Actuador electromecánico.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se encuadra en el marco de los actuadores electromecánicos de altas prestaciones sometidos a fuerzas por encima de los 600KN y con carreras superiores a los 1500mm.

Su principal aplicación industrial, aunque no la única, sería el sector de las prensas de reciclaje y de forraje, tanto horizontales como de doble compresión.

El objeto de la invención es proporcionar un actuador electromecánico con un diseño capaz de aguantar altas cargas, desplazamientos y las duras condiciones de trabajo que demandan las aplicaciones industriales para las que ha sido concebido, sin incurrir en elementos demasiado grandes o costosos, presentando una mayor rigidez que otros mecanismos existentes y por lo tanto una mayor capacidad, disminuyendo la sección útil de los vástagos y aligerando el sistema, todo ello con una estructura que alarga la vida útil del dispositivo y minimiza su mantenimiento, estando mejor protegida/aislada frente a la suciedad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el ámbito de aplicación práctica de la invención, los actuadores diseñados para cargas pesadas, son conocidas múltiples invenciones relativas a actuadores electromecánicos o mecanismos asociados a los mismos.

Como estado de la técnica más próximo cabe destacar la patente de invención US4500805 relativa a un actuador electromecánico para cargas pesadas, que si bien comparte ciertas características estructurales con el dispositivo de la presente invención, presenta una serie de limitaciones y problemas.

En tal sentido, el dispositivo que se describe en dicha patente US4500805 está formado por un conjunto de cuatro vástagos dispuestos circunferencialmente y unidos en ambos extremos a través de tornillos de fijación, lo cual limita los desplazamientos y las cargas máximas soportadas debido al incremento de la longitud a pandeo.

Este dispositivo cuenta con dos alojamientos para rodamientos en la parte frontal y trasera formado por rodamientos angulares de bolas dispuestos en línea unidos espalda con espalda. Este diseño presenta una limitación importante en la vida de los elementos, así como en la carga a soportar.

De acuerdo con otro de los problemas que presenta este dispositivo, en el mismo participan cuatro vástagos dispuestos circunferencialmente con un único elemento de cierre con cuatro aberturas axiales para permitir el paso de los vástagos. Esta disposición plantea un problema principalmente en ambientes sucios donde la cantidad de polvo y partículas pueden introducirse a través de las aberturas, causando un problema en el husillo o reduciendo la vida de los rodamientos.

Paralelamente, se conocen sistemas de irreversibilidad para actuadores electromecánicos como el descrito en la patente alemana DE3444946A1 que consiste en un sistema de irreversibilidad accionado por un muelle helicoidal conectado a dos zapatas en los extremos dispuestas con hendiduras de forma que con poca holgura encajan en una chaveta colocada en el eje del lado del husillo.

Si bien este sistema cumple satisfactoriamente la función para la que ha sido previsto, la propia configuración del muelle helicoidal hace que el sistema presente una volumetría que sería deseable reducir, presentando igualmente una estructuración con una instalación compleja que sería deseable simplificar.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El actuador electromecánico de la invención resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en todos y cada uno de los aspectos comentados.

La solución pretende reemplazar toda la tecnología hidráulica de las prensas tanto continuas como de doble cajón, doble comprensión etc, dentro tanto del sector del reciclaje como agrícola, sin descartar otros ámbitos en los que se requiera de unas prestaciones similares.

De forma más concreta, la invención aumenta drásticamente las especificaciones de los actuadores electromecánicos por encima del umbral de los 600KN y 1500mm de carrera, generando nuevas aplicaciones en la industria, reduce tiempos de diseño e ingeniería, disfrutando de las ventajas de la electromecánica como el ahorro energético y el rápido retorno de la inversión.

Para ello, el dispositivo de la invención se constituye a partir de un husillo, una tuerca de rodillos planetarios, un sistema de irreversibilidad, uno o más servomotores acoplados directamente al husillo o a través de una transmisión mecánica o diversos elementos mecánicos de modo que el par de entrada al husillo sea la suma de los pares suministrados por cada servomotor de forma individual, conjunto que queda encapsulado en un tubo cilindrico o camisa interior.

La sección frontal de la tuerca de rodillos planetarios, en la dirección de empuje de la carga, se vincula a un conector de empuje que pudiera ser cilindrico, y pudiera tener dos o más tubos cilindricos, dispuestos alrededor del husillo, con las paredes interiores roscadas para acoger dos o más vástagos de extremos roscados, y que por su otro extremo roscan en un pie de distribución de cargas, pies que están unidos por una brida a la tapa de una camisa exterior, de diámetro mayor que el de la camisa interior anteriormente citada, de manera que esta camisa exterior desliza hacia delante y hacia detrás según los movimientos de la tuerca, cubriendo todas las vías de entrada de material del exterior. Finalmente, los medios de anclaje de la masa a desplazar se unen por cualquier medio convencional a la tapa de la camisa exterior, dichos medios de anclaje podrán adoptar diferentes formas dependiendo de las necesidades de anclaje que precise la masa a desplazar.

A la camisa interior se fija a través de una brida una estructura tubular que incluye medios de fijación a diferentes partes de la máquina que adoptaran las formas que la máquina requiera.

Volviendo nuevamente a la tuerca, ésta se encuentra alojada en la carcasa de cierre cilindrica que dispone interiormente de una geometría complementaria a la geometría de exterior de la tuerca para evitar que la tuerca pueda rotar dentro de la carcasa de cierre. Por su parte, la carcasa de cierre cuenta en su zona exterior central de una brida para su unión al conector de empuje a través de la brida, dejando en medio una guía circular. Finalmente, el conjunto formado por los elementos antes mencionados se cierra a través de una tapa de cierre roscada o unida a la carcasa de cierre por cualquier medio convencional, imposibilitando el movimiento relativo entre los elementos que forman este conjunto. En correspondencia con los extremos del husillo se establecen dos alojamientos de rodamientos, un alojamiento frontal constituido por el cuerpo tubular de una pieza centradora que contiene, dos o más rodamientos axiales de rodillos o similares dispuestos en oposición a la carga del movimiento de prensado, contenidos individualmente en alojamientos individuales que a su vez encajan en el cuerpo tubular de la pieza centradora dispuesta alrededor del husillo, de la que emergen exteriormente dos o más discos exteriores, que permiten repartir parte de las cargas soportadas por los rodamientos axiales a la camisa interior, con dos o más aberturas dotadas de rodamientos lineales para el paso y guiado de los vástagos paralelos al husillo. Los rodamientos y alojamientos individuales están conectados entre sí por conectores, de manera que se restringe el movimiento axial en dirección al desplazamiento de cargas, por medio de arandelas de cierre y una tapa frontal de cierre. La pieza centradora cuenta con medios de fijación a la camisa interior, por lo que los vástagos que atraviesan la pieza centradora no pueden rotar sobre el eje del husillo, lo que restringe la rotación de la tuerca planetaria vinculada al conector de empuje.

El interior del alojamiento frontal se mantiene totalmente estanco por sellos colocados en las aberturas frontales y traseras del mismo.

El alojamiento trasero está constituido por un alojamiento trasero exterior formado por un cuerpo tubular dotado de dos o más discos exteriores que permiten repartir parte de las cargas soportadas por los rodamientos axiales a la camisa interior cuyo disco más posterior es de mayor diámetro que el resto y en su perímetro exterior cuenta con orificios para su fijación a una brida de la camisa interior, a través de la cual se transmite a la camisa interior la mayor parte de carga repartida por los rodamientos axiales. El cuerpo tubular del alojamiento trasero exterior aloja a su vez al sistema de irreversibilidad y un alojamiento trasero interior de rodamientos axiales de estructura tubular con una nervadura circular interior que actúa como espaciador entre al menos un rodamiento axial dispuesto en oposición a la carga del movimiento de prensado situado en la sección frontal del alojamiento trasero interior, en caso de contener más de un rodamiento axial estos estarán a su vez individualmente contenidos en alojamientos individuales conectados entre sí por conectores, y al menos un rodamiento axial en su sección trasera dispuesto en oposición a la carga del movimiento de retracción, de contener más un rodamiento axial estos estarán a su vez individualmente contenidos en alojamientos individuales conectados entre sí por conectores. El alojamiento trasero exterior estará sellado por sellos situados en las aberturas frontales y trasera del citado alojamiento.

Esta disposición y estructura de los vástagos, de los alojamientos frontal y trasero, de los rodamientos axiales, del conector de empuje y de las bridas de distribución de cargas permite ampliar la capacidad de carga y la carrera del actuador, y mejorando la absorción de las cargas de pandeo de los vástagos con diámetros menores, abaratando costes y aligerando la solución.

El dispositivo cuenta con un sistema de irreversibilidad que contiene un eje conductor con dos chavetas conectado con un eje conducido (extensión del husillo) y un muelle en forma de C, con cierta precarga en estado de reposo con un gatillo unido a cada extremo encapsulado en un cilindro de revolución y retenido por arandela de retención, al cilindro de revolución se le ha limitado el giro y el desplazamiento por medio de una tapa con una protuberancia con una geometría encajable y complementaria a la del cilindro de revolución. El muelle en forma de C se acopla en el eje conductor de manera que las pletinas del cilindro de revolución entren en contacto con los gatillos que a su vez tienen que encajar con las chavetas del eje conducido. A partir de esta estructuración, el mecanismo permite el movimiento en ambos sentidos si el movimiento se inicia en el eje conductor al reducirse la precarga del muelle y bloquea el sistema si el movimiento se inicia en el eje conducido al aumentar la carga del muelle precargado.

El empleo de un muelle en forma de C, respecto de un muelle helicoidal, permite por una parte establecer en el mismo plano los mecanismos de activación del sistema de irreversibilidad del movimiento proveniente del eje conducido, independientemente de si el movimiento es en el sentido horario o en sentido anti-horario, reduciendo la longitud del elemento de revolución donde se aloja el sistema de irreversibilidad, simplificando la estructura del sistema y su instalación, lo que redunda en una reducción de la longitud total del actuador. Por otra parte, la mayor superficie de rozamiento del muelle en forma de C y la concreta estructuración del sistema incrementa la resistencia al movimiento de reversión hasta el punto de que antes colapsará el actuador a permitir la reversión del movimiento del husillo.

De acuerdo con otra de las características o ventajas de la invención, la camisa interior cuenta con cuatro elementos atornillados a la misma, con tuercas de ajuste y juntas toncas de sellado, contando para ello con cuatro o más taladros roscados para la implantación de los elementos atornillados, de manera que coincidan con la guía prevista conectada a la tuerca planetaria, en la posición denominada posición de parking, permitiendo la sustitución de piezas de recambio, o la posición de funcionamiento con los elementos atornillados tangentes al diámetro interior de la camisa interior y las tuercas de ajuste, sellando el sistema, para el funcionamiento normal. En cuanto a los pies de distribución de carga asociados a los extremos opuestos de los vástagos que se vinculan a la tuerca planetaria que mueve el husillo a través del conector de empuje, estos están formados por un tubo cilindrico roscado interiormente solidario a una brida de distribución de carga, que se fija a la tapa de la camisa exterior en la extremidad libre del actuador, restringiendo el movimiento relativo de la camisa exterior respecto de los vástagos.

En cuanto a los vástagos que participan en el dispositivo, estos se vinculan entre sí por su extremidad opuesta a la tuerca planetaria por medio de los pies de distribución de carga fijados a la tapa de la camisa exterior y los dos o más discos exteriores de la pieza centradora, de manera que el último de dichos discos o en posición más retrasada de los mismos define una superficie de contacto con la camisa interior, presentando un chaflán en ángulo, y el primero de dichos discos o en posición más adelantada presenta un mayor diámetro que el resto, con orificios en su perímetro exterior para su fijación a una brida dispuesta en la carcasa interior. Siendo este primer disco exterior el que transmite, a través de la brida de fijación, a la camisa interior la mayor parte de la carga transmitida por los rodamientos axiales a los alojamientos individuales y de los alojamientos individuales a la pieza centradora.

Por último, tal y como se ha dicho con anterioridad, el actuador puede estar asistido por dos servomotores conectados a una transmisión de engranajes de cualquier tipo, de manera que el par transmitido al husillo sea la suma de los pares transmitidos por cada servomotor individualmente, además de estar conectado en la modalidad de “load sharing” compartiendo cargas en demanda.

Solo queda señalar, que el tubo que conforma la camisa interior puede tener cualquier sección, tanto circular como se ha descrito anteriormente como cuadrada, rectangular, oval, etc. En consecuencia, todos los elementos ajustables a dicha camisa interior deberán tener una forma o sección en correspondencia con la de la camisa interior.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista de sección del dispositivo de la invención de acuerdo con una vanante de realización en la que el dispositivo presenta una configuración de un único servomotor conectado por acople directo y los detalles N y O ampliados.

DETALLE- N.- Muestra una sección isométrica del alojamiento frontal de rodamientos del dispositivo de la invención.

DETALLE- O.- Muestra una sección isométrica del alojamiento trasero de rodamientos del dispositivo de la invención.

La figura 2.- Muestra un despiece en perspectiva isométrica de los componentes internos del dispositivo de la invención y la unión entre los mismos.

La figura 3.- Muestra una sección en perspectiva isométrica del desmontaje de los alojamientos de rodamientos mostrados en los detalles N y O.

La figura 4.- Muestra la vista lateral del dispositivo de la invención sin medios de propulsión representados y con el fin de situar la sección L-L y el detalle U ampliado de la sección L-L

SECCION L-L. -Muestra una sección de la “posición de parking” por el plano de situación de las uniones atornilladas.

DETALLE- U.- Muestra un detalle ampliado de la sección L-L a nivel de una de las uniones atornilladas.

La figura 5.- Muestra una vista isométrica de la extracción del husillo y tuerca como material de apoyo a la explicación del reemplazo del husillo tuerca.

La figura 6.- Muestra una vista isométrica del montaje del nuevo husillo y la tuerca con los dos o más vástagos, previa a la inserción en la camisa de cierre.

La figura 7.- Muestra una vista isométrica del procedimiento descrito en la memoria del centrado del husillo y tuerca a través de las unidades atornilladas. La figura 7.1.- Muestra sendos detalles en perfil y alzado frontal del conjunto de la figura 7 a nivel del extremo libre del husillo.

La figura 8.- Muestra un despiece de los elementos que componen el sistema de irreversibilidad de movimiento.

La figura 9.- Muestra una vista lateral del dispositivo de la invención necesaria para situar la sección M-M.

SECCION M-M. - Muestra una sección del sistema de irreversibilidad.

La figura 10. - Muestra una sección diametral del dispositivo, para posicionar los detalles R y S.

DETALLE R.- Muestra la distribución de tensiones a través de los rodamientos axiales en el alojamiento delantero.

DETALLE S.- Muestra la distribución de tensiones a través de los rodamientos axiales en el alojamiento trasero.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como en el dispositivo de la invención participa un husillo (11), conectado con una tuerca (13) de rodillos planetarios, bolas o similares, husillo que esta accionado por al menos un servomotor (40), conectado a través de acople directo o una transmisión de cadena donde en el caso de dos unidades motrices ambas se conectarán en el mismo eje o ejes diferentes, si están unidos mecánicamente con el fin de que el par transmitido al husillo sea la suma de los pares generados por cada servomotor (solución no representada en los dibujos).

El servomotor (40) acciona el husillo (11) vinculado a la tuerca (13), a la cual se le restringe el giro por medios que se presentaran más adelante, de forma que se traslada longitudinalmente en el eje axial en ambas direcciones y todo el conjunto se encuentra encapsulado y cerrado en todas direcciones por una camisa interior (14), una tapa frontal (26) y una tapa trasera (25). El husillo (11) está soportado en ambos extremos por dos alojamientos para rodamientos, frontal y trasero, representados en los DETALLE-N, DETALLE-R y DETALLE-O, DETALLE- S.

El alojamiento frontal que soporta las mayores cargas axiales en sentido opuesto al movimiento de prensado está constituido por el cuerpo tubular (30) de una pieza centradora (16) que contiene, dos o más rodamientos axiales (28) de rodillos ¡guales o diferentes según los criterios de diseño específicos de cada caso, dispuestos en oposición a la carga del movimiento de prensado, contenidos individualmente en alojamientos individuales (19) que a su vez encajan en el cuerpo tubular (30) de la pieza centradora (16) dispuesta alrededor del husillo (11), de la que emergen exteriormente dos o más discos exteriores (31), que permiten transmitir las cargas soportadas por los rodamientos axiales (28) a la camisa interior (14), con dos o más aberturas (16A) para el paso de vástagos (2) paralelos al husillo, estando las aberturas (16A) del disco exterior (31) más anterior dotado de rodamientos lineales (27) para el guiado de los vástagos (2). Los rodamientos axiales (28) y los alojamientos individuales (19) están conectados entre sí por conectores (20), de manera que se restringe el movimiento axial en dirección al desplazamiento de cargas, por medio de arandelas de cierre (29) y una tapa frontal (26) de cierre. La pieza centradora cuenta con medios de fijación a la camisa interior, por lo que los vástagos (2) que atraviesan la pieza centradora (16) no pueden rotar sobre el eje del husillo, lo que restringe la rotación de la tuerca (13) vinculada al conector de empuje (1).

La elección de rodamientos axiales y configuración de sus correspondientes alojamientos frontal y trasero no es una mera opción de diseño, sino que responde al tipo de cargas específicas soportadas por el actuador y la distribución y transmisión de las mismas a la camisa interior (14). De forma más concreta, el actuador soporta dos tipos de tensiones axiales en sentidos opuestos al movimiento del actuador, la carga del movimiento de prensado (CP) y la carga del movimiento de retracción (CR). Dichas tensiones se transmiten según se muestran en los DETALLES R y S, representadas mediante flechas, de manera que dichas cargas se transmiten oblicuamente a través de los rodamientos axiales (28), dispuestos en oposición a la carga axial a soportar, hacia la zona exterior a éstos de mayor diámetro a través de la propia geometría del rodamiento axial, que a su vez la transmiten hacia superficies de mayor diámetro hasta la camisa interior (14) del siguiente modo. El alojamiento frontal recibe exclusivamente la carga del movimiento de prensado (CP) que se transmite axialmente a través de las arandelas de cierre (29) y conector (47) al más adelantado de los rodamientos axiales (28) que la trasmite oblicuamente su correspondiente alojamiento individual (19) y al correspondiente conector (20) vinculado al siguiente rodamiento axial. La carga oblicua transmitida al alojamiento individual (19) se transmite por éste al cuerpo tubular (30) y al siguiente alojamiento individual (19). La carga oblicua transmitida al cuerpo tubular (30) de la pieza centradora (16) se transmite a la camisa interior (14) a través de los discos exteriores (31), mientras que la carga transmitida al conector se transmite axialmente al siguiente rodamiento axial (28). Este proceso de transmisión de cargas se repite sistemáticamente hasta llegar al más posterior de los rodamientos axiales (28) del alojamiento frontal, que transmite oblicuamente la carga axial soportada directamente sobre la sección final del cuerpo tubular (30) de la pieza centradora (16), que constituye el alojamiento de dicho rodamiento axial, que a su vez las transmite a la camisa interior (14) a través de los discos exteriores (31) y axialmente a través de la brida de la camisa interior conectada al más adelantado de los discos exteriores (31) de la pieza centradora. Finalmente el interior del cuerpo tubular (30) del alojamiento frontal se mantiene totalmente estanco por el sello frontal (46) de la abertura frontal y el sello trasero (45) de la abertura trasera.

Mientras que el alojamiento trasero recibe carga en ambos sentidos (carga del movimiento de prensado (CP) y carga del movimiento de retracción (CR)). Por una parte, la carga del movimiento de retracción (CR) se debe únicamente a rozamientos y fricciones entre piezas y el peso de la masa a desplazar y por otra parte, la mayor parte de la carga del movimiento de prensado (CP) ha sido descargada a través del alojamiento frontal. Por lo tanto, las cargas a soportar por el alojamiento posterior, aun en dos sentidos, son menores. Debido a ello y a su posición dentro de la camisa interior (14), así como la necesidad de alojar también el sistema de irreversibilidad hacen que la configuración del alojamiento trasero sea diferente a la del frontal.

Concretamente, El alojamiento trasero está constituido por un alojamiento trasero exterior (17) formado por un cuerpo tubular, con tapa frontal integrada, dotado de dos o más discos exteriores (24), que permiten repartir parte de las cargas soportadas por los rodamientos axiales (28) a la camisa interior (14), cuyo disco más posterior es de mayor diámetro que el resto y en su perímetro exterior cuenta con orificios para su fijación a una brida (15) de la camisa interior (14) y a la tapa trasera (25), brida a través de la cual se transmite a la camisa interior (14) la mayor parte de carga repartida por los rodamientos axiales (28) del alojamiento trasero. El cuerpo tubular del alojamiento trasero exterior aloja a su vez al sistema de irreversibilidad encapsulado en la carcasa (49) y un alojamiento trasero interior (41) de rodamientos axiales de estructura tubular con una nervadura interior (38) circular, constituyendo un alojamiento a cada lado de la nervadura para al menos un rodamiento axial (28) dispuesto en oposición a la carga del movimiento de prensado (CP) situado en la sección frontal del alojamiento trasero interior (41), en caso de contener más de un rodamiento axial (28) estos estarán a su vez individualmente contenidos en alojamientos individuales conectados entre sí por conectores, y para al menos un rodamiento axial (28) en su sección trasera dispuesto en oposición a la carga del movimiento de retracción (CR), de contener más un rodamiento axial (28) estos estarán a su vez individualmente contenidos en alojamientos individuales conectados entre sí por conectores. El alojamiento trasero exterior (17) estará sellado en su parte frontal por un sello frontal (21) y en su parte trasera por una tapa trasera de cierre (25) y un sello trasero (22).

Concretamente, en la realización practica representada en las figuras, la carga del movimiento de prensado (CP) se transmite, a través del conector (39), al rodamiento axial (28) de la sección frontal que a su vez transmite oblicuamente la carga al alojamiento trasero interior (41) que la reparte en el alojamiento trasero exterior (17) y la carcasa (49), que a continuación la transmite al alojamiento trasero exterior (17) a través de la tapa de cierre (25) impidiendo que la carga afecte al sistema de irreversibilidad, para que finalmente las cargas se transmitan a la camisa interior (14) a través de los discos exteriores (24) y la brida del alojamiento trasero exterior (17). Por su parte, la carga del movimiento de retracción (CR) se transmite, a través del conector (32), al rodamiento axial (28) de la sección trasera que a su vez transmite oblicuamente la carga al alojamiento trasero interior (41), el cual la transmite al alojamiento trasero exterior (17) y este a través de los discos exteriores (24) y la brida del alojamiento trasero exterior (17) la transmite a la camisa interior (14). Finalmente una arandela de cierre (48) restringe el movimiento axial de los elementos contenidos en la sección trasera del alojamiento trasero interior (41) impidiendo que las cargas de prensado (CP) y las cargas de retracción (CR) afecten al sistema de irreversibilidad.

Al final la carga residual se descarga en máquina a través de los medios de fijación del actuador a la máquina. Los rodamientos axiales solo pueden transmitir la carga en un sentido, y de ahí su posición en el diseño.

La tuerca (13) se encuentra alojada en la carcasa de cierre (5) cilindrica que dispone interiormente de una geometría complementaria a la geometría de exterior de la tuerca (13) para evitar que la tuerca (13) pueda rotar dentro de la carcasa de cierre (5). Por su parte, la carcasa de cierre (5) cuenta en su zona exterior central de una brida (6) para su unión al conector de empuje (1) a través de la brida (7), dejando en medio la guía (8) construida en un plástico técnico auto lubricado para evitar calentamientos y minimizar las perdidas por rozamientos además de servir de sujeción del denominado sistema de “parking” que facilita el mantenimiento o cambio rápido descrito más adelante. Finalmente, el conjunto formado por los elementos antes mencionados se cierra a través de una tapa de cierre (10) roscada o unida a la carcasa de cierre (5) por cualquier medio convencional, imposibilitando el movimiento relativo entre los elementos forman este conjunto.

El conector de empuje (1) dispone de al menos dos alojamientos tubulares (1 C) roscados interiormente, donde se alojan dos o más vástagos (2), roscados en ambos extremos y diseñados de manera que las cargas se distribuyen en las roscas, que pueden estar dotados de un tope de desplazamiento axial (Z) del actuador constituido por un anillo peñmetral mecanizado o soldado dispuesto próximo al extremo roscado (A) que se rosca al alojamiento tubular (1 C) del conector de empuje (1), que en caso de funcionamiento anormal hará tope con el más posterior de los discos exteriores (31) de la pieza centradora (16). Los extremos libres de cada vástago atraviesan las correspondientes aberturas de los discos exteriores (31) de la pieza centradora (16) con los límites establecidos por los topes de desplazamiento axial (Z). Por su parte, los pies de distribución de cargas (9) están constituidos por un tubo roscado interiormente solidario a una brida de distribución de carga, de forma que el extremo roscado (A) libre de cada vástago rosca en el tubo roscado del pie de distribución de cargas (9) asociado a cada vástago (2) y la brida de cada pie de distribución de cargas se atornilla a la tapa (3) de la camisa exterior en la extremidad libre del actuador, imposibilitando el movimiento relativo de la camisa exterior (14) respecto de los vástagos solidarizando el conjunto.

De acuerdo con una de las características de la invención, el roscado en los vástagos diseñados de manera que las cargas se distribuyen en las roscas aumentando la superficie de contacto disminuye la longitud de pandeo, soportando altas cargas con diámetros menores. Adicionalmente, el guiado de los vástagos se hace a través de la pieza centradora (16) que, como se ha explicado anteriormente, posee aberturas dispuestas circunferencialmente en los discos exteriores (31) de la pieza centradora (16) que coinciden exactamente con la posición de los vástagos (2), favoreciendo la transmisión de cargas a la camisa (14). Estas aberturas sirven de alojamiento para los rodamientos lineales (27) de materiales auto lubricados con bajos coeficientes de rozamiento. Esta pieza centradora (16), a partir de esta transmisión de esfuerzos a la camisa (14) a la que está embridada, permite reducir sensiblemente el pandeo a que se puedan ver sometidos los vástagos (2).

La tapa (3) de la camisa exterior (12) permite unir todo el sistema a la masa a desplazar a través de los medios de anclaje a la masa (4), dichos medios de anclaje podrán adoptar diferentes formas dependiendo de las necesidades de anclaje que precise la masa a desplazar.

Este tipo de soluciones tal y como se ha mencionado anteriormente se encuadran en el marco de las prensas de reciclaje y forraje conocidas por los ambientes tan extremos en los que trabajan, expuestos a líquidos corrosivos, polvo y suciedad. En la presente invención y como mejora con respecto al estado de la técnica mencionado en los antecedentes, dos o más vástagos multiplican por dos o más las probabilidades de que sustancias no deseadas acaben introduciéndose en el sistema, reduciendo la vida útil de los distintos elementos que conforman el actuador o incluso provocando daños que inutilizan todo el sistema.

Esta problemática se soluciona a través de una camisa exterior (12), fijada por cualquier medio de unión convencional a la tapa (3) de la camisa exterior, con un diámetro superior a la camisa interior (14), dispuesta de tal manera que cubre todas las zonas de entrada de polvo y residuos en todas las posiciones, debido a que desliza por el exterior de la camisa interior (14). En su extremo dispone de un labio de goma flexible que se adapta al exterior de la camisa interior (14) impidiendo la entrada de partículas por arrastre, tapando la única entrada de partículas creada por la entrada y salida del sistema de componentes de movimiento axial formado por tuerca (13), el conector de empuje (1), vástagos (2), pies de distribución de cargas (9) y la propia camisa exterior (12).

Para permitir el anclaje del sistema a la máquina se ha dispuesto de una estructura soporte (18), que incluye medios de fijación a diferentes partes de la máquina que adoptaran las formas que la máquina requiera, solidarizada a la camisa interior (14) por una brida o cualquier otro medio convencional. Concretamente, en el caso de esta realización práctica, la estructura de soporte (18) está formada por una o vahas bridas de anclaje a la máquina (18A), una o vahas bridas hgidizadoras (18B) y una o vahas bridas de anclaje (18C) a la camisa interior (14) en la parte posterior de la misma permitiendo el deslizamiento de la camisa exterior (12) bajo las bridas de anclaje a la máquina (18A) y las bridas hgidizadoras (18B). Estas bridas (18A, 18B y 18C) están unidas entre sí a través de vahos componentes tubulares (18D) dispuestos circunferencialmente alrededor de la camisa interior (14) permitiendo el paso bajo ellas de la camisa exterior (12). El diseño de la estructura de soporte (18) podría hacerse de forma que ésta constituyera una segunda camisa exterior, de manera que la camisa exterior (12) deslizase sobre la camisa interior (14) y bajo esta segunda camisa exterior que contaría con un labio de goma flexible que se adapte al exterior de la camisa exterior (12), de forma que se minimizarían aún más las posibilidades de entrada de partículas por arrastre al interior del actuador.

De acuerdo con otra de las características de la invención, y en orden a permitir reaprovechar gran parte de las piezas que participan en el actuador una vez finalizada su vida útil, se han dispuesto cuatro taladros roscados (14A) en la camisa interior (14), representados en la SECCION L-L de la FIGURA 4, así como visibles en el DETALLE-U, sobre los que se atornillan cuatro o vahas uniones atornilladas formadas por un tornillo (44), una tuerca de ajuste (43) y una junta tonca (42), tornillo (44) en el que se define una cara de contacto (44A), definiendo un elemento de sujeción superior izquierda (44SI), un elemento de sujeción superior derecha (44SD), un elemento de sujeción inferior izquierdo (44II), y un elemento de sujeción inferior izquierdo (44ID) formados por respectivos tornillos, tuercas y juntas toncas.

Estos elementos permiten dos posiciones: posición de funcionamiento con la superficie (44A) tangente al diámetro interior de la camisa interior (14), con la tuerca de ajuste (43) comprimiendo la junta tonca (42) contra la pared exterior de la camisa interior (14) para garantizar estanqueidad, y posición de parking, marcada por unos taladros roscados (14A) en donde la tuerca (13) se mueve longitudinalmente sobre el husillo hasta la posición de forma que la superficie (44A) de los tornillos (44) coincida con la superficie (8A) de los rebajes dispuestos en la guía (8), en donde la tuerca de ajuste (43) comprime la junta tonca (42) para garantizar la estanqueidad del sistema, de forma que mediante el giro en sentido horario de los tornillos (44) la superficie (44A) de los tornillos (44) presione la superficie (8A) de los rebajes dispuestos en la guía (8) bloqueando el actuador en lo que denominamos posición de parking, tal y como se muestra en la SECCION L-L de la FIGURA 4.

La posición de parking se ha dispuesto de manera que se proporciona un apoyo lo más cerca posible del centro de gravedad del sistema, permitiendo la fijación del husillo (11) en posición totalmente centrada de forma que se puede proceder a la sustitución de los rodamientos axiales (28) y cualquier componente situado en los alojamientos de rodamientos frontal y trasero, según se muestra en la FIGURA 5.

La presente invención también permite un cambio total del husillo (11), tuerca (13) y todos los componentes asociados a ella de una manera sencilla. Para la explicación del método nos ayudamos de las FIGURA 6 y FIGURA 7. Para el reemplazo del husillo (11) y la tuerca (13) en primer lugar ha de procederse a la extracción de los elementos contenidos en los alojamientos frontal y trasero a través del método explicado anteriormente. A continuación, se procede a liberar la tuerca (13) de la “posición de parking” descrita anteriormente, por medio del giro en sentido anti-horario de los tornillos (44) la posición de funcionamiento descrita anteriormente. Una vez liberada la tuerca (13) de su apoyo, debido a la holgura existente con respecto al diámetro interior de la camisa (14), la tuerca se apoya sobre el diámetro interior de la misma, a través de la guía (8), centro de gravedad del conjunto, lo cual permite la extracción completa del husillo (11), la tuerca (13) y todos los componentes asociados a ella por deslizamiento de la guía (8) sobre el diámetro interior de la camisa interior (14).

Una vez el husillo (11) se encuentra libre y fuera de la camisa interior (14), estamos en posición de liberar el conector de empuje (1), la guía (8) y la carcasa de cierre (5), para posteriormente retirar la tapa de cierre (10) y liberar la tuerca (13), según la FIGURA 5. Posteriormente, el husillo (11) y tuerca (13) nuevos, así como el resto de componentes asociados a la tuerca (13) que se desee reemplazar, volviéndose a montar sobre la nueva tuerca (13) dichos componentes para después introducir el nuevo husillo (11) en la tuerca (13) y desplazar la tuerca (13) por el husillo (11) hasta una posición en los que poder roscar los dos o más vástagos (2) y colocamos la pieza centradora (16) de forma que el husillo pase por el cuerpo tubular (30) y los vástagos por las aberturas (16A) de la pieza centradora (16) según lo mostrado en FIGURA 6. A continuación se desliza el conjunto montado hacia la parte trasera de la camisa interior (14) sobre la guía (8) por el diámetro interior de la camisa interior (14) hasta que los taladros roscados (14A) de la camisa (14) coincidan con las superficies (8A) de la guía (8). En esta posición la tuerca (13) se encuentra centrada y descansando sobre las paredes interiores de la camisa (14) por lo que procedemos a girar los tornillos (44) en sentido horario hasta la posición de parking donde el conjunto tuerca husillo se encuentra centrado, deslizamos la pieza centradora a través de los vástagos hasta su correspondiente brida de fijación a la camisa interior (14) y la atornillamos a ella, cuando esto ocurre el sistema se considera centrado y en equilibrio por lo que se procede a introducir el resto de elementos hasta completar los alojamientos frontales y traseros tal y como muestra la FIGURA 3.

En cuanto al sistema de irreversibilidad, debido al bajo rozamiento del sistema de rodillos planetarios combinados con el tamaño del paso, esto hace que sea posible transmitir movimiento desde el lado del husillo hacia el lado de los motores. Como solución a este problema se ha propuesto un sistema que se describe en la FIGURA 8, formado por un muelle (33) en forma de C precargado, unido al mismo un sistema de gatillos en forma de Z, (37) u otra geometría equivalente, un husillo (11) (eje conducido), con dos chavetas dispuestas en un ángulo de 90° u otro, entre sí, que a su vez coincide con el ángulo de los gatillos (37) unidos al muelle precargado, contando con un eje conductor con dos pletinas atornilladas o soldadas (35A y 35B) dispuestas en un ángulo de 90° u otro, de forma que coincide con el ángulo de los gatillos del muelle y la posición de las chavetas. El sistema cuenta con una arandela de retención (23) y un elemento de revolución (36) donde se encapsula el muelle, así como con una tapa de cierre con un relieve (25A) con una geometría que encaja en el corte (36A) para impedir el giro del elemento de revolución (36).

El eje conducido (11) se conecta con el eje conductor (35) por medios de ajuste entre dos piezas móviles que han de ajustar. Por su parte, el muelle (33) se introduce en el elemento de revolución (36) con una precarga establecida de forma que esté aplicando una fuerza sobre el diámetro interior del mismo. Los gatillos (37) se disponen de manera que coinciden con las pletinas (35A y 35B) en su cara exterior y los gatillos (37A y 37B) coinciden con las chavetas (34A y 34B) del husillo (11) o eje conducido según la SECCION M-M de la FIGURA 9.

El conjunto está restringido axialmente en la dirección del eje conductor. De forma más concreta, la arandela (23) impide que el muelle se salga en la dirección del eje conducido. La tapa (25) cierra el conjunto y lo mantiene en posición impidiendo el giro del elemento de revolución (36) a través del relieve (25A) que encaja perfectamente en el corte (36A).

La precarga del muelle (33) presiona las paredes del elemento de revolución (36) de forma que el sistema se encuentra bloqueado si no hay movimiento proveniente del eje conductor.

Si el motor se encuentra parado y el sistema intenta girar tanto en sentido horario como anti horario las chavetas (34A o 34B) empujan los gatillos (37A o 37B) según el sentido del giro, de manera que el muelle (33) gira en el sentido de la precarga, aumentando la presión sobre las paredes del elemento de revolución (36), bloqueando el sistema.

Cuanto mayor es el par de giro cuando el motor está parado, mayor es la fuerza de bloqueo del sistema.

Por otro lado, si el movimiento viene del motor en sentido horario o anti-horario, el eje conductor a través de las pletinas (35A y 35B) empujan los gatillos (37A o 37B), estos a su vez las chavetas (34A o 34B), arrastrando el eje conducido y haciendo girar el muelle (33) en el sentido opuesto a la precarga, disminuyendo su longitud de forma que no hay presión sobre las paredes del elemento de revolución (36), permitiendo el giro del sistema.

Dado que los elementos o gatillos (37) sobre los que actúan los extremos del muelle (33) en forma de C se encuentran en el mismo plano, esto permite ahorrar espacio en sentido axial frente a otros mecanismos como el descrito en la patente alemana DE3444946A1 , configuración que además hace más sencillo el montaje de dicho mecanismo.