

27: Jaula

28: Dorso

29: Nervadura

30: Junta de estanqueidad

31: Material de estanqueidad

32: Núcleo

33: Labio de estanqueidad

34: Labio de estanqueidad

35: Apéndice

36: Alambre de sujeción

37: Dentado exterior

38: Diente

39: Rosca

40: Extremo libre

41: Rodamiento

42: Extremo accionado

43: Escalón

44: Zona gruesa

45: Zona estrechada

46: Rodamiento

47: Punción

48: Anillo de seguridad

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49: Casquillo

50: Collar

51: Punción

52: Lado interior

5: 53 Anillo de seguridad

54: Lado frontal

55: Extremo

56: Collar

57: Taladro de fijación

10: 58 Taladro ciego

59: Tornillo de fijación

60: Anillo distanciador

Claims

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REIVINDICACIONES

1.-Dispositivo (1) para el accionamiento giratorio de una parte de máquina o de instalación, por ejemplo de una grúa, de un andamio de trabajo en elevación, de un equipo fotovoltaico de seguimiento o de un helióstato o aparato similar para el seguimiento de espejos en el marco de una central de energía térmica solar, etc. frente a un cimiento

o un chasis de soporte, por ejemplo de un camión pesado o frente a otra parte de máquina o de instalación, que comprende un engranaje helicoidal, con una carcasa (2), que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, con un tornillo sin fin (3), que es desplazable en rotación manualmente o por un motor de accionamiento, y con una rueda helicoidal (4), que está alojada de forma giratoria en la carcasa (2), estando previsto a ambos lados del dentado de la rueda helicoidal (4) previsto para el engrane con el tornillo sin fin (3), respectivamente, al menos un rodamiento, y que presenta una superficie de conexión para la conexión en una parte de máquina o de instalación, chasis o cimiento, que es accesible a través de una escotadura central de la carcasa (2), caracterizado porque en cada caso la zona de la carcasa (2) concéntrica al eje de articulación del dispositivo de accionamiento giratorio (1) está configurada de una sola pieza, siendo el diámetro interior mínimo de la carcasa (2) mayor que el diámetro exterior máximo de la rueda helicoidal (4), y estando fabricada(s) la carcasa (2) y/o la rueda helicoidal (4) como pieza fundida.
2.-Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda helicoidal (4) presenta una escotadura central (15), de manera que la escotadura central (15) atraviesa con preferencia totalmente la rueda helicoidal (4) y de manera que con preferencia el lado interior (16) de la escotadura central (15) sigue un desarrollo cónico en la rueda helicoidal (4).
3.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las vías de rodadura (25, 26) de la rueda helicoidal (4) para los cuerpos rodantes (2) están fabricadas a partir del mismo cuerpo de base que su dentado (37).
4.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dentado (37) de la rueda helicoidal (4) está adaptado a la sección transversal del tornillo sin fin (3), en particular a través de una configuración como dentado globoide.
5.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el área mínima de la sección transversal de la rueda helicoidal (4) en la zona de engrane del diente es menor que su superficie de conexión (18).
6.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la(s) superficie(s) de conexión (13, 18) de la carcasa (2) y/o de la rueda helicoidal (4) es (son) lisa(s), estando con preferencia la(s) superficie(s) de conexión (13, 18) de la carcasa (2) y de la rueda helicoidal (4) en planos paralelos entre sí.
7.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la(s) superficie(s) de conexión (13, 18) de la carcasa (2) y/o de la rueda helicoidal (4) están previstos unos elementos de fijación distribuidos en forma de corona para la fijación en una parte de máquina o de instalación o en un cimiento o chasis, estando configurados con preferencia los elementos de fijación en una, en ambas o en todas las superficies de conexión (13, 18) como taladros pasantes o con talaros ciegos (13, 19) provistos con una rosca interior, de manera que especialmente el fondo de un taladro ciego (14, 19) se encuentra a la altura de una serie de cuerpos rodantes (24).
8.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por dos rodamientos inclinados (22, 23), en particular do cojinetes de bolas inclinados, que están dispuestos a modo de un rodamiento inclinado doble, con preferencia de un cojinete de bolas inclinado doble.
9.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las vías de rodadura (25, 26) de los rodamientos (22, 23) están endurecidas, en particular endurecidas en la superficie.
10.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cuerpos rodantes (24) o bien las bolas se mantienen en posiciones equidistantes por medio de una jaula (27) o varios segmentos de jaula, presentando con preferencia la jaula (27) o los segmentos de jaula una estructura lisa del tipo de peine, de tal manera que los extremos libres de los dientes de peine (29) de ambos rodamientos (22, 23) apuntan unos hacia los otros.
11.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura mínima (Wmin) del intersticio interior (21) entre la superficie frontal dispuesta radialmente hacia fuera de la rueda helicoidal (4) y la superficie interior (20) de la carcasa (2, 6) es igual o mayor que la mitad del valor del diámetro (D) de un cuerpo rodante (24):

Wmin  D/2.

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12.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el intersticio (21) entre la carcasa (2, 6) y la rueda helicoidal (4) está obturado en ambos lados frontales del cojinete (10, 11), de manera que con preferencia al menos una junta de estanqueidad (30) está configurada como junta de estanqueidad para ejes radiales, y/o en el que con preferencia al menos una junta de estanqueidad (30) dispone de un labio de

5 estanqueidad (33), que es presionado por medio de un alambre de fijación (36) que se extiende alrededor fijamente en la superficie de entrada de la junta de estanqueidad respectiva.
13.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie envolvente exterior (8) de la parte de la carcasa (6) que rodea la rueda helicoidal (4) sigue un desarrollo cónico, dado el caso con nervaduras de refuerzo (9) aplicadas y/o con un ensanchamiento (12) circundante del tipo de

10 pestaña, con preferencia en la zona de una superficie de conexión (13).
14.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la carcasa (2, 6) está previsto un apéndice lateral (7) para el alojamiento del tornillo sin fin (3), en el que con preferencia el tornillo sin fin (3) está alojado por medio de rodamientos (41, 46) en el apéndice lateral de la carcasa (7), y/o en el que con preferencia la posición del tornillo sin fin (3) dentro del apéndice lateral de la carcasa (7) es variable en su dirección

15 longitudinal.
15.-Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la geometría del tornillo sin fin (3) y/o de la rosca helicoidal se modifica en la dirección longitudinal del tornillo sin fin (3), de manera que con preferencia se modifica la distancia entre los flancos de la rosca helicoidal a lo largo de la dirección longitudinal del tornillo sin fin (3).

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