ES2716083T3 - Unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente - Google Patents

Unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente Download PDF

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Abstract

Unidad de reducción epicicloidal (1) para aplicaciones con una salida ascendente, que comprende una carcasa (2) para contener por lo menos una primera etapa de reducción epicicloidal (3) que está interpuesta entre una unidad de accionamiento de entrada (5) y un árbol de salida (6) que está dispuesto en una zona superior, comprendiendo dicha primera etapa de reducción epicicloidal (3) un engranaje planetario de impulsión (7) que gira alrededor de un eje de rotación principal (R) que es sustancialmente vertical y una corona dentada (8) que forma una sola pieza con dicha carcasa (2), entre los cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites (9) que son soportadas en rotación alrededor de su propio eje longitudinal y alrededor de dicho eje de rotación (R) por un portasatélites impulsado (10) que gira a su vez alrededor de dicho eje de rotación (R), caracterizada por que la unidad de reducción epicicloidal (1) comprende unos medios (16) para conectar por suspensión por lo menos el portasatélites (10) de dicha primera etapa (3) a dicho árbol de salida (6), apoyándose el engranaje planetario (7) de dicha primera etapa (3) sobre dicha unidad de accionamiento de entrada (5), que lo acciona en rotación alrededor de dicho eje de rotación (R).

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente.
La presente invención se refiere a una unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente.
Se conocen unidades de reducción epicicloidales en las que una o más etapas de reducción epicicloidales en serie se interponen entre un árbol rápido de entrada y un árbol lento de salida.
Cada etapa epicicloidal comprende un engranaje planetario que se hace girar alrededor de un eje de rotación principal por un elemento aguas arriba y una corona dentada fija que es coaxial al engranaje planetario, entre las cuales se engrana una pluralidad de engranajes planetarios que son soportados para girar alrededor de sus ejes respectivos y alrededor del principal eje de rotación por un portasatélites que gira a su vez alrededor del eje de rotación principal y es enterizo en rotación con un elemento aguas abajo.
En algunas aplicaciones, el eje de rotación principal se extiende en una dirección vertical y el árbol de salida está dispuesto en una región hacia arriba.
Esta situación tiene lugar, por ejemplo, en bombas para hormigón o en instalaciones en las que la unidad de reducción hace girar elementos de mezclado tales como, en hormigoneras o en aparatos para generar biogás. En estas condiciones, el vástago del engranaje planetario de la primera etapa de reducción se inserta en una ranura correspondiente dispuesta en los elementos de accionamiento giratorios en la entrada, descansando sobre los mismos con la interposición de un anillo elástico que sobresale radialmente desde dicho vástago y sobre el que se descarga el peso de las etapas de reducción.
Típicamente, en la entrada, un árbol de entrada está provisto de una disposición horizontal que hace girar el engranaje planetario de la primera etapa por medio de la interposición de un par de ruedas dentadas cónicas. Por tanto, el vástago del engranaje planetario se inserta parcialmente en el cubo de la corona dentada cónica y descansa sobre el mismo por medio del tope definido por el anillo elástico.
Puesto que se recuperan las holguras axiales por el peso del sistema y se impiden los movimientos axiales cuando el sistema está bajo par, dicho anillo elástico es un componente altamente sometido a esfuerzo debido a la flexión de la corona dentada cónica y, en algunos casos, puede incluso romperse.
Este fenómeno es más frecuente a medida que aumenta el peso de las etapas epicicloidales (tamaños grandes) y a medida que aumenta el esfuerzo en la transmisión (pares altos).
En cualquier caso, este problema está presente también cuando el árbol de entrada es coaxial al eje de rotación principal, puesto que cualesquiera empujes axiales generados en funcionamiento, debidos a imprecisiones o deformaciones del sistema, se descargan sobre la entrada.
Por tanto, es evidente que estas unidades de reducción epicicloidales de un tipo conocido no están desprovistas de inconvenientes, que incluyen el hecho de que el esfuerzo intenso al que se somete el anillo elástico lo hace un componente crítico del sistema que penaliza su fiabilidad y durabilidad.
En caso de rotura del anillo de soporte elástico de las etapas de reducción, se requieren de hecho intervenciones onerosas para su sustitución que provocan un periodo de inactividad de los aparatos en los que está instalada la unidad de reducción.
Además, el hecho de que el peso de las etapas de reducción y cualesquiera esfuerzos axiales se descarguen sobre los elementos de actuación a la entrada puede provocar un mal funcionamiento y un deterioro de los mismos. Una unidad de reducción epicicloidal según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US n° 5.704.864 A.
La finalidad de la presente invención es eliminar los inconvenientes anteriormente descritos de la técnica anterior, concibiendo una unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente en la que el peso de las etapas epicicloidales no se apoya en los elementos de actuación de la entrada.
Dentro de esta finalidad, un objetivo de la presente invención es impedir que cualquier carga generada en el sistema debido a deformaciones bajo carga o imprecisiones en los conjuntos de dientes se apoye en los elementos de actuación de la entrada.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar una conexión del engranaje planetario de la primera etapa de reducción con los elementos de actuación de la entrada que evite el uso de anillos elásticos y permita absorber mejor cualesquiera desalineaciones entre la corona del par de ruedas dentadas cónicas y el eje de rotación principal de las etapas de reducción si el árbol de entrada es horizontal.
Otro objetivo de la presente invención es concebir una estructura que sea simple, relativamente fácil de proporcionar en la práctica, segura de utilizar, efectiva en funcionamiento y de coste relativamente bajo.
Esta finalidad y estos y otros objetivos que serán más evidentes a continuación se consiguen por la presente unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente, comprendiendo una carcasa para contener por lo menos una primera etapa de reducción epicicloidal que está interpuesta entre una unidad de accionamiento de entrada y un árbol de salida que está dispuesto en una región superior, comprendiendo dicha primera etapa un engranaje planetario de impulsión que gira alrededor de un eje de rotación principal que es sustancialmente vertical y una corona dentada que es enteriza con dicha carcasa, entre las cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites que son soportadas en rotación alrededor de su propio eje longitudinal y alrededor de dicho eje de rotación por un portasatélites impulsado, que gira a su vez alrededor de dicho eje de rotación, caracterizada por que comprende unos medios para conectar por suspensión por lo menos el portasatélites de dicha primera etapa con dicho árbol de salida, descansando el engranaje planetario de dicha primera etapa sobre dicha unidad de accionamiento de entrada que actúa sobre ella durante la rotación alrededor de dicho eje de rotación.
Otras características y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada de algunas formas de realización preferidas pero no limitativas de una unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente, ilustradas a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en sección esquemática tomada a lo largo de un plano que pasa a través del eje de rotación principal de una primera forma de realización de una unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente, según la invención;
la figura 2 es una vista esquemática a escala ampliada de un detalle relacionado con los medios para conexión por suspensión mostrado en la figura 1;
la figura 3 es una vista en sección esquemática, tomada a lo largo de un plano que pasa a través del eje de rotación principal, de una segunda forma de realización de la unidad de reducción según la invención;
la figura 4 es una vista en sección esquemática, tomada a lo largo de un plano que pasa a través del eje de rotación principal, de una tercera forma de realización de la unidad de reducción según la invención;
la figura 5 es una vista esquemática a escala ampliada de un detalle relativo a los medios para conexión por suspensión mostrados en la figura 4;
la figura 6 es una vista en sección esquemática tomada a lo largo de un plano que pasa a través del eje de rotación principal, de una cuarta forma de realización de la unidad de reducción según la invención.
Haciendo referencia a las figuras, el número de referencia 1 designa generalmente una unidad de reducción epicicloidal para aplicaciones con una salida ascendente según la invención.
La unidad de reducción 1 comprende una carcasa 2 para contener por lo menos una primera etapa de reducción epicicloidal 3 que está interpuesta entre una unidad de accionamiento de entrada 5 y un árbol de salida 6 que está dispuesto en una región superior.
La primera etapa 3 comprende un engranaje planetario de impulsión 7 que gira alrededor de un eje de rotación principal R que es coaxial al árbol de salida 6 y es sustancialmente vertical, y una corona dentada 8 que forma una sola pieza con la carcasa 2, entre las cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites 9 que son soportadas en rotación alrededor de sus propios ejes longitudinales y alrededor del eje de rotación R por un portasatélites impulsado 10 que gira a su vez alrededor del eje de rotación R.
Las ruedas satélites 9 están distribuidas simétricamente alrededor del eje de rotación R. En las formas de realización mostradas se proporcionan tres ruedas satélites 9, de las cuales solo una es visible en las figuras. El engranaje planetario 7 descarga su propio peso sobre la unidad de accionamiento de entrada 5 que la hace girar alrededor del eje de rotación R.
De manera provechosa, se proporciona una junta de conexión 4 similar a un manguito que está interpuesta entre el vástago 12 del engranaje planetario 7 y la unidad de accionamiento de entrada 5 que permite absorber cualesquiera desalineaciones provocadas por las imprecisiones y/o deformaciones de construcción bajo carga.
La junta de conexión 4 comprende en una región superior un asiento axial 11 en el que está insertado el vástago 12. Unos elementos de acoplamiento 13 de ajuste lateral están interpuestos entre el vástago 12 y la pared lateral del asiento axial 11 para hacer girar el engranaje planetario 7.
A su vez, la junta de conexión 4 es accionada rotacionalmente por los elementos de la unidad de accionamiento de entrada 5 a la que está acoplada.
Las figuras 1 a 4 representan unas formas de realización en las que la unidad de accionamiento de entrada 5 tiene un árbol de entrada 22 con una disposición horizontal y se proporciona un piñón cónico 14 que es enterizo con dicho árbol y está acoplado a una corona cónica 15 que gira alrededor del eje de rotación R, en cuyo cubo está engranada la junta de conexión 4 para rotación.
En lugar de ello, las figuras 3 y 6 representan unas formas de realización alternativas en las que la unidad de accionamiento de entrada 5 tiene un árbol de entrada (no representado) que es coaxial al eje de rotación R y la junta de conexión 4 está axialmente hueca, de modo que es posible enchavetar en su parte inferior el extremo superior del árbol de entrada para rotación del mismo.
Según la invención, la unidad de reducción 1 está provista de unos medios 16 para conexión por suspensión de por lo menos el portasatélites 10 de la primera etapa de reducción 3 con el árbol de salida 6.
De esta manera, el peso del portasatélites 10 y de las ruedas satélites 9 soportado por los mismos no se apoya en la unidad de accionamiento de entrada 5 y no se descarga sobre ella ninguna carga axial desarrollada durante el funcionamiento.
Por tanto, únicamente el engranaje planetario 7 permanece descansando sobre la unidad de accionamiento de entrada 5.
Ciertamente por esta razón, el engranaje planetario 7 podría descansar también directamente sobre la unidad de accionamiento de entrada 5 por medio de la interposición de un anillo elástico como se utiliza en soluciones conocidas; sin embargo, es preferible interponer la junta de conexión 4 descrita anteriormente.
La unidad de reducción 1 puede comprender por lo menos una etapa de reducción secundaria 17 aguas abajo de la primera etapa 3. Dicha por lo menos una etapa secundaria 17 comprende también un engranaje planetario de impulsión 8 que gira alrededor del eje de rotación R y una corona dentada 19 que forma una sola pieza con la carcasa 2, entre las cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites 20 que son soportadas rotacionalmente alrededor de sus propios ejes longitudinales y alrededor del eje de rotación R por un portasatélites impulsado 21 que gira a su vez alrededor del eje de rotación R.
Las ruedas satélites 20 están distribuidas simétricamente alrededor del eje de rotación R. En las formas de realización mostradas, se proporcionan tres ruedas satélites 20, de las cuales solo una es visible en la figuras. Es posible proporcionar una pluralidad de etapas secundarias 17 dispuestas en serie una con respecto a otra aguas abajo de la primera etapa 3.
En este caso, los medios 16 para conexión por suspensión conectan al árbol de salida 6 también el engranaje planetario 18 y el portasatélites 21 de la por lo menos una etapa secundaria 17, de modo que su peso, junto con el peso de las ruedas satélites 20 asociadas con el portasatélites 21, es soportado por el árbol de salida 6 y no se apoya en la unidad de accionamiento de entrada 5.
Con mayor detalle, los medios 16 para conexión por suspensión comprenden por lo menos una placa 23 que está conectada con el árbol de salida 6 y presenta una parte periférica 24 que sobresale radialmente para soportar un portasatélites correspondiente. El portasatélites está provisto usualmente de hecho de un cubo que presenta unos dientes axiales para la conexión de ajuste lateral con el elemento aguas abajo en la cadena cinemática y la parte periférica 24 está adaptada para disponerse por debajo de tales dientes para soportar el portasatélites.
Además, la placa 23 comprende una parte central 25 que está elevada con respecto a la parte periférica 24 para definir axialmente un rebaje 26.
Preferentemente, los medios 16 para conexión por suspensión proporcionan un vástago 27 para conexión de la por lo menos una placa 23 con el árbol de salida 6 que está dispuesto verticalmente a lo largo del eje de rotación R y presenta el extremo inferior asociado con un cabezal expandido 28 para retener la placa de soporte 23 del portasatélites 10 de la primera etapa 3 y el extremo superior conectado al árbol de salida 6, por ejemplo por medio de un acoplamiento roscado 29.
El cabezal 28 está alojado en el rebaje 26 de la placa de soporte 23 del portasatélites 10 de la primera etapa 3 para no sobresalir axialmente por debajo de éste y para no interferir con el contorno del engranaje planetario 7. En las formas de realización según las figuras 1-3, la unidad de reducción 1 presenta una única etapa de reducción.
En este caso, los medios 16 para conexión por suspensión proporcionan una única placa 23 que está dispuesta por debajo del cubo del portasatélites 10. Preferentemente, una arandela de sujeción 30 está prevista entre el cabezal 28 y la placa 23.
En las formas de realización según las figuras 4-6, la unidad de reducción 1 presenta una etapa secundaria 17 aguas abajo de la primera etapa 3. En este caso, los medios 16 para conexión por suspensión comprenden una placa 23 para cada etapa de reducción 3, 17 que está dispuesta por debajo del cubo del portasatélites respectivo 10, 21. El vástago 27 se inserta de manera que atraviese un orificio axial 31 que está definido en el engranaje planetario 18 de la etapa secundaria 17 y presenta un reborde 32 para retener la placa de soporte 23 del portasatélites 21 de la etapa secundaria 17.
Además, está prevista una arandela de sujeción 33 que está interpuesta entre el reborde 32 y la placa 23 para soportar el portasatélites 21 de la etapa secundaria 17 y un elemento de rodadura 34 del tipo de un cojinete de rodillos axial que está interpuesto entre el cabezal 28 y la placa 23 para soportar el portasatélites 10 de la primera etapa 3.
De esta manera, el vástago 27 gira de una sola pieza con el portasatélites 21 de la etapa secundaria 17 y con el árbol de salida 6 y se desacopla rotacionalmente del portasatélites 10 de la primera etapa 3.
Si está prevista una pluralidad de etapas secundarias 17 dispuestas en serie aguas abajo de la primera etapa 3, los medios 16 para conexión por suspensión proporcionan una placa 23 para cada portasatélites 21 y un vástago 27 provisto de rebordes correspondientes 32, habiéndose interpuesto además respectivos elementos de rodadura 34 entre los rebordes 32 y las placas 23 en relación con las etapas intermedias.
El funcionamiento de la unidad de reducción según la presente invención es completamente equivalente al de las unidades de reducción epicicloidales conocidas, con las ventajas anteriormente descritas.
En la práctica se ha descubierto que la invención descrita alcanza la finalidad y objetivos pretendidos y, en particular, se subraya el hecho de que la unidad de reducción según la invención permite evitar la sobrecarga de la unidad de accionamiento de entrada, evitando roturas y mal funcionamiento de la misma.
Es posible también evitar la transferencia a la unidad de accionamiento de entrada de las cargas generadas como consecuencia de imprecisiones en la construcción o deformaciones de los componentes del sistema de engranajes bajo esfuerzo durante el uso.
La invención así concebida es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Todos los detalles pueden sustituirse además por otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales utilizados, así como las formas y dimensiones contingentes, puede ser cualesquiera según los requisitos sin abandonar por ello el alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas.
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación estén seguidas por símbolos de referencia, estos símbolos de referencia se han incluido para el único propósito de incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, tales símbolos de referencia no tienen ningún efecto limitativo en la interpretación de cada elemento identificado por medio del ejemplo por tales símbolos de referencia.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Unidad de reducción epicicloidal (1) para aplicaciones con una salida ascendente, que comprende una carcasa (2) para contener por lo menos una primera etapa de reducción epicicloidal (3) que está interpuesta entre una unidad de accionamiento de entrada (5) y un árbol de salida (6) que está dispuesto en una zona superior, comprendiendo dicha primera etapa de reducción epicicloidal (3) un engranaje planetario de impulsión (7) que gira alrededor de un eje de rotación principal (R) que es sustancialmente vertical y una corona dentada (8) que forma una sola pieza con dicha carcasa (2), entre los cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites (9) que son soportadas en rotación alrededor de su propio eje longitudinal y alrededor de dicho eje de rotación (R) por un portasatélites impulsado (10) que gira a su vez alrededor de dicho eje de rotación (R), caracterizada por que la unidad de reducción epicicloidal (1) comprende unos medios (16) para conectar por suspensión por lo menos el portasatélites (10) de dicha primera etapa (3) a dicho árbol de salida (6), apoyándose el engranaje planetario (7) de dicha primera etapa (3) sobre dicha unidad de accionamiento de entrada (5), que lo acciona en rotación alrededor de dicho eje de rotación (R).
2. Unidad de reducción (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende por lo menos una etapa de reducción epicicloidal secundaria (17) que está dispuesta aguas abajo de dicha primera etapa (3) y comprende un engranaje planetario de impulsión (18) que gira alrededor de un eje de rotación principal sustancialmente vertical (R) y una corona dentada (19) que forma una sola pieza con dicha carcasa (2) y entre los cuales está engranada una pluralidad de ruedas satélites (20) que son soportadas en rotación alrededor de su propio eje longitudinal y alrededor de dicho eje de rotación (R) por un portasatélites impulsado (21) que gira a su vez alrededor de dicho eje de rotación (R), y por que dichos medios (16) para una conexión por suspensión conectan a dicho árbol de salida (6) asimismo el engranaje planetario (18) y el portasatélites (21) de dicha por lo menos una etapa secundaria (17).
3. Unidad de reducción (1) según la reivindicación 2, caracterizada por que dichos medios (16) para una conexión por suspensión comprenden por lo menos una placa (23) que está conectada a dicho árbol de salida (6) y presenta una parte periférica (24) que sobresale radialmente para soportar el portasatélites correspondiente (10, 21).
4. Unidad de reducción (1) según la reivindicación 3, caracterizada por que dicho portasatélites (10, 21) comprende un cubo provisto internamente de unos dientes axiales para una conexión de ajuste lateral al elemento aguas abajo, estando dispuesta dicha parte periférica (24) debajo de dichos dientes.
5. Unidad de reducción (1) según la reivindicación 3, caracterizada por que dicha por lo menos una placa (23) comprende una parte central (25) que está elevada con respecto a dicha parte periférica (24) para definir axialmente un rebaje (26).
6. Unidad de reducción (1) según una o más de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada por que dichos medios (16) para una conexión por suspensión comprenden un vástago de conexión (27) que se inserta para atravesar un orificio axial que está definido en dicha por lo menos una placa (23) y presenta el extremo superior conectado a dicho árbol de salida (6) y el extremo inferior asociado con un cabezal expandido (28) para retener la placa de soporte (23) del portasatélites (10) de dicha primera etapa (3).
7. Unidad de reducción (1) según las reivindicaciones 5 y 6, caracterizada por que dicho cabezal (28) está alojado en el rebaje (26) de la placa de soporte (23) del portasatélites (10) de dicha primera etapa (3).
8. Unidad de reducción (1) según las reivindicaciones 2 y 6, caracterizada por que dicho vástago (27) se inserta para atravesar un orificio axial (31) definido en el engranaje planetario (18) de dicha por lo menos una etapa secundaria (17) y presenta por lo menos un reborde (32) para la retención de una placa de soporte correspondiente (23) del portasatélites (21) de dicha por lo menos una etapa secundaria (17).
9. Unidad de reducción (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dichos medios (16) para una conexión por suspensión comprenden por lo menos un elemento de rodadura (34) o por lo menos una arandela de sujeción (30, 33) que se interpone entre dicho vástago (27) y dicha por lo menos una placa (23).
10. Unidad de reducción (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende una junta de conexión (4) que está interpuesta entre el engranaje planetario (7) de dicha primera etapa (3) y dicha unidad de accionamiento de entrada (5).
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