MX2011004728A - Dispositivo de acoplamiento rotatorio con estructura de compensacion del desgaste. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de acoplamiento rotatorio para su uso como un embrague y/o freno que tiene una estructura para compensar el desgaste sobre las superficies de frenado. El dispositivo incluye una armadura acoplada a un elemento de salida y que se puede mover entre las posiciones de acoplamiento con un rotor y una placa del freno. La placa del freno está acoplada a una coraza inductora estacionaria que aloja un conductor sobre un lado del rotor opuesto a la armadura y a la placa del freno. La placa del freno está espaciada axialmente de la coraza inductora y una cuña removible o un espaciador ajustable está colocado entre la placa del freno y la coraza inductora. La remoción de la cuña o el ajuste del espaciador permiten el movimiento de la placa del freno hacia la coraza inductora para compensar el desgaste en las superficies de acoplamiento del embrague y/o del freno del dispositivo.

Description

DISPOSITIVO DE ACOPLAMIENTO ROTATORIO CON ESTRUCTURA DE COMPENSACION DEL DESGASTE Campo de la invención Esta invención se refiere a dispositivos de acoplamiento rotatorios tales como frenos y embragues y, en particular, a un dispositivo de acoplamiento rotatorio que tiene la estructura para compensar el desgaste sobre las superficies de frenado del dispositivo.

Antecedentes de la Invención Los dispositivos de acoplamiento rotatorio tales como los embragues y los frenos son utilizados para controlar la transferencia del par de torsión entre los cuerpos rotatorios. Un tipo de dispositivo convencional es ilustrado en las patentes U.S. Nos. 5,119,918, 5,285,882, y 5,971,121, las descripciones completas de las cuales son incorporadas aquí para referencia. Este dispositivo incluye un rotor que está acoplado a un eje de entrada para la rotación con el eje de entrada alrededor de un eje rotatorio. Una coraza inductora también está colocada alrededor del eje de entrada sobre un lado del rotor y está fijada contra la rotación. La coraza inductora define polos interno y externo que se extienden axialmente, espaciados radialmente, entre los cuales un conductor eléctrico está colocado, volteado hacia el rotor. Una placa del freno está acoplada a la coraza REF.219903 inductora y espaciada axialmente de la coraza inductora. La placa del freno está colocada sobre un lado del rotor opuesto al conductor. Una armadura acoplada a un elemento de salida está colocada sobre el mismo lado del rotor que la placa del freno y está colocada axialmente entre el rotor y la placa del freno. La armadura está acoplada a un elemento de salida por una pluralidad de muelles de láminas. La energización del conductor produce un circuito magnético en la coraza inductora, el rotor y la armadura que extrae la armadura en acoplamiento con el rotor y acopla el eje de entrada y el elemento de salida conjuntamente para la rotación. Durante la desenergización del conductor, los muelles de láminas extraen la armadura fuera de acoplamiento con el rotor y en acoplamiento con la placa del freno para frenar la armadura y el elemento de salida. Los magnetos permanentes acoplados a la placa del freno también son utilizados para crear otro circuito magnético entre la placa del freno, la coraza inductora y la armadura para ayudar a las muelles de láminas en el frenado de la armadura y el elemento de salida.

El acoplamiento repetido de la armadura con el rotor durante el acoplamiento del embrague y con la placa del freno durante el frenado, provoca el desgaste sobre las superficies de acoplamiento de la armadura, el rotor, y la placa del freno. Durante el transcurso del tiempo, este desgaste incrementa el hueco de aire que existe entre la armadura y el rotor cuando la armadura es acoplada con la placa del freno. El hueco de aire creciente requiere una corriente aumentada para extraer la armadura en acoplamiento con el rotor y acoplar el embrague. La demanda de la corriente excede por último las restricciones del servicio del dispositivo por lo cual se reduce la vida útil del dispositivo.

El inventor ha reconocido aquí una necesidad de un dispositivo de acoplamiento rotatorio que minimizará y/o eliminará una o más de las deficiencias identificadas anteriormente.

Breve Descripción de la Invención La presente invención proporciona un dispositivo de acoplamiento rotatorio.

Un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención incluye un rotor acoplado a un eje de entrada para la rotación con el mismo. El eje de entrada está colocado alrededor de un eje rotatorio y el rotor define una primera superficie de acoplamiento del embrague. Una coraza inductora está colocada alrededor del eje de entrada y fijada contra la rotación. Un conductor eléctrico está colocado dentro de la coraza inductora sobre un primer lado del rotor. Una placa del freno está espaciada axialmente desde y acoplada a la coraza inductora. La placa del freno define una primera superficie de acoplamiento del freno. Una armadura está colocada axialmente entre el rotor y la placa del freno sobre un segundo lado del rotor opuesto al conductor. La armadura es acoplada a un elemento de salida y define una segunda superficie de acoplamiento del embrague y una segunda superficie de acoplamiento del freno. Un magneto permanente está acoplado a una de la placa del freno y la armadura, el magneto empuja la armadura en acoplamiento con la placa del freno. Una cuña removible está colocada axialmente entre la placa del freno y la coraza inductora y al menos una porción de la cuña tiene una dimensión axial configurada para aproximarse a una reducción anticipada en la dimensión axial en al menos uno del rotor, la armadura y la placa del freno que resulta del desgaste durante el acoplamiento de la primera y segunda superficies del acoplamiento del embrague y el acoplamiento de la primera y segunda superficies de acoplamiento del freno.

Un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención incluye un rotor acoplado a un eje de entrada para la rotación con el mismo. El eje de entrada está colocado alrededor de un eje de rotación y el rotor define una primera superficie de acoplamiento del embrague. Una coraza inductora está colocada alrededor del eje de entrada y fijada contra la rotación. Un conductor eléctrico está colocado dentro de la coraza inductora sobre un primer lado del rotor. Una placa del freno está espaciada axialmente de y es acoplada a la coraza inductora. La capa del freno define una primera superficie de acoplamiento del freno. Una armadura está colocada axialmente entre el rotor y la placa del freno sobre un segundo lado del rotor opuesto al conductor. La armadura está acoplada a un elemento de salida y define una segunda superficie de acoplamiento del embrague y una segunda superficie de acoplamiento del freno. Un magneto permanente está acoplado a una de la placa del freno y la armadura, el magneto empuja a la armadura en acoplamiento con la placa del freno. Un espaciador ajustable está colocado entre la placa del freno y la coraza inductora. El ajuste del espaciador permite el movimiento de la placa del freno hacia la coraza inductora para compensar el desgaste sobre al menos una de la primera superficie de acoplamiento del embrague, la segunda superficie de acoplamiento del embrague, la primera superficie de acoplamiento del freno y la segunda superficie de acoplamiento del freno. El espaciador ajustable puede comprender, por ejemplo, un elemento compresible, un elemento deformable o un buje roscado.

Un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con la presente invención representa una mejora sobre los dispositivos convencionales. La cuña removible o el espaciador ajustable hacen posible que la placa del freno sea movida axialmente con relación a la armadura para compensar el desgaste sobre las superficies de acoplamiento del rotor, la armadura, y la placa de embrague. Como resultado, un hueco de aire relativamente consistente y un circuito magnético pueden ser mantenidos entre la armadura y el rotor de modo que la corriente requerida para el acoplamiento del embrague no se incremente más allá de las restricciones del sistema y la vida útil en servicio del dispositivo sea prolongada.

Estas y otras ventajas de la invención llegarán a ser evidentes para un experto en el arte a partir de la siguiente descripción detallada y las figuras que se anexan que ilustran las características de esta invención a manera de ejemplo.

Breve Descripción de las Figuras La figura 1 es una vista en sección transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 2 es una vista en planta de una cuña removible utilizada en el dispositivo de acoplamiento rotatorio de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La figura 4 es una vista en sección transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La figura 5 es una vista en sección transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La figura 6 y la figura 7 son vistas en planta de una porción del dispositivo de acoplamiento mostrado en la figura 5.

La figura 8 es una vista en sección transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento rotatorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La figura 9 y la figura 10 son vistas en planta de una porción del dispositivo de acoplamiento mostrado en la figura 8.

Descripción Detallada de la Invención Ahora con referencia a las figuras en donde se utilizan números de referencia semejantes para identificar componentes idénticos en las diversas vistas, la figura 1 ilustra un dispositivo de acoplamiento rotatorio 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El dispositivo 20 funciona como un embrague para transferir selectivamente el par de torsión desde un eje de entrada 22 hasta un elemento de salida 24. El dispositivo 20 también funciona como un freno sobre el elemento de salida 24 cuando el par de torsión no está siendo transferido al elemento de salida 24. El dispositivo 20 también puede ser provisto para su uso en un tractor cortacesped o un dispositivo semejante. Se entenderá por aquellos con experiencia ordinaria en el arte, sin embargo, que el dispositivo 20 puede ser utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que requieren un embrague o freno. El dispositivo 20 puede incluir un rotor 26, una llave 28, un espaciador 30, una coraza inductora 32, un ensamblaje de conducción eléctrica 34, una armadura 36, una placa del freno 38, uno o más magnetos permanentes 40 y una cuña removible 42.

El eje de entrada 22 proporciona una fuente del par de torsión para accionar el elemento de salida 24. El eje 22 se puede hacer de metales convencionales y aleaciones del metal y pueden ser sólidos o tubulares. El eje 22 está centrado alrededor de un eje rotatorio 44 y es accionado por una máquina, motor eléctrico u otra fuente de potencia convencional. En la modalidad ilustrada el eje de entrada 22 es insertado en el dispositivo 20 sobre un lado del dispositivo 20 opuesto al elemento de salida 24. Se debe entender, sin embargo, que la orientación del eje de entrada 22 y el espaciador 30 podría ser invertida de tal modo que el eje de entrada 22 sea insertado en el dispositivo 20 sobre el mismo lado que el elemento de salida 24. El eje 22 define una cerradura 46 que se extiende axialmente, configurada para recibir la llave 28.

El elemento de salida 24 transfiere el par de torsión a un dispositivo de accionamiento tal como la cuchilla de una máquina cortacésped. El elemento 24 puede comprender una polea convencional alrededor de la cual está enrollada una banda transmisora del par de torsión y acoplada al dispositivo de accionamiento.

El rotor 26 está provisto para el acoplamiento selectivo con la armadura 36 para transmitir el par de torsión entre el eje de entrada 22 y un elemento de salida 24. El rotor 26 está colocado alrededor del eje 44 y está acoplado al eje de entrada 22 para la rotación con el mismo. El rotor 26 se puede hacer de los metales y las aleaciones metálicas convencionales e incluye un cubo 48 y un disco 50 del rotor.

El cubo 48 es tubular y define un orificio central dentro del cual se extiende el eje de entrada 22. El cubo 48 define una cerradura 52 que se extiende axialmente de forma complementaria con la misma, y configurada para recibir, la llave 28. La cerradura 52 está opuesta a la cerradura 46 del eje 22 durante el ensamblaje del dispositivo 20 sobre el eje 22. En cualquier extremo distal, el cubo 48 hace contacto a tope contra, y soporta los, cojinetes 54, 56. En su diámetro radialmente externo, el cubo 48 define un polo 58 del rotor interno que se extiende axialmente. El cubo 48 define además un rebajo 60 que se extiende axialmente, radialmente hacia dentro del polo 58 para un propósito descrito aquí posteriormente.

El disco 50 se extiende radialmente hacia fuera desde el tubo 48. El disco 50 está acoplado al cubo 48 por medio, por ejemplo, de una relación de ajuste a presión que incluye una pluralidad de orejetas y muescas complementarias. Como ya se sabe en el arte, el disco 50 puede incluir una pluralidad de hileras espaciadas radialmente de ranuras con forma de banana 62 espaciadas angularmente . Durante la energización del ensamblaje de conducción 34, la ranura 62 causa un flujo magnético para viajar de atrás hacia delante entre el disco 50 y la armadura 36 a través de un hueco de aire haciendo posible que un acoplamiento de par de torsión elevado entre el rotor 26 y la armadura 36. En la modalidad ilustrada, el disco 50 incluye tres hileras de ranuras 62. Sin embargo, se debe entender que el número de hileras de ranuras 62, el número de ranuras 62 en cualquier hilera, y el tamaño y la forma de las ranuras 62 puede variar. En su diámetro más externo, el disco 50 define un polo 64 del rotor externo que se extiende axialmente. El polo 64 está alineado radialmente con el polo 28 y espaciado radialmente hacia fuera del polo 58.

La llave 28 está provista para acoplar rotatoriamente el eje 22 y el rotor 26. La clave 28 se puede hacer de metales y de aleaciones de metales convencionales. La llave 28 está configurada para ser recibida dentro de las cerraduras opuestas 46, 52 del eje 22 y el cubo 48 del rotor, respectivamente. La llave 28 puede ser generalmente cuadrada o rectangular en su sección transversal. La llave 28 y la cerradura 52 pueden ser conformadas complementariamente entre sí de tal manera que el movimiento radialmente hacia dentro de la llave 28 con relación al rotor 26 después de la instalación de la llave 28 en la cerradura 52 sea limitada. Por ejemplo, la llave 28 puede asumir una forma substancialmente de dovela en la sección transversal radial y se hace cónica moviéndose radialmente hacia dentro desde su borde radialmente más externo. La llave 28 también puede ser conformada de manera complementaria con el espaciador 30. La llave 28 puede tener un borde biselado o achaflanado 66 en cualquier extremo para hacer posible un ensamblaje más facilitado .

El espaciador 30 está provisto para soportar al elemento de salida 24 en una relación ensamblada con los otros componentes del dispositivo 20 y se puede hacer a partir de los materiales convencionales incluyendo metales pulverizados. El espaciador 30 está colocado alrededor del eje 44 y generalmente es de forma cilindrica. El espaciador 30 está configurado para recibir un sujetador (no mostrado) que se extiende a través del espaciador 30 y hacia el eje de entrada 22. El espaciador 30 puede definir una cabeza 68 en un extremo axial que tiene una pluralidad de caras 70 que permiten que el eje de entrada 22 sea asegurado mientras que se aplica el par de torsión al sujetador. El espaciador 30 puede definir además un cuerpo 72 que se extiende axialmente desde la cabeza 68. El cuerpo 72 tiene una superficie externa 74 generalmente cilindrica sobre la cual el cojinete 56 puede estar soportado entre las partes sobresalientes opuestas sobre el cubo 48 del rotor y el espaciador 30. El espaciador 30 puede ser conformado de un modo complementario con relación a la llave 28 para limitar el movimiento radial y axial de la llave 28 con relación al espaciador 30. El espaciador 30 puede definir un rebajo 76 que se extiende axialmente encerrado en un extremo axial y configurado para recibir un extremo de la llave 28. Durante el ensamblaje del dispositivo 20, el movimiento radialmente hacia dentro y hacia fuera de la llave 20 está limitado con relación al espaciador 30 y el movimiento axial de la llave 28 con relación al espaciador 30 también está limitado en una dirección axial (a la derecha en la figura 1) . Se debe entender que la llave 28 y el espaciador 30 podrían ser conformados de una manera que provea que la llave 28 y el espaciador 30 sean conformados de un modo complementario para limitar el movimiento radial y/o axial de la llave 28 con relación al espaciador 30.

La coraza inductora 32 está provista para alojar al ensamblaje de conducción 34. La coraza 32 también forma parte de un circuito magnético que provoca el acoplamiento selectivo del rotor 26 y la armadura 36. La coraza inductora 32 se puede hacer de los metales y las aleaciones de metales convencionales, incluyendo acero. La coraza 32 es cilindrica y está colocada alrededor del eje 44 y está soportada sobre la banda de rodadura externa del cojinete 54. La coraza 32 está fijada contra la rotación por medio, por ejemplo, de un sujetador (no mostrado) que se extiende a través de una ranura (no mostrada) en la coraza 32. La coraza 32 generalmente es generalmente con forma de U en la sección transversal e incluye los elementos anulares 78, 80 radialmente internos y radialmente externos .

El elemento interno 78 está soportado sobre la banda de rodadura externa del cojinete 54. El elemento 78 tiene generalmente forma de L en su sección transversal y define un polo interno 82 que se extiende axialmente . El polo 82 se extiende hacia el rebajo 60 del cubo 48 del rotor 26 y por lo tanto está colocado radialmente hacia dentro del polo 58 del rotor interno. Como se describe de manera más completa en la solicitud de patente U.S. No. 11/150,671, asignada comúnmente y copendiente, la descripción completa de la cual es incorporada aquí para referencia, la localización relativa de los polos 58, 82 es ventajosa por varias razones. En primer lugar, la eficiencia magnética del rotor 26 que involucra el circuito magnético, la coraza inductora 32 y la armadura 36, es mejorada por la reducción de huecos de aire para al menos algo del flujo magnético en el circuito. En segundo lugar, el hueco anular en el cual el ensamblaje de conducción 34 está colocado, está agrandado haciendo posible una inserción y afianzamiento más facilitado del ensamblaje 34 dentro de la coraza inductora 32.

El elemento externo 80 está acoplado a y soportado sobre el elemento interno 78. El elemento externo 80 define una pared extrema 84, un polo externo 86 que se extiende axialmente, y una saliente 88. La pared extrema 84 se extiende radialmente hacia fuera desde el elemento 78. El polo 86 es integral con, y se extiende axialmente desde, la pared extrema 84. El polo 86 está colocado radialmente hacia fuera del polo 64 del rotor 26. La saliente 88 es integral con, y se extiende radialmente hacia fuera desde, el polo 86 en un extremo del polo 86 opuesto a la pared extrema 84. La saliente 88 se extiende a lo largo de al menos una porción de la circunferencia del polo 86.

El ensamblaje de conducción 34 está provisto para crear un circuito magnético entre el rotor 26, la coraza inductora 32 y la armadura 36 para provocar el movimiento de la armadura 36 en acoplamiento con el rotor 26 y la transmisión del par de torsión desde el eje de entrada 22 hasta el elemento de salida 24. El ensamblaje de conducción 34 es generalmente anular y está colocado alrededor del eje 44 dentro de la coraza inductora 32. En particular, el ensamblaje 34 está colocado entre los polos interno y externo 82, 86 de la coraza 32. El ensamblaje 34 incluye un conductor 90 y una coraza 92.

El conductor 90 puede comprender una bobina de cobre convencional aunque otros conductores conocidos pueden ser utilizados alternativamente. El conductor 90 puede ser conectado eléctricamente a un suministro de energía (no mostrado) tal como una batería. Durante la energización del conductor 90, un circuito magnético es formado entre el rotor 26, la coraza inductora 32, y la armadura 36. El flujo magnético fluye desde el polo externo 86 de la coraza 32 a través de un hueco de aire hasta el polo externo 64 del rotor 26. El flujo viaja entonces de atrás hacia delante entre el disco 50 y la armadura 36 a través del hueco de aire entre ellos. El flujo fluye entonces desde el disco 50 del rotor 26 hasta el cubo 48 del rotor 26. Finalmente, el flujo fluye desde el cubo 48 de regreso a los elementos 78, 80 de la coraza inductora 32 a lo largo de varias rutas. En particular, una porción del flujo fluye directamente desde el polo 58 del rotor interno hasta el elemento 80. Otra porción del flujo fluye desde el cubo 48 a través del polo interno 82 del elemento 78 antes de fluir hasta el elemento 80. Todavía otra porción del flujo puede fluir desde el cubo 48 hasta el cubo de soporte 94 radialmente hacia dentro del cojinete 54 y luego hasta el elemento 78 y el elemento 80 permitiendo que una porción del flujo evite el área de densidad elevada del polo 58 del rotor interno y el polo 82 de la coraza inductora interno y que mejora además la eficiencia magnética del circuito .

La coraza 92 está provista para alojar el conductor 90 y también es utilizada para montar el conductor 90 dentro de la coraza inductora 32. La coraza 92 puede ser moldeada de plástico convencional. La coraza 92 puede incluir un conectador terminal integral 96 a través del cual el conductor 90 puede ser conectado eléctricamente a una fuente de energía. La coraza 92 también puede definir una o más lengüetas (no mostrada) dimensionadas para ser recibidas dentro de los rebajos en la pared de extremo 84 de la coraza inductora 32 para prevenir la rotación del ensamblaje de conducción 34. La coraza 92 puede incluir una saliente que se extiende radialmente hacia fiera (no mostrada) colocada próxima al polo externo 86 de la coraza inductora 32 y fijada a la coraza 32 en una pluralidad de puntos como se describe en la solicitud de patente U.S. No. 11/150,670 pendiente, asignada comúnmente, la descripción completa de la cual es incorporada aquí para referencia.

La armadura 36 está provista para transmitir un par de torsión de frenado al elemento de salida 24 y para transmitir selectivamente un par de torsión de accionamiento desde el rotor 26 hasta el elemento de salida 24. La armadura 36 se puede hacer de una variedad de metales y de aleaciones metálicas convencionales incluyendo el acero. La armadura 36 es de construcción anular y colocada alrededor del eje 44. La armadura 36 está espaciada axialmente del rotor 26 por un hueco de aire. De manera semejante, al disco 50 del rotor, la armadura 36 incluye una pluralidad de hileras espaciadas radialmente de ranuras espaciadas angularmente 98 que facilitan el recorrido del flujo magnético de atrás hacia delante entre el rotor 26 y la armadura 36 durante la energización del ensamblaje de conducción 34. En la modalidad ilustrada, la armadura 36 incluye dos hileras de ranura 98. Se debe entender que el número de hileras de ranuras 98 sobre la armadura 36, el número de ranuras 98 en cualquier hilera, y el tamaño y la forma de las ranuras 98 puede variar. La armadura 36 está acoplada al elemento de salida 24. En particular, la armadura 36 puede ser acoplada al elemento de salida 24 por una pluralidad de muelles de láminas 100. Los muelles 100 transmiten el par de torsión de accionamiento y de frenado desde la armadura 36 esta el elemento de salida 24 permiten el movimiento axial de la armadura 36 con relación al elemento 24 y hacia y apartándose del disco 50 del rotor. Los muelles 100 se pueden hacer de acero inoxidable y están conectados en un extremo a la armadura 36 y en un extremo opuesto al elemento de salida 24 utilizando sujetadores convencionales 102 tales como remaches, tornillos, pernos, o pasadores .

La placa 38 del freno proporciona una superficie de frenado para el acoplamiento por la armadura 36 al elemento de salida 24 del freno. La placa 38 forma además parte de un circuito magnético con la armadura 36 y los magnetos 40 y puede proporcionar un medio para alojar el magneto 40. La placa 38 del freno se puede hacer de materiales convencionales que tienen una reluctancia magnética relativamente baja incluyendo metales y aleaciones metálicas tales como el acero. La placa 38 del freno se extiende alrededor de al menos una porción de la circunferencia del dispositivo 20, y preferentemente solo una porción de la circunferencia del dispositivo 20, y esta acoplada a la coraza inductora 32. En particular, la placa 38 del freno es acoplada a la saliente 88 de la coraza inductora 32 y suspendida de la misma utilizando uno o más sujetadores 104. Los sujetadores 104 se pueden hacer de un material o materiales que tienen una reluctancia magnética relativamente elevada (incluyendo materiales no magnéticos) para reducir o eliminar la transferencia del flujo entre la placa de 38 del freno y la coraza inductora 32 y por esto facilitar el acoplamiento del embrague cuando el ensamblaje de conducción 34 es energizado. De principio a fin de esta solicitud, el término "reluctancia magnética relativamente elevada" significará una reluctancia magnética que es mayor que la reluctancia magnética de la armadura 36 de tal modo que la transferencia del flujo sea más probable que ocurra entre la placa 38 del freno y la armadura 36 que entre la placa 38 del freno y el sujetador 104. La placa 38 del freno puede ser espaciada axialmente desde la saliente 88 de la coraza inductora 32 utilizando uno o más espaciadores 106. Los espaciadores 106 pueden incluir los orificios 108 a través de los cuales se extienden los sujetadores 104. Los espaciadores 106 se pueden hacer de manera semejante de un material o materiales que tienen una reluctancia magnética relativamente elevada (incluyendo materiales no magnéticos) para reducir o eliminar la transferencia de flujo entre la placa 38 del freno y la coraza inductora 32.

Los magnetos 40 son provistos para crear un circuito magnético entre la placa 38 del freno y la armadura 36 para extraer la armadura 36 en acoplamiento con la placa 38 del freno y proporcionar un par de torsión para el frenado al elemento de salida 24. Los magnetos 40 pueden comprender magnetos de neodinio-hierro-boro (Nd-Fe-B) u otros magnetos permanentes conocidos. Los magnetos 40 preferentemente son colocados solamente alrededor de una porción de la circunferencia del dispositivo 20. Los magnetos 40 están alineados axialmente con una porción de la armadura 36 por lo cual se reduce el número de huecos de aire en el circuito magnético con relación a los dispositivos de acoplamiento convencionales y mejorar la eficiencia magnética, como se describe con mayor detalle en la solicitud de patente U.S. No. 11/150,027 copendiente, asignada comúnmente, la descripción completa de la cual es incorporada aquí para referencia. Los magnetos 40 pueden ser orientados de tal modo que el flujo magnético viaje a través de los magnetos 40 en una dirección axial, radial, o arqueada (circunferencial) . Los magnetos 40 pueden ser recibidos dentro de las cavidades 110 formadas en la placa 38 del freno. Alternativamente, los magnetos 40 en lugar de esto pueden ser recibidos dentro de una cavidad formada en la armadura 36 y alineados axialmente con la placa 38 del freno. Los magnetos 40 pueden ser arreglados de tal modo que una cara de cada magneto 40 esté nivelada con un lado (y la superficie de frenado) de la placa 38 del freno (o la armadura 36) . Colocando los magnetos 40 de tal modo que una cara este nivelada con la superficie de frenado de la placa 38 del freno (o la armadura 36) , se agregan los magnetos 40 a la superficie de desgaste de la placa 38 del freno (o la armadura 36) incrementando su resistencia al desgaste y la superficie de frenado.

La cuña 42 está provista para permitir el ajuste de la posición de la placa 38 del freno para compensar el desgaste sobre las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague del rotor 26 y la armadura 36, respectivamente y sobre las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno, de la armadura 36 y del freno 38, respectivamente. La cuña 42 se puede hacer de una variedad de materiales incluyendo los metales y aleaciones metálicas convencionales. La cuña 42 está colocada axialmente entre la coraza inductora 32 y la placa 38 del freno con el espaciador 106. En la modalidad ilustrada, la cuña 42 está colocada axialmente entre la coraza inductora 32 y el espaciador 106 y está más cercana a la coraza inductora 32 que la placa 38 del freno, pero se debe entender que las posiciones de la cuña 42 y el espaciador 106 podrían ser invertidas. La cuña 42 puede estar en contacto con la placa 38 del freno.

Con referencia a la figura 2, la cuña 42 tiene bordes radialmente internos y externos 120, 122. La cuña 42 define un par de ranuras 124 formadas en el borde interno 120 que está configurado para recibir los sujetadores 104. Las ranuras 124 tienen una forma que es complementaria con la forma de los sujetadores 104. En la modalidad ilustrada, cada ranura 124 tiene substancialmente forma de U y está configurada para recibir un sujetador circular. La profundidad di de cada ranura 124 puede ser mayor que el diámetro de un sujetador 104 correspondiente de tal modo que una porción de la cuña 42 (tal como cualquiera de las patas 126, 127, 128) esté colocada más alejada radialmente hacia dentro que el sujetador 104 (mejor mostrado en la figura 1) .

Con referencia nuevamente a la figura 1, al menos una porción de la cuña 42 (es decir, la porción entre la coraza inductora 32 y el espaciador 106) tiene una dimensión axial d2 que está configurada para aproximarse a una reducción anticipada en la dimensión axial de uno o más del rotor 26, la armadura 36 y la placa 38 del freno que resulta del desgaste durante el acoplamiento de las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague y las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno. Por ejemplo, la dimensión d2 puede ser elegida para que se aproxime a una reducción en la dimensión axial d3 en la armadura 36 y la placa 38 del freno que resulta del desgaste durante el acoplamiento de la armadura 36 y la placa 38 del freno. Durante la operación del dispositivo 20, las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague y las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno empiezan a desgastarse. Como resultado, el hueco de aire que existe entre el rotor 26 y la armadura 36 cuando la armadura 36 está acoplada con la placa 38 del freno, se incrementa. El hueco de aire incrementado requiere un aumento en la corriente en el ensamblaje de conducción 34 para reforzar el circuito magnético entre el rotor 26 y la armadura 36 y para continuar extrayendo la armadura 36 en acoplamiento con el rotor 26. Eventualmente, la demanda de la corriente creciente podría exceder las limitaciones del servicio sobre el dispositivo 20, por lo cual se limita la vida útil del dispositivo 20. A causa de que la cuña 42 tiene una dimensión axial d2 elegida para que se aproxime a una reducción en la dimensión axial en uno o mas del rotor 26, la armadura 36 y la placa 38 del freno (por ejemplo, una reducción d3 en las dimensiones axiales (o las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno) de la armadura 36 y la placa 38 del freno) , la cuña 42 puede ser removida en un tiempo predeterminado en la vida de servicio del dispositivo 20 y/o cuando la inspección del dispositivo 20 revela que el desgaste sobre el rotor 26, la armadura 36 y/o la placa 38 del freno ha hecho apropiada la remoción. Durante la remoción de la cuña 42, la placa 38 del freno puede ser movida hacia la saliente 88 de la coraza inductora 32. Esta acción substancialmente restablecerá el hueco de aire original entre el rotor 26 y la armadura 36 por la compensación del desgaste sobre las superficies de frenado 116, 118 de la armadura 36 y la placa 38 del freno y sobre las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague, del rotor 26 y la armadura 36 que de otra manera podrían provocar que la armadura 36 esté localizada más alejada del rotor 26 cuando se acopla con la placa 38 del freno. Manteniendo el hueco de aire, las demandas de la corriente incrementadas durante el acoplamiento del embrague pueden ser minimizadas y la vida de servicio del dispositivo 10 es extendida.

La porción radialmente externa de la cuña 42 puede definir un borde 130 que finaliza axialmente . Como se muestra en la figura 1, el borde 130 tiene una dimensión axial d4 que es más grande que la dimensión d2. El borde 130 facilita la remoción de la cuña 42 manualmente o por medio de una herramienta proporcionando una superficie 132 contra la cual se puede aplicar una fuerza para mover la cuña 42 radialmente hacia fuera apartándose del dispositivo 20.

Con referencia ahora a la figura 3, un dispositivo de acoplamiento rotatorio 134 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención es ilustrado. El dispositivo 134 es semejante al dispositivo 20. Por lo tanto, las estructuras semejantes son identificadas con los mismos números de referencia y una descripción de las estructuras semejantes se puede encontrar aquí anteriormente. El dispositivo 134 difiere del dispositivo 20 en que el dispositivo 134 incluye un espaciador ajustable 136. Cuando se utilice aquí, "ajustable" se refiere al ajuste de la posición o de la forma del espaciador dentro del dispositivo de acoplamiento rotatorio y excluye simplemente remover el espaciador (o una parte del espaciador) del dispositivo.

El espaciador 136 está provisto para permitir que la placa 38 del freno sea movida axialmente hacia al armadura 36 para compensar el desgaste en una o más de las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague y las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno. El espaciador 136 puede comprender un buje que está colocado entre la saliente 88 de la coraza inductora 32 y la placa 38 del freno y se extiende a través de la saliente 88. Un extremo axial 138 del espaciador 136 hace contacto a tope con la placa 38 del freno. El extremo axial opuesto 140 del espaciador 136 puede definir una cabeza 142. La superficie radialmente externa del espaciador 136 que define una pluralidad de roscas configuradas para acoplar las roscas correspondientes en una abertura 144 en la saliente 88. La rotación del espaciador 136 provoca el movimiento del espaciador 136 paralelo al eje 44 y permite el movimiento correspondiente de la placa 38 del freno permitiendo por esto el ajuste infinito de la posición axial de la placa 38 del freno. El espaciador 136 define un orificio 146 configurado para recibir el sujetador 104. El sujetador 104 se extiende a través de los orificios alineados en la saliente 88, el espaciador 136 y la placa 38 del freno para asegurar la posición de la placa 38 del freno contra el extremo 138 del espaciador 136. El espaciador 136 se puede hacer de un material o materiales que tienen una reluctancia magnética relativamente elevada (incluyendo los materiales no magnéticos) para reducir o eliminar la trasferencia de flujo entre la placa 38 del freno y la coraza inductora 32.

Con referencia ahora a la figura 4, un dispositivo de acoplamiento rotatorio 148 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención es ilustrado. El dispositivo 148 es nuevamente semejante al dispositivo 20. Por lo tanto, las estructuras semejantes son identificadas con los mismos números de referencia y una descripción de las estructuras semejantes se puede encontrar aquí anteriormente. El dispositivo 148 difiere del dispositivo 20 en que el dispositivo 148 incluye un espaciador ajustable 150.

El espaciador 150 está provisto nuevamente para permitir que la placa 38 del freno sea movida axialmente hacia la armadura 36 para compensar el desgaste en una o más de las superficies 112, 114 del embrague y las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno. El espaciador 150 puede comprender un cuerpo comprimible o triturable que está colocado entre la saliente 88 de la coraza inductora 32 y la placa 38 del freno. Un extremo axial 152 del espaciador 150 hace contacto a tope con la placa 38 del freno mientras que el extremo axial opuesto 154 del espaciador 150 hace contacto a tope con la saliente 88 de la coraza inductora 32. El espaciador 150 define un orificio 156 configurado para recibir el sujetador 104. El sujetador 104 se extiende a través de los orificios alineados en la saliente 88, el espaciador 150 y la placa 38 del freno. La rotación del sujetador 104 extrae la placa 38 del freno hacia la saliente 88 y comprime el espaciador 150 por lo cual se permite el ajuste infinito de la posición axial de la placa 38 del freno. El espaciador 150 nuevamente se puede hacer de un material o materiales que tienen una reluctancia magnética relativamente elevada (incluyendo materiales no magnéticos) para reducir o eliminar la transferencia de flujo entre la placa 38 del freno y la coraza inductora 32.

Con referencia ahora a las figuras 5-7, un dispositivo de acoplamiento rotatorio 158 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención es ilustrado. El dispositivo 158 es nuevamente semejante al dispositivo 20. Por lo tanto, las estructuras semejantes son identificadas con los mismos números de referencia y una descripción de las estructuras semejantes se puede encontrar aquí anteriormente. El dispositivo 158 difiere del dispositivo 20 en que el dispositivo 158 incluye un eapaciador ajustable 160.

El espaciador 160 nuevamente está provisto para permitir que la placa 38 del freno sea movida axialmente hacia la armadura 36 para compensar el desgaste sobre una o más de las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague y las superficies de acoplamiento 116, 118 del freno. El espaciador 160 puede comprender un cuerpo deformable que está colocado entre la saliente 88 de la coraza inductora 32 y la placa 38 del freno. En particular, el espaciador 160 puede comprender un cuerpo deformable elásticamente . Como se muestra en la modalidad ilustrada, el espaciador 160 puede formar una estructura unitaria con la placa 38 del freno. Se debe entender, sin embargo, que el espaciador 160 puede formar un componente separado. El espaciador 160 se extiende axialmente con relación a la placa 38 del freno de tal modo que el espaciador 160 sea colocado más cercano a la saliente 88 que la superficie de acoplamiento 118 de la placa 38 del freno. Con referencia a la figura 6, en la modalidad ilustrada, el espaciador 160 está conectado a la placa 38 del freno en un cuello 162. Los brazos 164, 166 se extienden axialmente y circunferencialmente desde cualquier lado del cuello 162. Los brazos 164, 166 incluyen extremos semicirculares que definen los rebajos 168, 170, respectivamente, que tienen un diámetro interno de tamaño aproximadamente igual que el diámetro externo de las protuberancias 172, 174 correspondientes formadas en la placa 38 del freno a través de las cuales se extienden los sujetadores 104. La rotación de los sujetadores 104 extrae la placa 38 del freno hacia la saliente 88 y deforma los brazos 164, 166 empujándolos hacia la placa 38 del freno por lo cual se permite el ajuste infinito de la posición axial de la placa 38 del freno. El dispositivo 158 puede incluir además arandelas 176 colocadas alrededor de los sujetadores 104 entre los brazos 164, 166 del espaciador 160 y la saliente 88. Las arandelas 176 se pueden hacer de un material o materiales que tienen una reluctancia magnética relativamente elevada (incluyendo materiales no magnéticos) para reducir o eliminar la transferencia de flujo entre la placa 38 del freno y la coraza inductora 32.

Con referencia ahora a las figuras 8-10, un dispositivo de acoplamiento rotatorio 178 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención es ilustrado. El dispositivo 178 nuevamente es semejante al dispositivo 20. Por lo tanto, las estructuras semejantes son identificadas con los mismos números de referencia y una descripción de las estructuras semejantes se puede encontrar aquí anteriormente. El dispositivo 178 difiere el dispositivo 20 en que el dispositivo 178 incluye un espaciador ajustable 180.

El espaciador 180 nuevamente es provisto para permitir que la placa 38 del freno sea movida axialmente hacia la armadura 36 para compensar el desgaste sobre una o más de las superficies de acoplamiento 112, 114 del embrague y las superficies 116, 118 de acoplamiento del freno. El espaciador 180 comprende un cuerpo que está en acoplamiento fraccionado con la placa 38 del freno. El espaciador 180 puede ser formado a partir del mismo estampado que la placa 38 del freno a través de una operación de semi-perforación. El espaciador 180 está formado de tal manera que el espaciador 180 pueda ser colocado en un acoplamiento friccionado ceñido con la placa 38 del freno. En la modalidad ilustrada, el espaciador 180 define extremos semicirculares que definen los rebajos 182, 184, respectivamente, que tienen un diámetro interno aproximadamente igual en el tamaño a un diámetro externo de las protuberancias 172, 174 correspondientes formadas en la placa 38 del freno a través de las cuales se extienden los sujetadores 104. Cuando se compara con el espaciador 160 mostrado en las figuras 5-7, sin embargo, el espaciador 180 siempre se superpone radialmente sobre al menos una porción de la placa 38 del freno como se muestra en la figura 8. La rotación de los sujetadores 104 extrae la placa 38 del freno hacia la saliente 88 contra las fuerzas de fricción entre el espaciador 180 y la placa 38 del freno creando una superposición radial adicional entre el espaciador 180 y la placa 38 del freno y permitiendo por esto un ajuste infinito de la posición axial de la placa 38 del f eno. Este arreglo conduce a un incremento de la fuerza radial (y por último de la fricción) cuando la rotación del sujetador 104 extrae la placa 38 del freno hacia la saliente 88 de la coraza inductora 32.

Aunque la invención ha sido mostrada y descrita con referencia a una o más modalidades particulares de la misma, se entenderá por aquellos expertos en el arte que se pueden hacer varios cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, se debe entender que aunque solamente una cuña es mostrada en la modalidad ilustrada, una pluralidad de cuñas podrían ser utilizada para facilitar los ajustes de compensación más finos. También se debe entender que la forma de la cuña 42 podría variar de la modalidad ilustrada sin apartarse del espíritu de la presente invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (18)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un dispositivo de acoplamiento rotatorio, caracterizado porque comprende: un rotor acoplado a un eje de entrada para la rotación con el mismo, el eje de entrada colocado alrededor de un eje rotatorio y el rotor define una primera superficie de acoplamiento del embrague; una coraza inductora colocada alrededor del eje de entrada y fijada contra la rotación; un conductor eléctrico colocado dentro de la coraza inductora sobre un primer lado del rotor; una placa del freno espaciada radialmente de y acoplada a la coraza inductora, la placa del freno define una primera superficie de acoplamiento del freno; una armadura colocada axialmente entre el rotor y la placa del freno sobre un segundo lado del rotor opuesto al conductor, la armadura acoplada a un elemento de salida y que define una segunda superficie de acoplamiento del embrague y una segunda superficie de acoplamiento del freno; un magneto permanente acoplado a una de la placa del freno y la armadura, el magneto empuja la armadura en acoplamiento con la placa del freno; y una cuña removible colocada axialmente entre la placa del freno y la coraza inductora, al menos una porción de la cuña tiene una primera dimensión axial configurada para aproximarse a una reducción anticipada en la dimensión axial en al menos uno del rotor, la armadura y la placa del freno que resulta del desgaste durante el acoplamiento de la primera y segunda superficies de acoplamiento del embrague y el acoplamiento de la primera y segunda superficies de acoplamiento del freno.

2. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción radialmente externa de la cuña define un borde que se extiende axialmente que tiene una segunda dimensión axial más grande que la primera dimensión axial.

3. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cuña define una ranura configurada para recibir un sujetador que acopla la placa del freno a la coraza inductora.

4. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la ranura tiene substancialmente una forma de U.

5. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque una porción de la cuña está colocada más alejada radialmente hacia dentro que el sujetador.

6. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un espaciador colocado axialmente entre la coraza inductora y la placa del freno, el espaciador hace contacto con la cuña.

7. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un espaciador colocado axialmente entre la coraza inductora y la placa del freno, la cuña colocada axialmente entre el espaciador y la coraza inductora.

8. Un dispositivo de acoplamiento rotatorio, caracterizado porque comprende: un rotor acoplado a un eje de entrada para la rotación con el mismo, el eje de entrada colocado alrededor de un eje rotatorio y el rotor define una primera superficie de acoplamiento del embrague; una coraza inductora colocada alrededor del eje de entrada y fijada contra la rotación; un conductor eléctrico colocado dentro de la coraza inductora sobre un primer lado del rotor; una placa del freno espaciada axialmente de y acoplada a la coraza inductora, la placa del freno define una primera superficie de acoplamiento del freno; una armadura colocada axialmente entre el rotor y la placa del freno sobre un segundo lado del rotor opuesto al conductor, la armadura acoplada a un elemento de salida y que define una segunda superficie de acoplamiento del embrague volteada y una segunda superficie de acoplamiento del freno; un magneto permanente acoplado a una de la placa del freno y la armadura, el magneto empuja la armadura en acoplamiento con la placa del freno; y un espaciador ajustable colocado entre la placa del freno y la coraza inductora, el ajuste del espaciador permite el movimiento de la placa del freno hacia la coraza inductora para compensar el desgaste sobre al menos una de la primera superficie de acoplamiento del embrague, la segunda superficie de acoplamiento del embrague, la primera superficie de acoplamiento del freno y la segunda superficie de acoplamiento del freno.

9. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el espaciador ajustable comprende un buje que se extiende a través de la coraza inductora y que hace contacto a tope con la placa del freno, el buje está en acoplamiento roscado con la coraza inductora.

10. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el buje está hecho de un material que tiene una reluctancia magnética relativamente elevada.

11. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende un sujetador que se extiende a través de los orificios alineados en la coraza inductora, _el buje y la placa del freno.

12. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el espaciador ajustable comprende un cuerpo compresible.

13. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el cuerpo compresible está hecho de un material que tiene una reluctancia magnética relativamente elevada.

14. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende un sujetador que se extiende a través de los orificios alineados en la coraza inductora, el cuerpo compresible y la placa de frenado.

15. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el espaciador ajustable comprende un cuerpo deformable.

16. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la placa del freno y el cuerpo deformable forman una estructura unitaria .

17. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el cuerpo deformable es deformable elásticamente .

18. El dispositivo de acoplamiento rotatorio de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el espaciador ajustable comprende un cuerpo en acoplamiento friccionado con la placa del freno.