Acoplamiento elástico.

Sector de la técnica.

La presente invención se refiere a un acoplamiento elástico aplicable en transmisiones mecánicas para la conexión de dos ejes y la transmisión de un par de un eje al otro.

Estado de la técnica anterior.

Actualmente son conocidos diferentes tipos de acoplamientos elásticos, empleados para conectar dos ejes, transmitir el par de giro de un eje a otro y proporcionar a la unión una elasticidad capaz de absorber ligeras deformaciones.

Estos acoplamientos presentan diferentes estructuras y configuraciones dependiendo del tipo y grado de deformación a absorber, lo que requiere que el acoplamiento tenga una rigidez determinada para cada tipo de deformación: axial, radial, cónica y torsional.

En el estado de la técnica son conocidas las articulaciones elásticas que comprenden dos armaduras cilindricas metálicas, dispuestas concéntricamente, y una masa de material elastómero, normalmente caucho, comprimido entre las dos armaduras.

El problema de estas articulaciones elásticas que comprenden una masa de material elastómero es que no soportan las altas temperaturas que se generan en el funcionamiento de determinadas máquinas o elementos de transporte, o a las que se pueden ver expuestas dichas maquinas cuando trabajan en zonas calientes, tales como fundiciones o zonas de hornos. Por ejemplo, el caucho soporta un máximo de 80 ^e . Otro inconveniente es que el caucho se deteriora en contacto con ácidos o productos químicos en general, y no puede ser empleado para soportar grandes cargas.

Para solventar los problemas anteriores existen en el mercado determinadas articulaciones metálicas, como la descrita en la patente US 2,658,710 que coloca en el eje o soporte un amortiguador con forma de cilindro, con un taladro central. El problema que presentan estas articulaciones es que son adecuadas para absorber esfuerzos únicamente en dirección axial y no proporcionan una amortiguación adecuada ante cargas radiales, oblicuas o torsionales.

En la patente europea EP2077402 (HUTCHINSON, S.A.) se describe un amortiguador para una estructura aeroespacial que está compuesto por una cámara anular con compartimentos, siendo rellanados cada uno de estos compartimentos mediante un cojín metálico de malla de hilo, completando el dispositivo un fluido de amortiguamiento que llena la cámara anular y los espacios entre las malla de hilo. Esta articulación elástica resulta compleja de fabricar por la incorporación del fluido amortiguador y la necesidad de incorporar retenes o sellos hidráulicos para evitar la fuga del fluido con el paso del tiempo.

Además, esta articulación presenta únicamente una elasticidad axial, y no proporciona una adecuada elasticidad angular, ni torsional, ni radial. En este antecedente la rigidez la otorga el cojín y el amortiguamiento es por fluido.

En el documento US 2 729 442 se describe una articulación con cojines deformables para disponer entre elementos de rotación, compuesto por una camisa exterior y una interior con forma cuadrada, entre las que se disponen cojines deformables.

La patente de invención ES 2 686 395 B2, del mismo titular de la presente invención, describe una articulación elástica; que comprende: - un aro interior para su montaje sobre un eje, - un aro exterior concéntrico con el aro interior para su montaje en un soporte y - unos cojines de hilo metálico dispuestos entre: unos tramos intermedios del aro interior, de sección decreciente hacia los extremos opuestos de dicho aro interior, y dos porciones intermedias del aro exterior, de sección decreciente hacia los extremos opuestos de dicho aro exterior, y enfrentadas a los tramos intermedios del aro interior.

Explicación de la invención.

El acoplamiento elástico objeto de la invención presenta unas características técnicas que aportan una serie de ventajas entre las que cabe mencionar: la utilización únicamente de materiales metálicos, una estructura de gran facilidad de montaje, la incorporación de los cojines metálicos encargados de proporcionar elasticidad al acoplamiento en unos cojinetes que realizan una sujeción estable de dichos cojines metálicos; que permite una construcción más ligera, con tolerancias mayores y, por tanto, con mayor economía y que presenta una disposición de los cojines metálicos que le proporciona al acoplamiento elástico, simultáneamente, las cuatro rigideces posibles: axial, radial, cónica y torsional.

Según la invención, este acoplamiento elástico comprende:

- dos manguitos sensiblemente paralelos que presentan: una cara externa provista de medios de fijación de los respectivos ejes a acoplar; una serie de orificios enfrentados, distribuidos circularmente, y una cara interna, enfrentada al manguito opuesto, y provista de unas cavidades cilindricas alineadas con los respectivos orificios;

- un cuerpo metálico dispuesto entre los manguitos, sensiblemente paralelo a dichos manguitos y que presenta dos caras opuestas, comprendiendo en cada una de dichas caras una serie de pernos alineados con las cavidades y orificios de los respectivos manguitos y;

- unos cojinetes metálicos montados sobre los pernos del cuerpo y alojados en las respectivas cavidades de los manguitos.

Dichos cojinetes comprenden una pieza anular metálica provista de una superficie exterior que contacta con la superficie interior de la correspondiente cavidad de uno de los manguitos; encontrándose montados en dicha pieza anular: un cojín interior de hilo metálico que conforma una superficie de contacto del cojinete con el perno correspondiente, y unos cojines laterales de hilo metálico que sobresalen por los extremos opuestos de la pieza metálica y conforman las superficies de contacto de dicho cojinete metálico con las caras enfrentadas del cuerpo y del correspondiente manguito; de modo que el conjunto de cojinetes metálicos le proporcionan al acoplamiento elástico unas rigideces torsional, radial, axial y cónica.

El montaje de las diferentes partes del acoplamiento elástico, es decir, de los cojinetes en las cavidades de los manguitos y de los pernos en el interior de los cojinetes metálicos y de los orificios de los manguitos, se realiza en dirección axial, al igual que el acoplamiento de los ejes a acoplar con los manguitos laterales, que disponen sendos cubos para la recepción del extremo del eje correspondiente.

En una realización preferente, el cojín interior de cada uno de los cojinetes metálicos comprende vahos sectores anulares, distribuidos circunferencialmente, y ligeramente distanciados entre sí en dirección tangencial.

Según la invención, la pieza anular de los cojinetes presenta interiormente unos apéndices pehmetrales de sección en “L”, que tienen en dirección radial una longitud menor que la sección del cojín interior, de modo de los sectores anulares conformantes de dicho cojín interior sobresalen de apéndices pehmetrales hacia el interior de los cojinetes.

Dichos apéndices pehmetrales definen en los cojinetes metálicos: una cavidad anular abierta hacia el interior del cojinete, en la que se encuentra alojada una porción periférica del cojín interior, que está comprimido contra la superficie interior de la pieza anular del correspondiente cojinete; y dos cavidades anulares, abiertas hacia laterales opuestos del cojinete, en las que se encuentran alojadas unas porciones extremas de los correspondientes cojines laterales.

Con las características descritas este acoplamiento elástico proporciona una serie de ventajas adicionales a las mencionadas anteriormente; concretamente: absorbe y amortigua las irregularidades del par transmitido de un eje a otro, desplaza los regímenes críticos, acepta desalineaciones y diferencias entre los ejes, suprime las posibles tensiones de un acoplamiento rígido en las mismas condiciones, permite una construcción más ligera, con tolerancias mayores y por tanto, con mayor economía; no incluye materiales combustibles y soporta altas temperaturas.

Otra característica destacable de este acoplamiento es que no tiene juego al mantener el contacto por medio de los cojines de hilo metálico, por lo que es silencioso, sin fricción y no necesita engrase.

Breve descripción del contenido de los dibujos.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del acoplamiento elástico de la invención.

- La figura 2 muestra una vista en alzado del acoplamiento elástico de la figura 1 .

- La figura 3 muestra una vista explosionada en perspectiva del acoplamiento elástico.

- La figura 4 muestra una vista en alzado del acoplamiento elástico seccionado por un plano medio vertical.

- La figura 5 corresponde al detalle “A” ampliado de la figura 4.

- Las figuras 6 y 7 muestran sendas vistas en perspectiva y en alzado de uno de los cojinetes metálicos del acoplamiento elástico.

- La figura 8 muestra una vista en planta de un cojinete metálico seccionado por el plano horizontal B-B’ referenciado en la figura 7.

- La figura 9 muestra una vista en alzado del cojinete metálico seccionado por el plano vertical C-C’ referenciado en la figura 7.

Exposición detallada de modos de realización de la invención.

El acoplamiento elástico representado en las figuras 1 a 4 comprende: dos manguitos (1 a, 1b) ¡guales, dispuestos simétricamente en planos paralelos; un cuerpo (2) metálico dispuesto entre dichos manguitos; y unos cojinetes metálicos (3) dispuestos entre dicho cuerpo (2) y los manguitos (1 a, 1b).

Los manguitos (1a, 1 b) son metálicos y disponen en su cara externa de un cubo (11) conformante de unos medios para su fijación a los ejes (E1 , E2) a acoplar, tal como se muestra en la figura 2.

Cada uno de los manguitos (1a, 1b) dispone de una serie de orificios (12) distribuidos circularmente y enfrentados al manguito (1 b, 1 a) opuesto y, en su cara interna unas cavidades (13) cilindricas, concéntricas con los mencionados orificios (12) y destinadas a recibir en su interior los respectivos cojinetes metálicos (3).

Por su parte, el cuerpo (2) comprende en sus caras opuestas una serie de pernos (21 ) alineados con las respectivas cavidades (13) y orificios (12) de los manguitos (1a, 1 b).

Tal como se observa en las figuras 4 y 5, los cojinetes metálicos (3) se encuentran montados sobre los pernos (21) del cuerpo (2) y alojados en las respectivas cavidades (13) de los manguitos (1a, 1 b).

Como se puede observar en las figuras 6 a 9 los cojinetes metálicos (3) comprenden una pieza anular (31 ), sensiblemente cilindrica y preferentemente de acero, que presenta en su superficie interior unos apéndices (32) perimetrales de sección en “L”.

Dichos apéndices (32) definen una cavidad anular, abierta hacia el interior de los cojinetes metálicos (3) en la que se encuentra alojada una porción periférica de un cojín interior (33) de hilo metálico, conformado en este caso por vahos sectores anulares (33a, 33b, 33c) distribuidos circunferencialmente, ligeramente distanciados entre sí y que sobresalen de los apéndices (32) hacia el interior del cojinete metálico.

Dichos apéndices (32) también definen en los cojinetes metálicos (3) dos cavidades anulares, abiertas hacia laterales opuestos del cojinete metálico, y en las que se encuentran alojadas unas porciones extremas de sendos cojines laterales (34) de hilo metálico.

Como se puede observar en la sección de la figura 4 y en el detalle ampliado de la figura 5, en la posición de montaje del acoplamiento elástico, los cojinetes metálicos (3) se encuentran montados sobre los pernos (21 ) del cuerpo (2) y alojados en las cavidades (13) del manguito (1a, 1 b) correspondiente. En esta posición de montaje, los cojinetes metálicos (3) contactan: con la superficie exterior de la pieza anular (31 ) contra la superficie interior de la cavidad (13) correspondiente; con los sectores anulares (33a, 33b, 33c) conformantes del cojín interior (33) contra el perno (21) correspondiente, y con los extremos opuestos de los cojines laterales (34) contra las caras enfrentadas del cuerpo (2) y del manguito (1 a, 1 b) correspondiente.

De este modo el cuerpo (2) y los manguitos (1a, 1b) se mantienen separados por el cojín interior (33) y por los cojines laterales (34) de los cojinetes metálicos (3) lo que le proporciona al acoplamiento elástico unas rigideces axial, radial, torsional y cónica.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.