ES2216324T3 - Motor oscilante radial. - Google Patents

Abstract

Motor oscilante radial compuesto por - un estator (1) con una carcasa (3) y tapas (4) a ambos lados, en el que en la carcasa (3) está dispuesto, al menos, un ala de estator (6) y - por un rotor (2) con un árbol receptor (7) alojado en las tapas (4) y con alas giratorias (10) en la misma cantidad, en el que - el ala de estator (6) y el ala giratoria (10) en unión con la carcasa (3), la pieza cilíndrica (9), el árbol receptor (7) y ambas tapas (4) configuran, al menos, un espacio de presión (13) y un espacio de descarga (14), que están estanqueizados hacia dentro mediante un elemento obturador marco (20) colocado en el ala de estator y el ala giratoria (10, 6), y hacia fuera y hacia dentro mediante un elemento obturador anular y - en cada tapa (4) del estator (1) está dispuesto un cojinete (29) entre dos puntos de obturación, que está realizado descargado de presión, caracterizado porque cada cojinete (29) tiene una unión hidráulica con el espacio de descarga (14, 13) mediante un canal colector (30) y mediante canales radiales (31, 15, 16, 35, 37, 38) y canales axiales (32, 36) en el árbol receptor (7), y en estos canales (31, 32, 37, 38) está colocada una válvula de bloqueo abierta en dirección al espacio de descarga (14, 13).

Description

Motor oscilante radial.

La invención se refiere a un motor oscilante radial según el preámbulo de la reivindicación 1.

Motores oscilantes de este tipo se montan, especialmente, en la industria aeronáutica y automovilística.

Un motor oscilante radial se compone, por ejemplo, según el documento DE 3222982 A1 de una carcasa, que en el interior tiene, al menos, un ala de estator y en los lados frontales está cerrada con tapas, y un rotor, que se compone de un árbol receptor alojado en las tapas y, al menos, un ala giratoria. El ala giratoria puede oscilar sólo de forma limitada dentro de un espacio libre en la carcasa y configura, de este modo, con el ala de estator de la carcasa, al menos, una cámara de presión y una cámara de descarga. Para garantizar la estanqueidad interior entre la cámara de presión y la cámara de descarga, las alas de estator y giratorias están dotadas de un elemento obturador rozante conformado respecto a las tapas laterales y a la pared radial de la carcasa y/o del árbol receptor.

Para la estanqueidad exterior entre el rotor y cada tapa se coloca, normalmente, un anillo obturador rozante en el árbol receptor, que puede alojarse tanto en la tapa respectiva como, también, en el rotor.

Al respecto existen múltiples variantes.

El árbol receptor está asegurado en el lado del cojinete mediante un anillo obturador adicional, a cuyo efecto se utilizan los anillos obturadores radiales más diversos.

A ambos lados del árbol receptor están dispuestos puntos de apoyo entre los anillos-retén, en cuya zona están dispuestas tuberías de aceite de fuga para reconducir hacia el depósito el aceite de fuga originado entre los anillos obturadores. De este modo, los puntos de apoyo y los puntos de obturación se protegen frente a una carga de presión excesiva y, con ello, frente a desperfectos, evitando elevados pares de arranque del motor oscilante. Estas tuberías de aceite de fuga están dotadas, además, de dispositivos, para acumular el flujo de aceite de fuga a una presión predeterminada y, de este modo, suministrar constantemente a los puntos de apoyo aceite a presión suficiente para la lubricación.

Tuberías de aceite de fuga de este tipo son técnicamente necesarias, pero, normalmente, se desestiman puesto que, tanto desde el punto de vista técnico de aparatos como de instalaciones, requieren un elevado coste económico y técnico. Además, el entubado adicional limita en gran medida la zona de montaje de estos motores oscilantes, debido a las condiciones de montaje a menudo limitadas.

En casos especiales de montaje, la salida del aceite de fuga del motor oscilante es desventajosa, por ejemplo, cuando se elimina el sistema de control para el motor oscilante y el rotor tiene que permanecer tensado. Durante la fuga, el rotor gira debido a la carga exterior, lo que conlleva un riesgo de seguridad.

Existe, por tanto, el objetivo de desarrollar un motor oscilante radial del presente tipo, que no tenga tuberías de aceite de fuga y cuyos puntos de apoyo estén liberados de presión y lubricados de forma suficiente con aceite de engrase.

Este objetivo se alcanza mediante la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Configuraciones adecuadas resultan de las reivindicaciones subordinadas 2 a 7.

La invención elimina las desventajas mencionadas del estado de la técnica.

Al mismo tiempo, la invención debido a su fácil proceso de fabricación y mediante la utilización de una sencilla válvula de retención puede fabricarse sin gran coste y, de este modo, resulta económica para su adquisición.

La ventaja particular aparece en su montaje. Frente a una tubería de aceite de fuga externa, la invención representa una solución muy elegante, que posibilita, ahora también, montajes en productos finales de espacio limitado.

También resulta ventajoso ajustar la presión de abertura en la válvula de retención, de forma que la presión que se aplica ante la válvula de retención posibilita un suministro suficiente de aceite de lubricación al cojinete. Esto cuida el cojinete y conduce a una elevada duración de la vida del cojinete y de la junta.

De forma ventajosa, existe también la posibilidad alternativa de colocar una válvula de retención separada para cada cojinete o colocar una válvula de retención común para todos los cojinetes. De esta forma, la invención puede adaptarse de forma expresa a motores oscilantes con distinta estructura.

Especialmente ventajosa resulta la forma de realización en la que ambos cojinetes tienen contacto, por un lado, con la cámara de descarga y, por otro lado, con la cámara de presión. Desde modo, debido a la función de cambio de la cámara de descarga y de la cámara de presión, ambos cojinetes están unidos de forma constante y en cada función con la cámara de descarga. Esto excluye, también, una carga de presión de uno de ambos cojinetes, cuando un sentido de oscilación debe mantenerse durante un largo período de tiempo.

A continuación, la invención se explica en detalle mediante dos ejemplos de realización.

Se muestran:

Fig.1 un motor oscilante en una primera forma de realización,

Fig.2 el rotor de la primera forma de realización en sección y en perspectiva,

Fig.3 el rotor de la primera forma de realización en una representación despiezada,

Fig.4 un motor oscilante en una segunda forma de realización,

Fig.5 el rotor de la segunda forma de realización en sección y

Fig.6 el rotor de la segunda forma de realización en sección a lo largo de la línea A-A de la fig. 5 y

Fig.7 el motor oscilante en sección.

El motor oscilante radial se compone, principalmente, de un estator exterior 1 y de un rotor interior 2.

El estator 1 se compone de una carcasa 3 y de tapas 4 dispuestas a ambos lados frontales de la carcasa 3, que se fijan mediante tornillos no representados. Al mismo tiempo, las superficies frontales de la carcasa 3 y las superficies interiores de las tapas 4 están configuradas como superficies planas continuas y unidas a éstas.

Un anillo tensor 5 a cada lado de la tapa se encarga de la fijación de la posición radial entre sí.

Ambas tapas 4 tienen un taladro de cojinete cada una. En el interior de la carcasa 3 se encuentra un taladro de carcasa cilíndrico, que está dividido por las dos alas de estator 6, opuestas y orientadas radialmente, en dos espacios libres opuestos.

Por el contrario, el rotor 2 se compone de un árbol receptor 7 con gorrones 8 a ambos lados y una pieza cilíndrica 9 que se encuentra en medio. En la zona de esta pieza cilíndrica 9 están dispuestas dos alas giratoria 10 opuestas y orientadas radialmente. El rotor 2 está ajustado en la carcasa 3 del estator 1, de forma que entre la cabeza del ala giratoria 10 y la pared interior de la carcasa 3, así como entre la cabeza del ala de estator 6 y la superficie perimetral de la pieza cilíndrica 9 se forma una holgura axial 11, y entre las superficies frontales del ala giratoria 10, las superficies frontales del ala de estator 6 y las superficies interiores a ambos lados de ambas tapas 4 se forma una holgura radial 12, respectivamente.

Cada ala giratoria 10 divide, por tanto, uno de los dos espacios libres en el estator en un espacio de presión 13 y un espacio de descarga 14, de forma que resultan dos espacios de presión 13 opuestos y dos espacios de descarga 14 opuestos, que se invierten durante el funcionamiento. Ambos espacios de presión 13 y ambos espacios de descarga 14 están unidos entre sí mediante canales interiores 15 y 16, mientras un espacio de presión 13 está en contacto con una conexión de admisión 17 y un espacio de descarga 14 con una conexión de descarga 18. Entre las tapas 4 y los respectivos gorrones 8 están previstos, normalmente, elementos de obturadores 19 para la estanqueidad exterior.

Para garantizar la estanqueidad interior entre los espacios de presión 13 contiguos y los espacios de descarga 14 existe un elemento obturador marco 20 en cada ala giratoria 10 y en cada ala de estator 6. Para ello, cada ala de estator 6 y cada ala giratoria 10 tiene dos brazos 21 longitudinales que ambos configuran una ranura 22 central que discurre a lo largo de toda la altura y a lo largo de toda la longitud. En esta ranura 22 se introduce por presión el elemento obturador marco 20. De esta forma, se garantiza que cada ala giratoria 10 esté estanqueizada en su perímetro y en sus lados frontales respecto a la carcasa 3 y a las tapas 4.

En la zona de paso del gorrón 8 a la pieza cilíndrica 9 está colocado un anillo obturador rozante 23 fijo frente a giro y desplazable axialmente en el árbol receptor 7, de manera que con su superficie de roce y obturación lateral y exterior se apoya en la superficie interior de la tapa 4, y con su superficie de obturación interior se apoya tranquilamente en la superficie perimetral del árbol receptor 7.

El anillo obturador rozante 23 tiene, en su lado opuesto a la tapa 4, una escotadura que está diseñada como espacio de montaje 24 para una junta revestida de elastómero en forma de un anillo obturador diagonal 25. Este espacio de montaje 24 forma, en acción conjunta con un escalonamiento de diámetro en la pieza cilíndrica 9 del árbol receptor 7, un primer borde de obturación 26 circundante y un segundo borde de obturación 27 circundante. El anillo obturador diagonal 25 está formado por dos piezas de obturación y una pieza de guía móvil, que se encuentra en medio, y está ajustado en el espacio de montaje 24 de forma que, por un lado, una pieza de obturación se apoya en el primer borde de obturación 26 y, por otro lado, la otra pieza de obturación, se apoya en el segundo borde de obturación 27.

El anillo obturador rozante 23 y el rotor 2 están dotados, además, de un seguro frente a giro.

Para ello, ambos brazos 21 de cada ala giratoria 10 están configurados en sus lados frontales como talones de arrastre y el anillo obturador rozante 23 está dotado, de forma correspondiente, de escotaduras en el perímetro, por ejemplo, dotado de un par de ranuras axiales 28, que encajan entre sí.

El árbol receptor 7 está alojado en las tapas 4 de la carcasa 3 y tiene, por tanto, en la zona de los gorrones 8 un cojinete 29 correspondiente, que puede estar realizado como cojinete de deslizamiento, de rodamiento de bolas o de rodamiento de rodillos.

Cada uno de ambos cojinetes 29 está encerrado axialmente a ambos lados mediante un elemento obturador; en la forma de realización, en el lado interior mediante un anillo obturador rozante 23 y en el lado exterior mediante un elemento obturador anular 19.

Para la descarga de presión está colocado en el anillo interior del cojinete 29 o en el gorrón 8 del árbol receptor 7 un canal colector 30 para el aceite de fuga resultante.

Así, cada uno de los dos canales colectores 30 está descargado de presión en dos formas de realización.

En una primera forma de realización, mediante un canal radial 31 y un canal axial 32 existe unión con uno de los canales 15 ó 16 que, de forma conocida, unen los espacios de presión 13 o espacios de descarga 14 correspondientes. El canal radial 31 o el canal axial 32 tiene un espacio de montaje 33 para una válvula de retención 34 no desbloqueable. Esta válvula de retención 34 está realizada bajo presión de muelle y orientada cerrando hacia el cojinete 29.

Así, cada cojinete 29 está unido a uno de los dos canales 15 ó 16 que unen los espacios de presión 13 o descarga 14.

De forma alternativa, ambos cojinetes 29 pueden estar asignados a un canal de unión común, que aloja una válvula de retención 34 común, y que está unido a uno de los canales 15 ó 16.

En una segunda forma de realización, ambos canales colectores 30 anulares están unidos entre sí mediante un canal colector radial 35 y un canal axial 36 común. Este canal axial 36 está unido, por un lado, mediante un canal radial 37 a uno de los dos espacios de presión 13 y, por otro lado, mediante un canal radial 38 a uno de los dos espacios de descarga 14. Tanto en el canal radial 37 como, también, en el canal radial 38 está dispuesta una válvula de retención 39 y 40 no desbloqueable. Ambas válvulas de retención 39, 40 están orientadas abriendo hacia el espacio de descarga 14 respectivo.

Durante el funcionamiento del motor oscilante, el medio de presión sale como fuga del espacio de presión 13 a través de la holgura axial que se encuentra entre el anillo obturador rozante 23 y la pieza cilíndrica del rotor 9 en la zona del cojinete 29. Aquí el aceite de fuga se acumula, puesto que no puede circular libremente a través del elemento obturador 19 anular.

En la primera forma de realización, una válvula de retención 34 se abre cuando la presión de acumulación del aceite de fuga en el cojinete 29 correspondiente se ha ajustado a la presión de abertura necesaria y permite, de este modo, al aceite de fuga de un cojinete 29 libre circulación hacia los espacios de descarga 14 y, así, hacia el depósito de la instalación hidráulica. La válvula de retención 34 opuesta del otro cojinete 29 permanece cerrada, puesto que la presión del espacio de presión 13 actúa, por otro lado, sobre la válvula de retención 34.

De este modo, ambos cojinetes 29, según el sentido de giro del motor oscilante, se descargan de forma alterna de la presión de acumulación del aceite de fuga.

En la segunda forma de realización, la válvula de retención 39 ó 40 se abre cuando la presión de acumulación común del aceite de fuga de ambos cojinetes 29 se ha ajustado a la presión de abertura necesaria. Con ello, se libera el paso al aceite de fuga de ambos cojinetes 29 opuestos hacia los espacios de descarga 14 y, así, hacia el depósito de la instalación hidráulica. La válvula de retención opuesta 39 ó 40 permanece cerrada, puesto que la presión de los espacios de presión 13 actúa, por otro lado, sobre la válvula de retención 39 ó 40.

De este modo, ambos cojinetes se descargan de forma constante y simultánea de la presión de acumulación.

Índice de los números de referencia

1

estator

2

rotor

3

carcasa

4

tapa

5

anillo tensor

6

ala de estator

7

árbol receptor

8

gorrón

9

pieza cilíndrica

10

ala giratoria

11

holgura axial

12

holgura radial

13

espacio de presión

14

espacio de descarga

15

canal radial

16

canal radial

17

conexión de admisión

18

conexión de descarga

19

elemento obturador exterior

20

elemento obturador marco

21

brazo

22

ranura

23

anillo obturador rozante

24

espacio de montaje

25

anillo obturador diagonal

26

primer borde de obturación

27

segundo borde de obturación

28

ranura axial

29

cojinete

30

canal colector anular

31

canal radial

32

canal axial

33

espacio de montaje

34

válvula de retención

35

canal radial

36

canal axial

37

canal radial

38

canal radial

39

válvula de retención

40

válvula de retención

Claims (7)

1. Motor oscilante radial compuesto por

- un estator (1) con una carcasa (3) y tapas (4) a ambos lados, en el que en la carcasa (3) está dispuesto, al menos, un ala de estator (6) y

- por un rotor (2) con un árbol receptor (7) alojado en las tapas (4) y con alas giratorias (10) en la misma cantidad, en el que

- el ala de estator (6) y el ala giratoria (10) en unión con la carcasa (3), la pieza cilíndrica (9), el árbol receptor (7) y ambas tapas (4) configuran, al menos, un espacio de presión (13) y un espacio de descarga (14), que están estanqueizados hacia dentro mediante un elemento obturador marco (20) colocado en el ala de estator y el ala giratoria (10, 6), y hacia fuera y hacia dentro mediante un elemento obturador anular y

- en cada tapa (4) del estator (1) está dispuesto un cojinete (29) entre dos puntos de obturación, que está realizado descargado de presión,

caracterizado porque cada cojinete (29) tiene una unión hidráulica con el espacio de descarga (14, 13) mediante un canal colector (30) y mediante canales radiales (31, 15, 16, 35, 37, 38) y canales axiales (32, 36) en el árbol receptor (7), y en estos canales (31, 32, 37, 38) está colocada una válvula de bloqueo abierta en dirección al espacio de descarga (14, 13).

2. Motor oscilante radial según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de bloqueo está realizada como válvula de retención (34) no desbloqueable y bajo presión de resorte.

3. Motor oscilante radial según la reivindicación 2, caracterizado porque la preregulación del muelle en la válvula de retención (35) está ajustada a una presión de abertura que corresponde a una presión de lubricación necesaria para el cojinete (29).

4. Motor oscilante radial según la reivindicación 3, caracterizado porque un cojinete (29) está unido al espacio de descarga (14, 13) y el otro cojinete (29) está unido al espacio de presión (13, 14).

5. Motor oscilante radial según la reivindicación 4, caracterizado porque el canal axial (32) de un cojinete (29) desemboca en el canal radial (15) que une entre sí ambos espacios de descarga (14, 13) y el canal axial (32) del otro cojinete (29) desemboca en el canal radial (16) que une entre sí ambos espacios de presión (13, 14).

6. Motor oscilante radial según la reivindicación 5, caracterizado porque cada cojinete (29) está unido mediante un canal de unión común a uno de los dos canales radiales (15, 16) y en el canal de unión común está dispuesta una válvula de retención (34) común.

7. Motor oscilante radial según la reivindicación 3, caracterizado porque ambos cojinetes (29) están unidos mediante un canal axial (36) común, por un lado al espacio de descarga (14, 13) mediante un canal radial (37) y, por otro lado al espacio de presión (13, 14) mediante un canal axial (38), en el que la primera válvula de retención (40) está dispuesta en el canal radial (37) y la segunda válvula de retención (39) está dispuesta en el canal radial (38).