ES2727160T3 - Actuador electromecánico lineal, preferiblemente para corte de agua - Google Patents

Abstract

Un actuador (1) lineal preferiblemente para el corte de agua, que comprende un motor asociado de forma operativa a una tuerca de husillo de manera que provoca una rotación de la tuerca de husillo sobre sí misma, una unidad (2) de traslación que comprende un husillo (3) acoplado a la tuerca de husillo y un vástago (4) restringido al husillo (3) mediante el sistema (5) de restricción, el actuador (1) que comprende un sistema (6) de antirrotación diseñado para ejercer un par (C) de torsión de antirrotación en la unidad (2) de traslación de manera que la rotación de la tuerca de husillo provoca una traslación de la unidad (2) de traslación en relación a lo largo de una dirección (X) de relación, en donde el sistema (5) de restricción comprende medios elásticos por medio de los cuales el sistema (5) de restricción es al menos parcialmente elástico al menos en una dirección que esta vez aes transversal la dirección (X) de traslación, de manera que absorbe al menos parcialmente las cargas radiales que actúan paralelas a la dirección transversal durante la rotación de la tuerca de husillo sobre la unidad (2) de traslación, caracterizado porque los medios elásticos comprenden una pluralidad de muelles (10) que están distribuidos de forma angular alrededor de la dirección (X) de traslación, cada uno de los cuales está diseñado para actuar en una dirección paralela a la dirección (X) de traslación y se interpone de forma operativa entre el husillo (3) y el vástago (4), al menos dos muelles (10a, 10b) de la pluralidad que están ubicados en lados opuestos entre sí con respecto a un plano que contiene la dirección (X) de traslación, el sistema (5) de restricción entre el husillo (3) y el vástago (4) es al menos parcialmente elástico en una dirección transversal a la dirección (X) de traslación gracias a la posibilidad de que al menos dos muelles (10a, 10b) se muevan en direcciones opuestas entre si paralelas a la dirección (X) de traslación y/o al eje de extensión.

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador electromecánico lineal, preferiblemente para corte de agua

Este medio se refiere a un actuador electromecánico lineal preferiblemente para corte de agua, que hace posible mejorar de forma significativa las condiciones de trabajo del actuador, de manera que optimiza su capacidad de carga y aumenta la vida útil del actuador, y que hace posible reducir el riesgo de rotura o daño del actuador tras la pérdida de control del movimiento destinado a producir la fuerza aplicada por el actuador.

El documento WO01/88402 divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

Actualmente, los actuadores lineales para el corte de agua, o para un chorro de agua, tales como, por ejemplo, es descrito en la patente US9212657, tienen un motor, que puede ser, por ejemplo, eléctrico, un árbol que actúa como el rotor del motor, una tuerca de husillo acoplada al rotor, y una unidad de trasmisión, soportada por una estructura de soporte, que puede actuar como una carcasa para el actuador.

El motor puede tener imanes permanentes, en cuyo caso los imanes se montan preferiblemente en el árbol de rotor del motor. El motor normalmente comprende un estator en el cual se sitúa el árbol del rotor, preferiblemente de forma coaxial.

La unidad de traslación comprende un husillo, por ejemplo, un husillo de bola de recirculación, y al menos un vástago integral con el husillo. El vástago puede tener la función de empujador para generar al menos una fuerza a su vez diseñada para generar la compresión de al menos un fluido.

La tuerca de husillo está acoplada al árbol de rotor y está situada en el mismo árbol de rotor de forma coaxial con el mismo árbol. El husillo se engrana con la tuerca de husillo, en el sentido de que se acopla a la tuerca de husillo y se sitúa en la tuerca de husillo de forma coaxial con ella, de tal manera que también puede estar sujeta, mediante la interposición de la tuerca de husillo y el árbol de rotor, a un par de torsión de accionamiento ejercido por el motor. La estructura de soporte comprende una porción principal para la carcasa del motor, la tuerca de husillo y el husillo. El actuador comúnmente también comprende un sistema o mecanismo de antirrotación, que es tal que la rotación de la tuerca de husillo, provocada por el motor, genera la traslación del husillo y la traslación del vástago a lo largo de una dirección de traslación. Bajo condiciones ideales, la dirección de traslación se alinea con un eje de extensión del vástago que al menos en un extremo, está restringido por el husillo. Esta rotación de la tuerca de husillo y la traslación de la unidad de traslación son de forma preferible una rotación alternada y, de forma respectiva, una traslación alternada.

Además, el actuador puede ser un actuador de accionamiento único o de accionamiento doble. En el último caso, la unidad de traslación normalmente comprende al menos un vástago adicional situado, a lo largo del eje de traslación, en el lado opuesto del husillo con respecto al vástago descrito anteriormente.

De aquí en adelante, por conveniencia, sólo se considera un vástago único conectado al husillo, incluso aunque todos los conceptos técnicos siguientes se pueden aplicar a un actuador con más vástagos, y, en lo que se refiere a las características relativas al vástago, a cada una de ellos.

La traslación alternada del vástago de tal manera que la porción del cabezal del vástago, que comprende el extremo del vástago opuesto a aquel en el que el vástago está restringido al husillo, genera la compresión del fluido ubicado en una cámara de compresión. La cámara de compresión se define de forma ventajosa al menos parcialmente por una porción de interfaz de la estructura de soporte. La porción de interfaz es adyacente a la porción principal de la estructura de soporte, a lo largo del eje de traslación del vástago, y está fijada a la porción principal. La porción principal y la porción de interfaz están actualmente integradas en una única parte.

El sistema antirrotación puede comprender, por ejemplo, un rodamiento de husillo de bolas de recirculación lineal. El sistema de antirrotación está diseñado para ejercer un par de torsión de antirrotación en la unidad de traslación de tal manera que la rotación alternada de la rueda de husillo provoque una traslación alternada de la unidad de traslación a lo largo del eje longitudinal de la extensión del vástago.

El sistema de antirrotación puede comprender medios de bloqueo diseñados para ejercer al menos una parte del par de torsión de antirrotación de la unidad de traslación. Los medios de bloqueo también pueden estar diseñados para guiar la traslación de la unidad de traslación a lo largo de la dirección de traslación.

El sistema de antirrotación puede comprender al menos un rodamiento lineal, por ejemplo, un rodamiento de husillo de bolas de recirculación, diseñado para guiar la traslación de la unidad de traslación a lo largo de la dirección de traslación. El rodamiento lineal también puede estar diseñado para ejercer al menos una parte del par de torsión de antirrotación de la unidad de traslación. El sistema de antirrotación por lo tanto contribuye, al menos en parte, a definir la dirección de traslación.

Bajo condiciones ideales, que prácticamente nunca ocurren, el eje de extensión del vástago se alinea con la dirección de traslación.

Los actuadores conocidos actualmente sufren de algunos problemas con referencia a la posible desalineación que puede suceder fácilmente entre el eje de extensión del vástago, que coincide con o en cualquier caso es al menos paralelo al del husillo al cual se fija el vástago, y la dirección de traslación definida por el sistema de antirrotación. Esta desalineación es la causa de cargas radiales o laterales que actúan en el husillo y en particular en las bolas del sistema de recirculación del husillo, y que también pueden actuar en el sistema de antirrotación, y por lo tanto en las bolas del sistema de antirrotación si comprende un rodamiento de husillo de bolas de recirculación lineal.

Estas cargas pueden provocar un aumento en el deterioro del rendimiento del actuador, descendiendo la fiabilidad del actuador; así como fallos prematuros. El objetivo de esta invención es proporcionar un actuador electromecánico lineal, preferiblemente para el corte de agua que permite una reducción significativa en la degradación progresiva del rendimiento del actuador debido al uso, en comparación con los actuadores electromecánicos de la técnica anterior. Otro objetivo de esta invención es proporcionar un actuador electromecánico lineal preferiblemente para el corte de agua que permite un aumento significativo en la fiabilidad del actuador, también reduciendo el riesgo de fallo prematuro, en comparación con los actuadores electromecánicos de la técnica anterior.

Un objetivo más de la invención es proporcionar un actuador electromecánico lineal preferiblemente para el corte de agua que permite un aumento significativo en el rendimiento del actuador, aprovechando al límite máximo la capacidad de carga de la unidad de traslación, en comparación con los actuadores electromecánicos de la técnica anterior. Además, en los actuadores electromecánicos conocidos actualmente hay un riesgo de pérdida de control del movimiento alternado de traslación de la unidad de traslación, debido al fallo del motor o debido a otros eventos accidentales que pueden afectar al sistema de control del motor. En este caso, la unidad de traslación continúa su traslación debido a la inercia, muy fácilmente provocando eventos catastróficos tales como la destrucción de componentes esenciales del actuador, haciendo que el actuador sea inutilizable con el consiguiente daño económico. Estos eventos catastróficos requieren reparaciones caras y la interrupción del funcionamiento del actuador.

Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar un actuador electromecánico lineal preferiblemente para el corte de agua que hace posible reducir significativamente el riesgo de daño o de fallo de los componentes del actuador en el caso de pérdida de control del movimiento alternado de la unidad de traslación, en comparación con los actuadores electromecánicos de la técnica anterior.

Estos objetivos son logrados mediante un actuador lineal de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones adjuntas a esta solicitud de patente, o de acuerdo con al menos cualquier combinación de una o más de las reivindicaciones.

Las características de esta invención se describen en detalle a continuación con referencia a un posible modo de realización de la invención que se va a considerar a modo de ejemplo no limitativo de los conceptos reivindicados. La descripción detallada siguiente se refiere a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- La figura 1 es una vista en sección transversal de un posible modo de realización de un actuador electromecánico de acuerdo con esta invención, en un plano que contiene el eje de traslación de la unidad de traslación;

- La figura 1a es una vista detallada de una parte de la figura 1;

- La figura 2 es una vista en perspectiva del modo de realización;

- La figura 3 es una vista en perspectiva del modo de realización con al menos un componente retirado;

- La figura 4 es una vista lateral del modo de realización con al menos un componente retirado, diferente del retirado en la figura 3;

- La figura 5 es una vista lateral de la unidad de traslación del modo de realización;

- La figura 6 es una vista en perspectiva de una parte de la unidad de traslación;

- La figura 7 es otra vista en perspectiva de la parte de la unidad de traslación;

- La figura 8 es equivalente a la figura 7, pero en la cual se ha retirado un componente adicional de la unidad de traslación;

- La figura 9 es una vista que comprende los componentes mostrados en la figura 7, y una parte de un sistema antirrotación que actúa en la unidad de traslación;

- La figura 10 es una vista en la cual se añade otra parte del sistema antirrotación a los componentes mostrados en la figura 9;

- La figura 11 es una sección transversal de la unidad de traslación a lo largo de la sección XI-XI de la figura 5; - La figura 12 es una sección transversal de la unidad de traslación a lo largo de la sección XII-XM de la figura 5; - La figura 13a es una vista de una parte del modo de realización en sección transversal a lo largo del plano de la figura 1 ;

- La figura 13b es una vista de la parte de la figura 13a, en la cual, con respecto a la figura 13a, se hace avanzar la unidad de traslación con respecto a la estructura de soporte del actuador a lo largo de la dirección de traslación; - La figura 13c es una vista de la parte de la figura 13a, en la cual, con respecto a la figura 13b, se mueve una porción de la estructura de soporte con respecto a otra porción de la estructura de soporte.

La figura 1 muestra una vista lateral y una sección transversal de un actuador 1 de acuerdo con un modo de realización posible de la invención.

El actuador 1 comprende un motor asociado de forma operativa con una tuerca de husillo, de manera que es capaz de provocar una rotación de la puerta de husillo sobre sí misma. En el ejemplo ilustrado en los dibujos adjuntos no se muestran el motor y la tuerca de husillo.

Debería señalarse, sin embargo, que la tuerca de husillo realiza la función de rotor del motor.

El motor podría ser de tipo eléctrico. En este caso, el motor comprende un estator dentro del cual se diseña rotar la tuerca de husillo sobre sí misma. Si el motor es del tipo de imanes permanentes, los imanes se montan de forma preferible en la tuerca de husillo.

En el ejemplo del actuador 1 ilustrado en los dibujos adjuntos, el motor está configurado de tal manera que rota la tuerca de husillo alrededor del eje etiquetado con X, que se puede definir como el eje X longitudinal. En el ejemplo mostrado, el actuador 1 se extiende prácticamente y se sitúa a lo largo del eje X longitudinal. De forma preferible, la tuerca de husillo se evita que se traslade a lo largo del eje X longitudinal, por medio de un sistema de bloqueo diseñado para este propósito, y no mostrado tampoco. El actuador 1 comprende una unidad 2 de traslación. La unidad 2 de traslación, mostrada en las figuras 1 y 5 y mostrada también al menos en la figura 4, comprende al menos un vástago 4 y un husillo 3. La unidad 2 de traslación comprende un sistema 5 de restricción entre el vástago 4 y el husillo 3. El sistema 5 de restricción está configurado por lo tanto para realizar una restricción entre el vástago 4 y el husillo 3.

El sistema 5 de restricción, tal y como se describirá con más detalle posteriormente, puede definirse, hasta cierto punto como el modo de realización ilustrado, como una unión elástica entre el vástago 4 y el husillo 3.

El vástago 4 puede tener la función de un empujador.

Tal y como se muestra por ejemplo en la figura 10, el actuador 1 comprende un sistema o mecanismo 6 de antirrotación diseñado para ejercer un par de torsión de antirrotación en la unidad 2 de traslación de tal manera que la rotación de la tuerca de husillo provoque una traslación de la unidad 2 de traslación a lo largo del eje X longitudinal. El eje longitudinal puede por lo tanto considerarse como una dirección X de traslación.

En el modo de realización mostrado, el actuador 1 está configurado de tal manera que la traslación del vástago 4 a lo largo de la dirección X de traslación genera la compresión de al menos un fluido contenido en una cámara 15 de compresión, en al menos una dirección a lo largo de la dirección X de traslación.

El par de torsión de antirrotación está dirigido de forma preferible a lo largo de la dirección X de traslación, y por lo tanto tiene el efecto de un momento alrededor de la dirección X de traslación. El par de torsión de antirrotación actúa por ejemplo en una dirección o la otra de la doble flecha C de la figura 10, dependiendo de la dirección de rotación de la tuerca de husillo, que es opuesta a la del par de torsión de antirrotación.

El sistema 6 de antirrotación está configurado para contribuir a definir, al menos parcialmente, la dirección X de traslación.

El actuador 1 comprende medios elásticos mediante los cuales se configura de tal manera que el sistema 5 de restricción entre el vástago 4 y el husillo 3 es al menos parcialmente elástico al menos en una dirección transversal. La dirección transversal es transversal a la dirección X de traslación y/o con respecto al eje de extensión del vástago 4.

De esta manera, el sistema 5 de restricción permite que actúen cargas radiales en la unidad de traslación y en particular que se absorban al menos parcialmente en el husillo 3. Estas cargas radiales comprenden un sistema de fuerzas transversales que actúa en la unidad 2 de traslación, durante la rotación de la tuerca de husillo, y que actúan paralelas a la dirección transversal.

Idealmente, de hecho, el eje de extensión del vástago 4 está alineado con la dirección X de traslación, pero esto prácticamente nunca ocurre, dado que se crean desalineaciones entre el husillo 3 y/o el sistema 6 de antirrotación y/o el vástago 4, lo que provoca la aparición de estas cargas radiales. Estas cargas radiales también se pueden definir como cargas laterales.

Estas cargas radiales se pueden alinear con cualquier dirección transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4.

Estas cargas radiales pueden por lo tanto también formar ángulos rectos con respecto a la dirección X de traslación. Los medios elásticos que forman parte del sistema 5 de restricción comprenden, de forma ventajosa, una pluralidad de muelles 10 bien distribuidos de forma angular alrededor de la dirección X de traslación, tal y como se puede apreciar, por ejemplo en las figuras 8 y 12. La pluralidad de muelles 10, que es parte del sistema 5 de restricción, se muestra en una vista frontal en perspectiva de la figura 8, y, de acuerdo a una sección transversal que forma ángulos rectos con respecto a la dirección X de traslación, en la figura 12.

Cada uno de los muelles 10 está situado de tal manera que puede estar diseñado para actuar en una dirección paralela a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4, y se interpone de forma operativa entre el husillo 3 y el vástago 4. Al menos dos muelles de la pluralidad de muelles 10, por ejemplo, el par de muelles 10a y 10b visibles en particular en la figura 1a, se sitúan mutuamente en lados opuestos con respecto a un plano que contiene la dirección X de traslación. De esta manera, por medio de al menos los muelles 10, el sistema 5 de restricción entre el husillo 3 y el vástago 4, es al menos parcialmente elástico en una dirección transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4, gracias a la posibilidad de que al menos dos muelles 10a y 10b se mueven en direcciones mutuamente opuestas paralelas a la dirección de la traslación y/o al eje de extensión.

Estos al menos dos muelles 10a y 10b de la pluralidad de muelles 10 están situados preferiblemente de forma simétrica con respecto a la dirección X de traslación.

De forma preferible, los muelles 10 están situados simétricamente en pares con respecto a la dirección X de traslación.

Tal y como se muestra en las figuras 6 y 7, en el modo de realización ilustrado en los dibujos adjuntos, el sistema 5 de restricción comprende una estructura 11 que es al menos parcialmente anular situada alrededor del vástago 4. De forma ventajosa, cada muelle 10 de la pluralidad de muelles 10 está interpuesto de forma operativa entre la estructura 11 que es al menos parcialmente anular y una pestaña 12 que es integral con el vástago 4. La estructura 11 al menos parcialmente anular esta de forma preferible al menos parcialmente conectada al husillo 3. La estructura 11 al menos parcialmente anular, en el modo de realización ilustrado, es de forma ventajosa integral o se fija al husillo 3.

En el modo de realización ilustrado, la estructura 11 está ubicada completamente alrededor del vástago 4 y es por lo tanto anular. La estructura 11 también puede comprender más partes diferentes.

La estructura 11 al menos parcialmente anular no está presente en la figura 8, de manera que son visibles los muelles 10. La figura 8 también muestra que la estructura 11 al menos parcialmente anular y por tanto también los muelles 10, se mantienen en posición mediante preferiblemente al menos un anillo 11 a de tipo Seeger.

La pluralidad de muelles 10, en conjunción con la estructura 11 al menos parcialmente anular, contribuye a permitir un movimiento transversal pequeño entre el vástago 4 y el husillo 3, y por tanto en una dirección transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4.

Este movimiento transversal pequeño se va a considerar entre al menos parte del vástago 4 y al menos parte del husillo 3.

Este movimiento transversal pequeño se va a considerar pequeño dado que el sistema 5 de restricción y/o el sistema 6 de antirrotación, que están en cualquier caso configurados para contribuir de tal manera que el movimiento transversal del vástago 4 con respecto al husillo 3 sea al menos parcialmente limitado.

De forma ideal, el sistema 5 de restricción y el sistema 6 de antirrotación evitan completamente que el componente rígido tenga un movimiento potencial transversal del vástago 4 con respecto al husillo 3, y por tanto se limita el movimiento transversal pequeño al componente de deformación del movimiento transversal potencial.

En este caso, el movimiento transversal pequeño es una deformación lateral del vástago 4, y el sistema 5 de restricción, dado que es elástico en la dirección transversal, contribuye a reducir la deformación lateral y por lo tanto las fuerzas debidas a la deformación lateral. La deformación lateral puede comprender una deformación de flexión del vástago 4 con respecto a su eje longitudinal de extensión.

El sistema 5 de restricción comprende, en el modo de realización ilustrado, el acoplamiento 13 en forma de una tapa al menos parcialmente esférica, o al menos parcialmente esférica que contribuye a permitir una rotación transversal pequeña del vástago 4 con respecto al husillo 3. La rotación transversal alrededor de un eje transversal o también que forma ángulos rectos con respecto a la dirección X de traslación y/o transversal o también que forma ángulos rectos con respecto al eje de extensión del vástago 4.

Esta rotación transversal pequeña se puede considerar un caso particular del movimiento transversal pequeño mencionado anteriormente, o como un componente del movimiento transversal pequeño, que se permite por los muelles 10.

El acoplamiento 13 al menos parcialmente esférico, en conjunción con los muelles 10 y la estructura 11 al menos parcialmente anular, contribuye a permitir este movimiento transversal pequeño y/o la rotación transversal pequeña. Esta rotación transversal pequeña también se puede considerar entre al menos una parte del vástago 4 y al menos una parte del husillo 3.

Esta rotación transversal pequeña se va a considerar pequeña dado que el sistema 5 de restricción y/o el sistema 6 de antirrotación, están en cualquier caso configurados para contribuir de tal manera que la rotación transversal se limite al menos parcialmente. Idealmente, el sistema 5 de restricción y el sistema 6 de antirrotación evitan completamente que el componente rígido tenga un movimiento de rotación transversal del vástago 4 con respecto al husillo 3, y por tanto que se limite la rotación transversal pequeña al componente de deformación de la rotación transversal potencial.

En este caso, la rotación transversal pequeña es una deformación de flexión del vástago 4, y el sistema 5 de restricción, dado que es elástico de acuerdo con la rotación longitudinal, contribuye a reducir la deformación de flexión y por lo tanto las fuerzas debidas a la deformación de flexión.

El acoplamiento 13 al menos parcialmente esférico también permite que el sistema 5 de restricción entre el husillo 4 y el vástago 3 sea al menos parcialmente elástico en una dirección transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4.

Los muelles 10 también permiten de forma ventajosa que se mantenga la estructura 11 al menos parcialmente anular en posición en la dirección X de traslación y/o a lo largo del eje de extensión del vástago 4. Para tal propósito, los muelles 10 están preferiblemente precargados de tal manera que mantienen en posición a la estructura 11 al menos parcialmente anular con respecto al husillo 3, a lo largo de la dirección X de traslación y/o el eje de extensión del vástago 4, durante la traslación de la unidad 2 de traslación.

El acoplamiento 13 al menos parcialmente esférico de forma preferible comprende una superficie 13a curvada en forma de una tapa integral con el vástago 4, y de forma ventajosa transversal con respecto al eje de extensión del vástago 4.

La superficie 13a en forma de tapa integral con el vástago 4 define, de forma ventajosa, al menos una parte de superficie esférica.

El acoplamiento 13 al menos parcialmente esférico, de forma preferible comprende un asiento 13b curvado integral con el husillo 3 y conformado para coincidir con la tapa 13a que es integral con el vástago 4. El asiento 13b que es integral con el husillo 3 está diseñado para recibir a la tapa 13a que es integral con el vástago 4.

De acuerdo con esta descripción detallada, debido a que los medios elásticos del actuador 1 están configurados de tal manera que el sistema 5 de restricción entre el vástago 4 y el husillo 3 es al menos parcialmente elástico al menos también con respecto a una rotación longitudinal, entre el vástago 4 y el husillo 3, alrededor de la dirección X de traslación y/o alrededor del eje de extensión del vástago 3.

Tal y como se muestra en la figura 11, el sistema 5 de restricción, de forma ventajosa, comprende para este propósito de forma preferible, una pluralidad de dientes 8 integral con el vástago 4 o con el husillo 3.

El sistema 5 de restricción, de forma preferible, comprende una pluralidad de alojamientos 7 respectivos que son integrales con el otro de, de cualquiera del vástago 4 y el husillo 3.

En el modo de realización ilustrado, los dientes 8 son integrales con el vástago 3, tal y como se puede apreciar en la figura 11.

En el modo de realización ilustrado, los alojamientos 7 son integrales con el vástago 4, tal y como se puede apreciar en la figura 11.

Cado una de los alojamientos 7 está diseñado para recibir uno de los dientes 8 respectivos para trasmitir entre el vástago 4 y el husillo 3 el par de torsión de antirrotación ejercido por el sistema 6 de antirrotación de la unidad 2 de traslación.

Los dientes 8 y los alojamientos 7 se alternan mutuamente de forma ventajosa. Los dientes 8 y los alojamientos 7 están distribuidos, de forma preferible, de forma angular alrededor de la dirección X de traslación. Los dientes 8 y los alojamientos 7 están distribuidos de forma preferible a lo largo de una circunferencia situada alrededor de la dirección X de traslación.

Los medios elásticos del sistema 5 de restricción de forma ventajosa comprenden una pluralidad de elementos elásticos 9, cada uno de los cuales se interpone entre uno de los dientes 8 y los alojamientos 7 respectivos.

Cada uno de los elementos 9 elásticos puede ser al menos parcialmente interpuesto entre los dientes 8 respectivos y los alojamientos 7 respectivos, a lo largo de la circunferencia.

De esta manera, en el modo de realización ilustrado, el sistema 5 de restricción entre el husillo 3 y el vástago 4 es al menos parcialmente elástico de acuerdo con la rotación longitudinal entre el husillo 3 y el vástago 4 alrededor del eje de traslación y/o del eje de extensión del vástago 4. Estos elementos elásticos están de hecho situados de tal manera que están diseñados para actuar de acuerdo con la rotación longitudinal.

Cada uno de los elementos 9 elásticos puede ser al menos parcialmente interpuesto entre los dientes 8 respectivos y los alojamientos 7 respectivos también radialmente por lo tanto en una dirección transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4, y por lo tanto a lo largo de una línea transversal a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4.

En el modo de realización ilustrado, tal como se puede apreciar en la figura 11, de forma ventajosa al menos una parte, por ejemplo, la etiquetada como 9a, de cada uno de los elementos 9 elásticos, se interpone entre los dientes 8 respectivos y los alojamientos 7 respectivos, a lo largo de la circunferencia. En el modo de realización ilustrado, al menos otra parte, por ejemplo, la etiquetada como 9b, de cada uno de los elementos 9 elásticos se interpone entre los dientes 8 respectivos y los alojamientos 7 respectivos, radialmente con respecto a la dirección X de traslación. Los elementos 9 elásticos pueden estar hechos al menos parcialmente de al menos un material plástico, tal como, por ejemplo, poliuretano.

Estos elementos 9 elásticos contribuyen a permitir una rotación longitudinal pequeña entre el husillo 3 y el vástago 4 alrededor del eje X de traslación y/o del eje de extensión del vástago 4.

Esta rotación longitudinal pequeña se va considerar entre al menos una parte del vástago 4 y al menos una parte del husillo 3.

Esta rotación longitudinal pequeña se va considerar pequeña dado que el sistema 5 de restricción y/o el sistema 6 de antirrotación, está cada uno configurado para contribuir de tal manera que la rotación longitudinal del vástago 4 con respecto al husillo 3 se limita al menos parcialmente.

De forma ideal, el sistema 5 de restricción y el sistema 6 de antirrotación evitan completamente que el componente rígido tenga un movimiento longitudinal potencial del vástago 4 con respecto al husillo 3, y por tanto la rotación longitudinal pequeña se limita al componente de deformación de la rotación longitudinal potencial.

En este caso, la rotación longitudinal es una deformación de torsión del vástago 4, y el sistema 5 de restricción, dado que es elástico de acuerdo con la rotación longitudinal, contribuye a reducir la deformación de torsión y por lo tanto las fuerzas debidas a la deformación de torsión.

Los mismos elementos 9 elásticos también pueden contribuir a permitir un movimiento transversal pequeño entre el vástago 4 y el husillo 3. De forma más específica, en el modo de realización ilustrado, esto es contribuido por el hecho de que al menos una parte 9b de cada elemento 9 elásticos se interpone entre los dientes 8 respectivos y los alojamientos 7 respectivos también a lo largo de una dirección radial a la dirección X de traslación.

En el modo de realización ilustrado, el sistema 5 de restricción está situado en una cavidad 3a integral con el husillo 3. La cavidad 3a, se extiende de forma preferible a lo largo del eje de extensión del vástago 4 y/o a lo largo de la dirección X de traslación. La cavidad 3a puede considerarse como parte del sistema 5 de restricción.

En el modo de realización ilustrado, el vástago 4 comprende un cuerpo 4a central alargado diseñado para definir el eje de extensión del vástago 4, tal y como se indica, por ejemplo, en las figuras 6-12.

En el modo de realización ilustrado, los alojamientos 7 del sistema 5 de restricción están hechos de una corona 4b integral con el vástago 4 y situados alrededor de un sector del cuerpo 4a central, tal y como se puede apreciar, por ejemplo, en las figuras 6-11.

La pestaña 12, a la cual se conectan los muelles 10, es preferiblemente parte de la corona 4b, tal y como se muestra por ejemplo en las figuras 6-10.

La cavidad 3a está diseñada de forma ventajosa para definir el asiento 13b sobre una superficie de la cavidad 3a transversal y preferiblemente formando ángulos rectos con respecto a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4, tal y como se muestra en las figuras 1 y 1a.

La cavidad 3a está diseñada para albergar, en el modo de realización ilustrado, el sistema 5 de restricción.

La cavidad 3a tiene, de forma ventajosa dentro de la misma, los dientes 8 descritos anteriormente, diseñados para acoplarse con los elementos 9 elásticos ubicados en los alojamientos 7 integrales con el vástago 4.

En el modo de realización ilustrado, el actuador 1, comprende de forma ventajosa una estructura 14 de soporte. La estructura 14 de soporte está diseñada para contener al menos parcialmente en el motor de husillo, el husillo, la tuerca de husillo y el vástago. La rotación de la tuerca de husillo y la traslación de la unidad 2 de translación se llevan a cabo, en el modo de realización ilustrado, con respecto al menos a la estructura 14 de soporte.

En el modo de realización ilustrado, la estructura 14 de soporte comprende una porción 14a principal y al menos una porción 14b de interfaz. La porción 14a principal y la porción 14b de interfaz, en el modo de realización ilustrado, están situadas una después de la otra lo largo de la dirección X de traslación. Bajo condiciones normales, tal como las mostradas en la figura 13a, la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal son de forma preferible mutuamente adyacentes.

En el modo de realización ilustrado, la estructura 14 de soporte comprende dos porciones 14b de interfaz equivalentes, en un lado y el otro de la porción 14a principal a lo largo de la dirección X de traslación.

En la figura 3 una de las porciones 14b de interfaz está retirada, mientras que en la figura 4 se muestran ambas porciones 14b de interfaz, pero está retirada la porción 14a principal.

La figura 3 muestra también una doble flecha X1 que indica la traslación preferiblemente alternada de la unidad 2 de traslación, a lo largo de la dirección X de traslación.

La porción 14a, tal y como se puede apreciar en la figura 1, y se puede deducir a partir de la figura 4, está diseñada, de forma preferible, para soportar al menos la tuerca de husillo, el husillo 3 y el motor. En el ejemplo mostrado, la porción 14a principal está diseñada para contener, por tanto, actuando como una carcasa, al menos la tuerca de husillo, el husillo 3 y el motor.

La porción 14b de interfaz está diseñada, en la aplicación particular a la cual se refiere los dibujos adjuntos, para definir al menos parcialmente una cámara 15 de compresión, tal y como se indica en las figuras 1 y 13a. La cámara 15 de compresión está situada, de forma ventajosa, de tal manera que la traslación del vástago 4 a lo largo de la dirección X de traslación genera la compresión de al menos un fluido, por ejemplo, agua, contenido en la cámara 15 de compresión.

La porción 14b de interfaz en el modo de realización ilustrado, comprende una boquilla 18 a partir de la cual escapa el fluido comprimido por el vástago 4, situado de tal manera que se hace pasar a través de la dirección X de traslación.

El sistema 6 de antirrotación en el modo de realización ilustrado, comprende un cuerpo 6b de bloqueo diseñado para el deslizamiento del vástago 4 a través del cuerpo 6b de bloqueo, a lo largo de la dirección X de traslación. El cuerpo 6b de bloqueo está configurado para ejercer al menos una parte del par de torsión de antirrotación en la unidad 2 de traslación, pero también se puede diseñar para guiar la traslación de la unidad 2 de traslación a lo largo de la dirección X de traslación.

El elemento 6b de bloqueo tiene salientes distribuidos de forma angular alrededor de la dirección X de traslación y situados de tal manera que miran hacia el vástago 4 cuando este último pasa a través del cuerpo 6b de bloqueo. El sistema 6 de antirrotación comprende, en el modo de realización ilustrado, al menos un rodamiento 6a lineal, preferiblemente del tipo de bola de recirculación. El rodamiento 6a es adecuado para deslizar el vástago 4 a través del rodamiento 6a, a lo largo de la dirección X de traslación. El rodamiento 6a lineal está diseñado para guiar la traslación de la unidad 2 de traslación a lo largo de la dirección X de traslación, pero también está diseñado para ejercer al menos una parte del par de torsión de antirrotación en la unidad 2 de traslación.

El vástago 4, de forma ventajosa, tiene al menos una ranura 4c para el deslizamiento de al menos una serie de bolas paralelas a la dirección X de traslación.

La al menos una ranura 4c está situada, de forma ventajosa, en la superficie exterior del vástago 4, y de forma preferible en el cuerpo 4a principal del vástago 4.

El vástago 4 en el modo de realización ilustrado tiene una pluralidad de ranuras 4c, cada una diseñada para el deslizamiento de una serie de bolas respectivas paralelo a la dirección X de traslación. La pluralidad de ranuras 4c está distribuida de forma angular alrededor de la dirección de traslación y/o alrededor del eje de extensión del vástago 4.

Las ranuras 4c están diseñadas de forma ventajosa para funcionar actuando en conjunción con los salientes en el cuerpo 6b de bloqueo de tal manera que el cuerpo 6b de bloqueo puede ejercer al menos una parte del par de torsión de antirrotación en el husillo 3.

En el modo de realización ilustrado, el cuerpo 6b de bloqueo y el rodamiento 6a lineal están ubicados uno después del otro a lo largo de la dirección X de traslación.

En el modo de realización ilustrado, el sistema 6 de antirrotación está interpuesto de forma operativa entre la estructura 14 de soporte y el vástago 4. En el modo de realización ilustrado, el actuador 1 está configurado de tal manera que el sistema 6 de antirrotación actúa directamente en el vástago 4, y a través del vástago 4, en el husillo 3, para ejercer el par de torsión de antirrotación en la unidad 2 de traslación.

De esta manera, el sistema 6 de antirrotación, en el modo de realización ilustrado, mediante la actuación directa en el vástago 4, de forma ventajosa, hace posible no tener un árbol intermedio entre el motor y la tuerca de husillo, por lo tanto, logrando un ahorro en el material y en la complejidad mecánica del actuador 1.

La figura 9 muestra el sistema 6 de antirrotación que pasa a través del vástago 4, con el elemento 6b de bloqueo retirado. En la figura 10 el sistema 6 de rotación es mostrado, por otro lado, de forma completa.

En el modo de realización ilustrado, la porción 14a principal y la porción 14b de interfaz son móviles entre si paralelas a la dirección X de traslación. El actuador 1 comprende, de forma ventajosa, un sistema de amortiguación que a su vez comprende una pluralidad de muelles 16 de amortiguación distribuidos de forma angular alrededor de la dirección X de traslación. Cada uno de los muelles 16 de amortiguación está situado de forma preferible de tal manera que está diseñado para actuar en una dirección paralela a la dirección X de traslación y/o al eje de extensión del vástago 4. Cada uno de los muelles 16 de amortiguación está interpuesto de forma operativa entre la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal.

Cada uno de los muelles 16 de amortiguación, tal y como se puede apreciar en las figuras 1, 4 y 13a-13c, se asocia de forma ventajosa con un pasador 16a de guía respectivo diseñado para estar conectado, y preferiblemente atornillado, a la porción 14a principal. El pasador 16a está diseñado para guiar el movimiento del muelle de amortiguación respectivo.

La conexión entre la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal utilizando los pasadores 16a de guía es de forma ventajosa funcional para mantener mutuamente en posición la porción 14b de interfaz con respecto a la porción 14a principal, bajo condiciones normales donde el vástago 4 y/o el husillo 3 no golpean de forma accidental contra otros componentes del actuador 1. Bajo condiciones normales, el sistema de amortiguación está configurado, de forma ventajosa, por medio de los pasadores 16a de guía, para mantener a la porción 14b de interfaz y a la porción 14a principal mutuamente adyacentes.

Cada uno de los muelles 16 de amortiguación está asociado con un elemento 16b de deslizamiento respectivo diseñado para deslizar en una cavidad 14b' respectiva de la porción 14b de interfaz. Bajo condiciones normales, cada uno de los dos elementos 16b deslizantes está diseñado preferiblemente para mantener comprimido al muelle 16 de amortiguación respectivo.

El elemento 16b deslizante está diseñado para estar situado en el extremo opuesto al pasador 16a de guía con respecto al cual el pasador 16a está diseñado para estar fijado a la porción 14a principal.

La porción 14b de interfaz está diseñada para ser integral con una superficie 17 de contacto, o para definir la superficie 17 de contacto. La superficie 17 de contacto está ubicada preferiblemente en el frente del vástago 4, a lo largo de la dirección X de traslación y/o del eje de extensión del vástago 4.

El actuador 1 está configurado de tal manera que el contacto accidental del vástago 4 contra la superficie 17 de contacto, siguiendo la traslación del vástago 4, provoca el movimiento entre la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal en oposición a los muelles 16 de amortiguación interpuestos entre las porciones 14b de interfaz y la porción 14a principal.

En la figura 13a, el vástago 4 se está moviendo, a través de la cámara 15 de compresión, hacia la boquilla 18 integral con la porción 14b de interfaz.

En la figura 13b el vástago 4 está accidentalmente en contacto con la superficie 17 de contacto, y la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal están todavía en su posición normal, tal y como se muestra en las figuras 1 o 2. En la figura 13c, después de este contacto, la porción 14b de interfaz se ha movido con respecto a la porción 14a principal a lo largo de la dirección X de traslación.

El sistema de amortiguación está configurado de forma preferible para mover, posteriormente, la porción 14b de interfaz y la porción 14a principal en la posición normal de las figuras 13b o 13a.

De forma preferible, al menos uno entre el rodamiento 6a lineal y el elemento 6b de bloqueo es integral con la porción 14a principal de la estructura 14 de soporte.

En el modo de realización ilustrado, tanto el rodamiento 6a como el cuerpo 6b de bloqueos son integrales y/o se fijan a la porción 14a principal de la estructura 14 de soporte, tal y como se puede apreciar en la figura 13c que muestra que el sistema 6 de antirrotación permanece fijo con respecto a la porción 14a principal a pesar del movimiento permitido por los muelles 16 de amortiguación entre la porción 14a principal y la porción 14b de contacto.

El posicionamiento de los muelles 16 de amortiguación puede ser en cualquier caso invertido con respecto al eje X de traslación, y los pasadores 16a de guía podrían por lo tanto estar conectados o atornillados a la porción 14b de interfaz en lugar de a la porción 14a principal. En este caso, la cavidad 14b' podría ser integral con la porción 14a principal.

El movimiento permitido entre la porción 14a principal y la porción 14b de interfaz, por medio de los muelles 16 de amortiguación, es funcional para absorber completamente el impacto provocado por el impacto del husillo 3 y/o del vástago 4 contra otros componentes del actuador 1, debido a la pérdida de control de la traslación de la unidad 2 de traslación. Además, este movimiento permite a la porción 14b de interfaz ser alejada con el fin de proteger otros componentes conectados al actuador 1, que por ejemplo forman parte de una bomba o de un intensificador que comprende el actuador 1.

Tal y como se muestra en la figura 1, el actuador presentado en los dibujos adjuntos es de accionamiento doble, y por lo tanto comprende dos vástagos 4 ubicados en lados opuestos del husillo 3. Las características descritas anteriormente para el vástago 4 y el sistema 5 de restricción entre el husillo 3 y el vástago 4 pueden aplicar para cada uno de los dos vástagos 4 de la figura 1 y para cada uno de los sistemas 5 de restricción indicados en la figura 1. Además, las características descritas para la porción 14b de interfaz, y en particular su movilidad con respecto a la porción 14a principal en oposición a una pluralidad de muelles 16, también se puede aplicar a la otra porción 14b de interfaz.

Además, la rotación de la tuerca de husillo provocada por el motor es preferiblemente alternada, y por lo tanto la traslación de la unidad X de traslación también es alternada.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un actuador (1) lineal preferiblemente para el corte de agua, que comprende un motor asociado de forma operativa a una tuerca de husillo de manera que provoca una rotación de la tuerca de husillo sobre sí misma, una unidad (2) de traslación que comprende un husillo (3) acoplado a la tuerca de husillo y un vástago (4) restringido al husillo (3) mediante el sistema (5) de restricción, el actuador (1) que comprende un sistema (6) de antirrotación diseñado para ejercer un par (C) de torsión de antirrotación en la unidad (2) de traslación de manera que la rotación de la tuerca de husillo provoca una traslación de la unidad (2) de traslación en relación a lo largo de una dirección (X) de relación, en donde el sistema (5) de restricción comprende medios elásticos por medio de los cuales el sistema (5) de restricción es al menos parcialmente elástico al menos en una dirección que esta vez aes transversal la dirección (X) de traslación, de manera que absorbe al menos parcialmente las cargas radiales que actúan paralelas a la dirección transversal durante la rotación de la tuerca de husillo sobre la unidad (2) de traslación, caracterizado porque los medios elásticos comprenden una pluralidad de muelles (10) que están distribuidos de forma angular alrededor de la dirección (X) de traslación, cada uno de los cuales está diseñado para actuar en una dirección paralela a la dirección (X) de traslación y se interpone de forma operativa entre el husillo (3) y el vástago (4), al menos dos muelles (10a, 10b) de la pluralidad que están ubicados en lados opuestos entre sí con respecto a un plano que contiene la dirección (X) de traslación, el sistema (5) de restricción entre el husillo (3) y el vástago (4) es al menos parcialmente elástico en una dirección transversal a la dirección (X) de traslación gracias a la posibilidad de que al menos dos muelles (10a, 10b) se muevan en direcciones opuestas entre si paralelas a la dirección (X) de traslación y/o al eje de extensión.

2. El actuador (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde debido a los medios elásticos, el sistema (5) de restricción es al menos parcialmente elástico con respecto a al menos una rotación longitudinal entre el vástago (4) y el husillo (3) alrededor de la dirección (X) de traslación y/o el eje de extensión.

3. El actuador de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el sistema (5) de restricción comprende una estructura (11) que es al menos parcialmente anular ubicada alrededor del vástago (4), en donde cada uno de la pluralidad de muelles (10) está interpuesto de forma operativa entre al menos la estructura (11 ) parcialmente anular y una pestaña (12) que es integral con el vástago (4), la estructura (11) que es integral con el husillo (3).

4. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema (5) de restricción comprende un acoplamiento (13) al menos parcialmente esférico, que en conjunción con los muelles (10), está configurado para trasmitir una rotación transversal pequeña del vástago (4) con respecto al husillo (3).

5. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema (5) de restricción, comprende una pluralidad de dientes (8) que son integrales con uno de, el vástago (4) y el husillo (3), y una pluralidad de alojamientos (7) respectivos que son integrales con el otro de, el vástago (4) y el husillo (3), cada uno de los alojamientos (7) que está diseñado para recibir uno de los dientes (8) respectivos para trasmitir el par (C) de torsión de antirrotación entre el vástago (4) y el husillo (3), los dientes (8) y los alojamientos (7) que están alternados entre si y que están distribuidos de forma angular alrededor de la dirección (X) de traslación y a lo largo de una circunferencia ubicada alrededor de la dirección (X) de traslación,

en donde los medios elásticos comprenden una pluralidad de elementos (9) elásticos, cada uno de los cuales se interpone entre uno de los dientes (8) y los alojamientos (7) respectivos.

6. El actuador (1) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde cada uno de los elementos (9) elásticos está interpuesto al menos parcialmente entre los dientes (8) respectivos y los alojamientos (7) respectivos a lo largo de la circunferencia.

7. El actuador (1) de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, en donde cada uno de los elementos (9) elásticos está interpuesto al menos parcialmente entre los dientes (8) respectivos y los alojamientos (7) respectivos, radialmente con respecto a la dirección (X) de traslación.

8. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una estructura (14) de soporte diseñada para contener al menos parcialmente el motor, el husillo (3), la tuerca de husillo, y el vástago (4), la rotación y la traslación que son relativas con respecto a al menos la estructura (14) de soporte.

9. El actuador (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la estructura (14) de soporte comprende una porción (14a) principal y una porción (14b) de interfaz, que están dispuestas una después de la otra a lo largo de la dirección (X) de relación, la porción (14a) principal que está diseñada para albergar al menos a la tuerca de husillo y al husillo (3) y la porción (14b) de interfaz que está preferiblemente diseñada para definir al menos una parte de una cámara (15) de compresión,

en donde las porciones (14a, 14b) son móviles entre si paralelas a la dirección de (X) de traslación y se oponen a una pluralidad de muelles (16) de amortiguación, que están distribuidos de forma angular alrededor de la dirección (X) de traslación, cada uno de los cuales está diseñado para actuar en una dirección paralela a la dirección (X) de traslación y/o el eje de extensión y se interponen de forma operativa entre las porciones (14a, 14b).

10. El actuador (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la porción (14b) de interfaz está diseñada para ser integral con una superficie (17) de contacto o para formar la superficie (17) de contacto, de manera que el contacto accidental del vástago (4) contra la superficie (17) de contacto después de la traslación provoca el movimiento entre las porciones (14a, 14b) que se oponen a los muelles (16) de amortiguación.

11. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el sistema (6) de antirrotación está interpuesto de forma operativa entre la estructura (14) de soporte y el vástago (4) y está configurado para ejercer el par (C) de torsión de antirrotación directamente en el vástago (4) durante la rotación de la tuerca de husillo de manera que el par de torsión de antirrotación también es transmitido al husillo (3) mediante la interposición del vástago (4) y del sistema (5) de restricción.

12. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema (6) de antirrotación comprende al menos un rodamiento (6a) de bola de recirculación lineal y el vástago (4) tiene al menos una ranura (4a) para el deslizamiento de al menos una serie de bolas del rodamiento (6a) paralelas a la dirección (X) de traslación.

13. El actuador (1) de acuerdo con la reivindicación 9 y con cualquiera de las otras reivindicaciones, en donde el sistema (6) de antirrotación es integral con la porción (14a) principal.

14. El actuador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado de tal manera que la traslación del vástago (4) a lo largo de la dirección (X) de traslación genera la compresión de al menos un fluido contenido en una cámara (15) de compresión, en al menos una dirección a lo largo de la dirección (X) de traslación.