ES2622838T3 - Accionamiento lineal electromecánico - Google Patents

Accionamiento lineal electromecánico Download PDF

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Abstract

Accionamiento lineal electromecánico con una carcasa (10) y con, al menos, un vástago de pistón (16) que atraviesa una tapa de carcasa (11) frontal por un paso, sobresale de la carcasa (10) por un lado y está sustentado por un elemento de empuje (15) dispuesto de forma longitudinalmente desplazable en el interior de la carcasa (10), estando sustentado el elemento de empuje (15) para su desplazamiento por una biela motriz accionada mediante un accionamiento y estando dispuesto el vástago de pistón (16) excéntricamente respecto a la biela motriz, caracterizado por que el elemento de empuje (15) que sustenta el al menos un vástago de pistón (16) está conducido con respecto a la carcasa (10) con una protección contra giro de transmisión de fuerza, configurada mediante elementos de guía que encajan entre sí, dispuestos en cada caso en la carcasa (10) y en el elemento de empuje (15).

Description

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DESCRIPCION
Accionamiento lineal electromecanico
La invencion se refiere a un accionamiento lineal electromecanico con una carcasa y con, al menos, un vastago de piston que atraviesa una tapa frontal de la carcasa por un paso, sobresale de la carcasa por un lado y esta sustentado por un elemento de empuje dispuesto de forma longitudinalmente desplazable en el interior de la carcasa, estando sustentado el elemento de empuje para su desplazamiento por una biela motriz accionada mediante un accionamiento y estando dispuesto el vastago de piston excentricamente respecto a la biela motriz.
Un accionamiento lineal electromecanico para producir movimientos de avance con traslacion con las caracteristicas anteriormente citadas se conoce por el documento EP 1 496 600 A2. En la carcasa esta alojada una biela motriz giratoria bajo el efecto de un accionamiento configurado como estator y rotor en las dos tapas de carcasa que cierran la carcasa. Sobre la biela motriz provista de una rosca exterior esta conducida una tuerca como elemento de empuje, que esta unida firmemente con un tirante de accionamiento con forma de horquilla, cuyos brazos de horquilla forman dos vastagos de piston dispuestos excentricamente respecto a la biela motriz, que atraviesan la tapa de carcasa asignada por pasos respectivos. Al girar la biela motriz, la tuerca que forma el elemento de empuje se desplaza sobre la rosca exterior de la biela motriz y causa asi que los vastagos de piston salgan o entren.
El accionamiento lineal conocido conlleva la desventaja de que los vastagos de piston se apoyan en los pasos de la tapa de la carcasa cuando la tuerca se desplaza, de modo que los pasos hacen de proteccion contra giro para el accionamiento al igual que la carga unida a los vastagos de piston, lo que va unido a un esfuerzo correspondiente de los vastagos de piston o los pasos en las tapas de carcasa.
La invencion, por lo tanto, tiene el objetivo de perfeccionar un accionamiento lineal con las caracteristicas genericas mencionadas al principio de modo que este reducido el esfuerzo de los vastagos de piston y/o de la tapa de la carcasa por la carga que se va a mover.
La solucion para este objetivo se obtiene, inclusive configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion, a partir del contenido de las reivindicaciones que siguen a esta description.
Con respecto a esto, la invencion preve que el elemento de empuje que sustenta el al menos un vastago de piston este conducido con respecto a la carcasa con una proteccion contra giro de transmision de fuerza, configurada mediante elementos de guia que encajan entre si, dispuestos respectivamente en la carcasa y en el elemento de empuje. A la invencion va unida la ventaja de que el elemento de empuje esta conducido con proteccion contra giro frente a la carcasa, de modo que los grandes pares de torsion aportados a traves de la carga y los vastagos de piston al elemento de empuje o a traves de la biela motriz se pueden recibir por el elemento de empuje y se puedan desviar a la carcasa. Dado que el elemento de empuje es conducido y sujetado en el lugar de la transmision de fuerza a la carcasa, la longitud efectiva de la biela motriz queda considerablemente reducida entre su alojamiento y el elemento de empuje con vistas a los casos concebibles de dobladuras debido a grandes cargas. Ya que el vastago de piston o los vastagos de piston no sirven para la proteccion contra giro, finalmente de manera ventajosa el vastago de piston o los vastagos de piston pueden estar conducidos en cojinetes de vastagos de piston no cargados adicionalmente, por ejemplo, en forma de cojinetes de deslizamiento, en la tapa de la carcasa y aprovecharse para transmitir fuerzas muy grandes.
Segun un ejemplo de realization de la invencion, en primer lugar puede estar previsto en una configuration sencilla que la proteccion contra giro conste de, al menos, un saliente a modo de liston en la pared interior de la carcasa y de, al menos, una ranura configurada en el elemento de empuje, que da cabida de forma adecuada al saliente.
Segun un ejemplo de realizacion modificado de la invencion puede estar previsto que la proteccion contra giro conste de, al menos, un carril de guia fijado a la pared interior de la carcasa y de, al menos, un carro de guia dispuesto en el elemento de empuje, pudiendo estar guiado el carro de guia en el carril de guia mediante medios de guia adicionales que reducen la friction, que, segun los ejemplos de realizacion de la invencion, pueden constar de una guia de rodillos o de bolas. Con ello se consigue una marcha suave durante el movimiento del elemento de empuje accionado por el husillo roscado en la carcasa.
Dado que en una forma de realizacion alternativa de la invencion esta previsto que la proteccion contra giro conste de, al menos, una barra de guia, fijada por los dos lados a la tapa frontal de la carcasa, que esta alojada en un soporte de guia configurado en el elemento de empuje, a esta proteccion contra giro, colocada en el interior de la carcasa, que presenta una gran estabilidad gracias a la fijacion a ambos lados de las barras de guia en las tapas de la carcasa va unida la ventaja de que solo pueden surgir angulos de giro extremadamente pequenos. Por lo tanto, el accionamiento lineal segun la invencion es adecuado para tareas de posicionamiento precisas con respecto a la carga util que afecta al vastago de piston o a los vastagos de piston. En este sentido se puede mejorar la capacidad de deslizamiento del elemento de empuje en la carcasa, dado que en el elemento de empuje esta dispuesto, al menos, un casquillo de guia que contiene la barra de guia como soporte de guia, que puede estar realizado como casquillo de deslizamiento o, como alternativa, como casquillo de bolas. Es ventajoso cuando, en una distribution
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simetrica respecto al eje longitudinal del husillo roscado, en el elemento de empuje esta dispuesta una multitud de barras de guia y soportes de guia o casquillos de guia dispuestos correspondientemente.
Para la realizacion de la invencion basta con colocar un vastago de piston en el elemento de empuje. Segun un ejemplo de realizacion de la invencion, sin embargo, puede estar previsto que una multitud de vastagos de piston que sobresalen de la carcasa este dispuesta en el elemento de empuje. Para ello, son suficientes dos vastagos de piston para implementar la invencion. Sin embargo, tambien pueden estar previstos mas de dos vastagos de piston en una disposicion discrecional en relacion con la biela motriz.
Segun un ejemplo de realizacion de la invencion esta previsto preferentemente que los varios vastagos de piston esten previstos en una disposicion simetrica en relacion con la biela motriz. Con esto se descarta de forma ventajosa la aparicion y el efecto de pares de vuelco en los componentes del accionamiento lineal electromecanico.
Segun un ejemplo de realizacion de la invencion esta previsto que la biela motriz este alojada, de una manera conocida en si por el documento EP 1 496 600 A2, por los dos lados en las tapas de la carcasa que cierran los lados frontales de la carcasa.
Dado que en una configuracion de la biela motriz como accionamiento por husillo el numero de revoluciones del husillo roscado queda determinado, por lo general, por su longitud en voladizo, es decir, la distancia de soporte de sus apoyos finales, segun un ejemplo de realizacion de la invencion esta previsto que el husillo roscado este apoyado entre sus apoyos finales en las tapas de carcasa mediante, al menos, otro cojinete dispuesto en el interior de la carcasa; a esto va unida la ventaja de un aumento del numero de revoluciones que se hace posible por ello.
El concepto de acuerdo con la invencion se puede implementar, segun los ejemplos de realizacion de la invencion, en los conceptos de accionamiento descritos al principio y pertenecientes al estado de la tecnica, en concreto tanto en el mecanismo de accionamiento estructurado a modo de un motor lineal como en el mecanismo de accionamiento configurado como accionamiento por husillo. Especialmente en un accionamiento por husillo como mecanismo de accionamiento surte su efecto el aspecto de acuerdo con la invencion de un alojamiento del husillo roscado por los dos lados en las dos tapas frontales de la carcasa, ya que con ello el husillo roscado esta sujeto a restricciones sustancialmente menores en cuanto a numero de revoluciones y velocidad de salida.
En el ambito de la invencion puede estar previsto que el husillo roscado este configurado como un husillo de rosca trapecial, a lo que van unidas las ventajas de una autorretencion y una gran fuerza de accion. Como alternativa puede estar previsto que el husillo roscado este configurado como un husillo de bolas circulantes, al que van unidas una gran precision y exactitud de posicionamiento. Tambien se pueden emplear sin restricciones otros tipos de husillos en la invencion.
En cuanto a las diferentes condiciones de empleo puede estar previsto que el husillo roscado este alojado en las tapas frontales de la carcasa con una holgura axial que toma en consideracion una dilatacion del husillo roscado debido a la temperatura. En particular, a este respecto puede estar previsto que al menos un extremo del husillo roscado este sujeto en un cojinete con apoyo libre dispuesto en la tapa de la carcasa.
En el marco de una implementacion de la invencion, el husillo roscado puede estar conectado de una manera conocida en si al motor electrico a traves de un mecanismo intercalado; sin embargo, tambien es concebible un accionamiento directo del husillo roscado dependiendo de la disposicion del motor.
Dado que el motor puede estar abridado a la carcasa, el motor o el mecanismo puede estar abridado de forma axial, angulada o paralela a la tapa del accionamiento y, dado el caso, estar acoplado con un arbol de accionamiento unido con el husillo roscado, como se conoce por distintas formas de realizacion pertenecientes al estado de la tecnica.
En el dibujo se representan ejemplos de realizacion de la invencion que se describen a continuacion. Muestran:
La figura 1, un accionamiento lineal electromecanico con construccion de accionamiento de husillo con dos vastagos de piston en una vista cortada esquematica,
La figura 2, el objeto de la figura 1 con un concepto de accionamiento configurado como motor lineal,
La figura 3, una vista frontal del elemento de empuje conducido con proteccion contra giro en la carcasa como
parte del accionamiento lineal electromecanico segun las figuras 1 o 2,
La figura 4, una proteccion contra giro alternativa para el elemento de empuje segun la figura 3,
La figura 5, una forma de realizacion a su vez alternativa de la proteccion contra giro para el elemento de
empuje correspondiente a la figura 3.
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Como se deduce de la figura 1 en un primer momento, una carcasa 10 en esencia cilmdrica se cierra mediante dos tapas de carcasa 11 colocadas frontalmente y que cierran la carcasa 10, estando unidas las tapas de carcasa 11 a la carcasa 10 mediante tornillos de fijacion. En el interior de la carcasa 10 esta dispuesto un husillo roscado 12 que atraviesa la carcasa como biela motriz que en el lado de la carcasa, el izquierdo en el ejemplo de realizacion representado, con un resalte de accionamiento 13 atraviesa la tapa de carcasa 11 asignada, de modo que el husillo roscado 12 puede comenzar a girar a traves de un motor electrico, no representado, conectado al resalte de accionamiento 13. A este respecto, el husillo roscado 12 esta alojado adecuadamente en los cojinetes asignados en ambas tapas de carcasa 11. El alojamiento se efectua a traves de un cojinete fijo 18 y un cojinete de apoyo libre 19 que permite una holgura axial 20 entre el extremo frontal del husillo roscado 12 y la tapa de carcasa 11 asignada, para, por ejemplo, tener en cuenta una eventual dilatacion del husillo roscado 12 condicionada por la temperatura.
Sobre el husillo roscado 12 esta conducida una tuerca 14 que esta unida a un elemento de empuje 15 que rodea el husillo roscado 12, de modo que con el giro del husillo roscado 12 el elemento de empuje 15 se desplaza longitudinalmente bajo el efecto de la tuerca 14 en la carcasa 10. Al elemento de empuje 15 estan fijados, en el ejemplo de realizacion representado en la figura 1, dos vastagos de piston 16 en una disposicion simetrica, en una posicion excentrica respecto al husillo roscado 12, atravesando los vastagos de piston 16 la tapa de carcasa 11 asignada en cojinetes de vastago de piston 17 previstos correspondientemente, configurados, en especial, como cojinetes de deslizamiento, estando conducidos en su interior y sobresaliendo de la carcasa 10 sin apoyo, de modo que, de una manera no representada, pero conocida en si, se puede aplicar una carga util en el extremo de los vastagos de piston 16.
El ejemplo de realizacion representado en la figura 2 se diferencia del ejemplo de realizacion descrito anteriormente segun la figura 1 en el concepto del accionamiento que se basa en el principio de un motor lineal. En este caso, entre las tapas de carcasa 11 esta dispuesta una barra magnetica 21 fija como biela motriz, que sirve como estator del motor lineal. Al elemento de empuje 15 como soporte de los vastagos de piston 16 esta unido un rotor 22 que presenta una disposicion de bobinas, que se mueve a causa de una variacion del campo magnetico, generada correspondientemente, de la bobina a lo largo de la barra magnetica 21.
Dado que segun la invention es importante que el elemento de empuje 15 este conducido en la carcasa 10 con protection contra giro, en las figuras 3 a 5 estan representados ejemplos de realizacion en cuanto a la configuration de tal proteccion contra giro.
En el ejemplo de realizacion representado en la figura 3 estan previstos para la configuracion de una proteccion contra giro en una distribution simetrica salientes 23 a modo de liston que tienen su recorrido entre las dos tapas de carcasa 11 y que se extienden a traves de la carcasa 10. Los salientes 23 a modo de liston estan alojados en ranuras 24 configuradas correspondientemente en el perimetro exterior del elemento de empuje 15, de modo que el elemento de empuje 15 esta fijado por arrastre de forma con respecto a los salientes 23 a modo de liston y se conduce con proteccion contra giro en los salientes 23 a modo de liston en su desplazamiento longitudinal. En la zona de los salientes 23 a modo de liston estan configuradas tambien aberturas de fijacion 29 en las superficies frontales de la carcasa 10 para alojar los tornillos utilizados para fijar las tapas de carcasa 11.
Como alternativa a los salientes 23, en el ejemplo de realizacion representado en la figura 4 estan dispuestas para configurar la proteccion contra giro barras de guia 25 que tienen su recorrido entre las tapas de carcasa 11, que estan alojadas en soportes de guia 26 configurados en el elemento de empuje 15. Estos soportes de guia 26 pueden estar configurados, por ejemplo, como casquillos de guia en forma de un casquillo de bolas o un casquillo de deslizamiento. De esta manera tambien se garantiza una guia con proteccion contra giro del elemento de empuje 15 en la carcasa 10.
Segun la figura 5, por ultimo, para la configuracion de la proteccion contra giro estan dispuestos en la carcasa 10 un carril de guia 27 perfilado y en el elemento de empuje 15 un carro de guia 28 que comprende el carril de guia 27, de modo que por la interaction del carro de guia 28 y del carril de guia 27 se garantice del mismo modo una guia con proteccion contra giro del elemento de empuje 15 durante su movimiento longitudinal en la carcasa 10.
Las caracteristicas del objeto de este documento desveladas en la description precedente, en las reivindicaciones y en el dibujo pueden ser esenciales tanto individualmente como en combinaciones discrecionales entre si para implementar la invencion en sus distintas formas de realizacion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Accionamiento lineal electromecanico con una carcasa (10) y con, al menos, un vastago de piston (16) que atraviesa una tapa de carcasa (11) frontal por un paso, sobresale de la carcasa (10) por un lado y esta sustentado por un elemento de empuje (15) dispuesto de forma longitudinalmente desplazable en el interior de la carcasa (10), estando sustentado el elemento de empuje (15) para su desplazamiento por una biela motriz accionada mediante un accionamiento y estando dispuesto el vastago de piston (16) excentricamente respecto a la biela motriz, caracterizado por que el elemento de empuje (15) que sustenta el al menos un vastago de piston (16) esta conducido con respecto a la carcasa (10) con una proteccion contra giro de transmision de fuerza, configurada mediante elementos de guia que encajan entre si, dispuestos en cada caso en la carcasa (10) y en el elemento de empuje (15).
  2. 2. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la proteccion contra giro consta de, al menos, un saliente (23) a modo de liston configurado en la pared interior de la carcasa (10) y de, al menos, una ranura (24) configurada en el elemento de empuje (15), que da cabida de forma adecuada al saliente (23).
  3. 3. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la proteccion contra giro consta de, al menos, un carril de guia (27) fijado a la pared interior de la carcasa (10) y de, al menos, un carro de guia (28) dispuesto en el elemento de empuje (15).
  4. 4. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el carro de guia (28) esta conducido en el carril de guia (27) mediante medios de guia adicionales que reducen la friccion.
  5. 5. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 4, caracterizado por que los medios de guia constan de una guia de rodillos o de bolas.
  6. 6. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la proteccion contra giro consta de, al menos, una barra de guia (25), fijada por los dos lados a las tapas de carcasa (11) frontales, que esta alojada en un soporte de guia (26) configurado en el elemento de empuje (15).
  7. 7. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 6, caracterizado por que en el elemento de empuje (15) esta dispuesto al menos un casquillo de deslizamiento que aloja en el mismo la barra de guia (25).
  8. 8. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 6, caracterizado por que en el elemento de empuje (15) esta dispuesto al menos un casquillo de bolas que aloja en el mismo la barra de guia (25).
  9. 9. Accionamiento lineal electromecanico segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que en una disposicion simetrica respecto al eje longitudinal del husillo roscado (12), en el elemento de empuje (15) esta dispuesta una multitud de barras de guia (25) y soportes de guia (26) dispuestos de manera correspondiente.
  10. 10. Accionamiento lineal electromecanico segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que en el elemento de empuje (15) esta dispuesta una multitud de vastagos de piston (16) que sobresalen de la carcasa (10).
  11. 11. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 10, caracterizado por que los varios vastagos de piston (16) estan previstos en una disposicion simetrica en relacion con la biela motriz.
  12. 12. Accionamiento lineal electromecanico segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la biela motriz esta alojada por los dos lados en las tapas de carcasa (11) que cierran los lados frontales de la carcasa (10).
  13. 13. Accionamiento lineal electromecanico segun la reivindicacion 12, caracterizado por que la biela motriz esta apoyada entre sus apoyos finales en las tapas de carcasa (11) mediante al menos otro soporte dispuesto en el interior de la carcasa (10).
  14. 14. Accionamiento lineal electromecanico segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el mecanismo de accionamiento esta configurado como un accionamiento por husillo con un husillo roscado (12) giratorio como biela motriz y el elemento de empuje (15) se puede desplazar longitudinalmente mediante el giro del husillo roscado (12).
  15. 15. Accionamiento lineal electromecanico segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el mecanismo de accionamiento esta configurado como un motor lineal y la biela motriz esta configurada como una barra magnetica (21) y el elemento de empuje (15) esta preparado de modo que se pueda desplazar longitudinalmente a lo largo de la barra magnetica (21) mediante un rotor (22) que presenta una disposicion de bobinas.
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