ES2304032T3 - Acoplamiento de arbol-cubo con un casquillo que absorbe un momento de deslizamiento. - Google Patents
Acoplamiento de arbol-cubo con un casquillo que absorbe un momento de deslizamiento. Download PDFInfo
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Abstract
Acoplamiento de árbol-cubo con un cubo (1, 1'', 1"), que está asignado a un tramo final (2) cónico de un árbol y que presenta tramos de cubo con diámetros exteriores medios diferentes, y un casquillo (3, 3'', 3") que absorbe un momento de deslizamiento, que presenta una superficie de asiento cónico asignada al tramo final (2) cónico del árbol, estando realizado entre el cubo (1, 1'', 1") y el casquillo un asiento cilíndrico y estando unidos entre sí en arrastre de fuerza el cubo y el casquillo en el estado montado en el tramo final del árbol, caracterizado porque el asiento cilíndrico entre el cubo (1, 1'', 1") y el casquillo (3, 3'', 3") está realizado de forma escalonada, de modo que en un escalón (5.2) del asiento cilíndrico (5) opuesto a un tramo de cubo, cuyo diámetro exterior medio es más grande que el diámetro exterior medio de un tramo de cubo adyacente opuesto a un escalón (5.1) adyacente del asiento cilíndrico (5), existe una sobremedida entre el cubo y el casquillo que es más pequeña que una sobremedida entre el cubo y el casquillo en el escalón (5.1) adyacente del asiento cilíndrico (5), que está opuesto al tramo de cubo adyacente con diámetro exterior medio más pequeño.
Description
Acoplamiento de árbol-cubo con
un casquillo que absorbe un momento de deslizamiento.
La invención se refiere a un acoplamiento de
árbol-cubo con un cubo, que está asignado a un tramo
final cónico de un árbol y que presenta tramos de cubo con
diámetros exteriores medios diferentes, y un casquillo que absorbe
un momento de deslizamiento, que presenta una superficie de asiento
cónico asignada al tramo final cónico del árbol, estando realizado
entre el cubo y el casquillo un asiento cilíndrico y estando unidos
entre sí en arrastre de fuerza el cubo y el casquillo en el estado
montado en el tramo final del árbol.
Los acoplamientos de árbol-cubo
de este tipo son conocidos. Sirven como protección de sobrecarga,
para proteger partes de la máquina unidas de forma giratoria de
daños por sobrecargas, que son provocados por impactos de pares de
fuerzas que se producen durante poco tiempo.
El documento genérico GB 996 911 da a conocer un
acoplamiento de sobrecarga en el que un cubo está fijado por
contracción en un gorrón de árbol, estando dispuesto un casquillo
entre el cubo y el gorrón de árbol. En el ejemplo de realización
allí mostrado, entre el gorrón de árbol y el casquillo está
realizado un ajuste forzado cilíndrico y entre el casquillo y el
cubo un ajuste forzado cónico. En la descripción del dibujo se
indica, no obstante, que dado el caso también el gorrón de árbol
puede estar realizado de forma cónica y el casquillo puede estar
provisto de una superficie de asiento cónico interior
correspondiente, es decir, en este caso existiría un ajuste forzado
cónico entre el gorrón de árbol y el casquillo y un ajuste forzado
cilíndrico entre el casquillo y el cubo. Alternativamente, también
los dos lados del casquillo pueden estar realizados de forma
cónica, de modo que en este caso existe un ajuste forzado cónico
tanto entre el gorrón de árbol y el casquillo como entre el
casquillo y el cubo, respectivamente (véanse las figuras 1 y 2, así
como la página 2, líneas 69-72).
Debido al asiento cónico entre el gorrón de
árbol y el casquillo, para el diámetro exterior del casquillo
resulta una medida de extensión sustancialmente igual a lo largo de
la longitud del casquillo. Si el cubo colocado tiene diámetros
exteriores distintos, no obstante no se consigue una presión
superficial uniforme entre el cubo y el casquillo y, dado el caso,
se producen fenómenos de agarrotamiento.
El documento DE 1 208 564 B da a conocer un
acoplamiento de árbol-cubo con una realización
escalonada del asiento cilíndrico, no estando previsto ningún
casquillo.
La presente invención tiene el objetivo de
perfeccionar un acoplamiento de árbol-cubo del tipo
indicado al principio de tal forma que se compensen mejor las
tensiones diferentes que se producen en el ajuste forzado
cilíndrico entre el cubo y el casquillo de lo que es el caso en
acoplamientos de árbol-cubo convencionales de este
tipo.
Este objetivo se consigue según la invención
mediante un acoplamiento de árbol-cubo con las
características de la reivindicación 1.
El acoplamiento de árbol-cubo
según la invención está caracterizado sustancialmente porque el
asiento cilíndrico entre el cubo y el casquillo está realizado de
forma escalonada, de modo que en un escalón del asiento cilíndrico
opuesto a un tramo de cubo, cuyo diámetro exterior medio es más
grande que el diámetro exterior medio de un tramo de cubo adyacente
opuesto a un escalón adyacente del asiento cilíndrico, existe una
sobremedida entre el cubo y el casquillo que es más pequeña que una
sobremedida entre el cubo y el casquillo en el escalón adyacente
del asiento cilíndrico, que está opuesto al tramo de cubo adyacente
con diámetro exterior medio más pequeño.
El asiento cilíndrico entre el cubo y el
casquillo del acoplamiento de árbol-cubo según la
invención está realizado con al menos dos escalones,
preferiblemente con al menos tres escalones. La realización con
varios escalones del asiento cilíndrico en combinación con los
ajustes diferentes en las superficies escalonadas cilíndricas
(superficies laterales) hace que haya una mayor uniformidad de la
presión superficial en el asiento cilíndrico y mejora, por lo
tanto, la resistencia a la fatiga del acoplamiento de
árbol-cubo.
El montaje del acoplamiento de
árbol-cubo según la invención es sencillo y nada
complicado. Gracias a la configuración cónica del extremo del árbol
y la superficie lateral interior asignada del casquillo se consigue
un asiento por apriete entre el árbol y el cubo, que impide
fiablemente un deslizamiento entre el casquillo y el árbol,
mientras que el asiento escalonado entre el cubo y el casquillo
permite un deslizamiento del cubo en el casquillo al sobrepasarse
el par de fuerzas predeterminado. Por lo tanto, se impiden con
seguridad daños superficiales en el árbol, por ejemplo estrías, que
pueden producirse en acoplamientos de árbol-cubo
convencionales con un casquillo de deslizamiento cilíndrico
intercalado.
Una configuración preferible del acoplamiento de
árbol-cubo según la invención está caracterizada
porque el asiento cilíndrico entre el cubo y el casquillo está
escalonado de tal modo que la profundidad axial del escalón
correspondiente asciende al menos al triple de la altura radial del
resalte al escalón adyacente.
Otras configuraciones preferibles y ventajosas
del acoplamiento de árbol-cubo según la invención se
indican en las reivindicaciones subordinadas.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente con ayuda de un dibujo que representa ejemplos de
realización. Muestran:
la fig. 1, un primer ejemplo de realización de
un acoplamiento de árbol-cubo según la invención en
una vista en corte lateral, habiéndose representado para mayor
claridad sólo la mitad superior del acoplamiento de
árbol-cubo;
la fig. 2, un segundo ejemplo de realización de
un acoplamiento de árbol-cubo según la invención,
estando representada a su vez sólo la mitad superior en una vista
en corte lateral;
la fig. 3, un tercer ejemplo de realización de
un acoplamiento de árbol-cubo según la invención,
habiéndose representado a su vez sólo la mitad superior en una
vista en corte lateral.
El acoplamiento de árbol-cubo
representado en la fig. 1 está formado por un cubo 1, que está
asignado a un tramo final 2 cónico de un árbol y un casquillo 3
dispuesto entre el cubo 1 y el árbol, que absorbe un momento de
deslizamiento. El casquillo 3 está hecho, por ejemplo, de bronce y
presenta una superficie de asiento cónico 4 asignada al tramo final
del árbol 2.
Entre el cubo 1 y el casquillo 3 está realizado
un asiento cilíndrico 5 escalonado. En el ejemplo de realización
representado, el asiento cilíndrico 5 está realizado con tres
escalones. El asiento cilíndrico 5 está realizado aquí de tal forma
que antes del montaje del cubo 1 y del casquillo 3 en el tramo final
del árbol 2 existe una pequeña sobremedida o un ajuste de paso en
el escalón correspondiente. Sobremedida significa aquí que el
diámetro exterior del casquillo en el escalón correspondiente es
algo más grande que el diámetro interior correspondiente del cubo.
Al colocar por deslizamiento el casquillo 3 con el cubo 1 colocado
en el mismo en el tramo final 2 cónico del árbol, el casquillo se
ensancha radialmente, de modo que se produce un acoplamiento por
apriete en arrastre de fuerza entre el casquillo 3 y el árbol 2, así
como un acoplamiento por apriete en arrastre de fuerza (ajuste
forzado) entre el casquillo 3 y el cubo 1.
Los ajustes en el asiento cilíndrico 5
escalonado están dimensionados de distintas maneras, concretamente
de tal forma que en un escalón (p.ej. 5.2) del asiento cilíndrico 5,
que está opuesto a un tramo de cubo cuyo diámetro exterior medio es
más grande que el diámetro exterior medio de un tramo de cubo
adyacente, que está opuesto a un escalón 5.1 adyacente del asiento
cilíndrico 5, existe una sobremedida entre el cubo y el casquillo
que es más pequeña que una sobremedida entre el cubo y el casquillo
en el escalón 5.1 adyacente del asiento cilíndrico 5, que está
opuesto al tramo de cubo adyacente con diámetro exterior medio más
pequeño. Gracias a la configuración escalonada del asiento
cilíndrico 5 en combinación con los diferentes ajustes se consigue
una mayor uniformidad de la presión superficial en el estado montado
de casquillo 3 y cubo 1.
Las superficies de los escalones 5.1, 5.2, 5.3
del casquillo 3 y/o las superficies de los escalones del cubo 1 que
asientan en las mismas por fricción pueden estar provistas de un
recubrimiento deslizante.
El asiento cilíndrico 5 entre el cubo 1 y el
casquillo 3 debería estar escalonado preferiblemente de tal forma
que la profundidad axial del escalón 5.1, 5.2, 5.3 correspondiente
ascienda al menos al triple de la altura radial del resalte H_{R}
al escalón adyacente. En el ejemplo de realización representado en
la fig. 1, la profundidad axial del escalón 5.1, 5.2, 5.3 asciende
aproximadamente al quíntuplo o séxtuplo de la altura radial del
resalte H_{R} al escalón adyacente.
El cubo 1 presenta una superficie lateral
exterior 6 realizada de forma escalonada. La superficie lateral
exterior 6 del cubo 1 y el asiento cilíndrico 5 entre el cubo 1 y el
casquillo 3 tienen aquí el mismo número de escalones 5.1, 5.2, 5.3
y 6.1, 6.2, 6.3, estando alineados los cantos del resalto 7.1, 7.2
de un escalón al siguiente escalón en el asiento cilíndrico 5 con
los cantos del resalto 8.1, 8.2 de un escalón al siguiente escalón
en la superficie lateral exterior 6. El escalonamiento se ha elegido
de tal forma que el escalón 6.1 que define el diámetro más pequeño
de la superficie lateral exterior 6 queda opuesto al escalón 5.1 que
define el diámetro interior más pequeño del asiento cilíndrico
5.
Además, puede verse que la diferencia entre el
diámetro exterior y el diámetro interior en el cubo 1 escalonado
aumenta desde su diámetro interior más pequeño en dirección a su
diámetro interior más grande. El escalón 6.3 más alto del cubo 1
sirve en el ejemplo de realización según la fig. 1 como brida de
unión. La brida de unión está realizada en una pieza en el cubo 1 y
presenta varios taladros de fijación 9 dispuestos en un círculo
común, que presentan distancias regulares unos de otros.
El ejemplo de realización representado en la
fig. 2 se distingue del ejemplo de realización anteriormente
descrito en primer lugar porque el escalón 5.1 del asiento
cilíndrico 5 escalonado que define el diámetro interior más pequeño
del cubo 1' o el diámetro exterior más pequeño del casquillo 3' no
está opuesto al diámetro interior más pequeño del casquillo 3' sino
al diámetro interior más grande del casquillo 3' o superficie de
asiento cónico 4. En la fig. 2, el asiento cilíndrico 5 escalonado
asciende, por lo tanto, en dirección al estrechamiento del asiento
cónico 4, mientras que en el ejemplo de realización según la fig. 1,
los escalones 5.1, 5.2, 5.3 del asiento cilíndrico 5 descienden en
dirección al estrechamiento del asiento cónico 4.
En el ejemplo de realización según la fig. 2, el
cubo 1' del acoplamiento de árbol-cubo según la
invención está provisto de un dentado exterior 10. Alternativa o
adicionalmente, el cubo 1' también puede presentar una brida de
unión con taladros de fijación 9 como en la fig. 1.
El casquillo 3' tiene asignado en el ejemplo de
realización según la fig. 2 un elemento de seguridad 11, que puede
unirse de forma desmontable al extremo de árbol 2 mediante una unión
atornillada. El elemento de seguridad 11 está realizado en forma de
tapa, estando provisto aproximadamente en el centro de un orificio
de paso 12 para un perno roscado 13. El elemento de seguridad 11
tiene un collar 14 circunferencial, que envuelve el extremo de
árbol 2 y que aprieta en la dirección axial contra el lado frontal
del casquillo 3' al apretarse el perno roscado 13.
En la fig. 3 está representado otro ejemplo de
realización del acoplamiento de árbol-cubo según la
invención. El asiento cilíndrico 5 entre el cubo 1'' y el casquillo
3'' está realizado aquí con dos escalones. El escalón 5.2 del
asiento cilíndrico 5 está opuesto a un tramo de cubo 1.2 cuyo
diámetro exterior medio es más grande que el diámetro exterior
medio del tramo de cubo 1.1 adyacente, que está opuesto a su vez al
escalón 5.1 adyacente del asiento cilíndrico 5. En los escalones
5.1 y 5.2 del asiento cilíndrico 5 existe respectivamente una
sobremedida entre el cubo y el casquillo, siendo más pequeña la
sobremedida en el escalón 5.2 que la sobremedida entre el cubo y el
casquillo en el escalón 5.1 adyacente.
El tramo de cubo 1.1 tiene una superficie
lateral exterior cónica, mientras que la superficie lateral exterior
del tramo de cubo 1.1 está realizada sustancialmente de forma
cilíndrica. En el tramo de cubo 1.2 está moldeada una brida 1.3 en
una pieza, que presenta en su extremo exterior un anillo cilíndrico
1.4 circunferencial. en cuyo lado interior está realizado un
dentado interior 10.
Los escalones 5.1 y 5.2 del asiento cilíndrico 5
tienen profundidades axiales diferentes. En el casquillo 3'' está
realizado un collar 3.1 que sobresale radialmente hacia el exterior,
que está dispuesto a continuación del escalón 5.2. Entre el collar
3.1 y la brida 1.3 del cubo 1'' está prevista una escotadura 15
circunferencial. Por lo tanto, el collar 3.1 no ejerce ninguna
presión superficial sobre la brida 1.3.
El casquillo 3'' tiene asignado, a su vez, un
elemento de seguridad 11 en forma de tapa, que aprieta en la
dirección axial contra el lado frontal del casquillo 3'' al
apretarse el perno roscado 13.
La realización del acoplamiento de
árbol-cubo según la invención no está limitado a los
ejemplos de realización anteriormente descritos. Por lo contrario,
son concebibles una serie de variantes que, aunque presenten una
configuración en principio diferente, hacen uso de la invención
descrita en las reivindicaciones. Por ejemplo, puede escalonarse el
asiento cilíndrico 5 entre el cubo 1, 1' y el casquillo 3, 3'
también de tal modo que los escalones presenten distintas
profundidades axiales y/o distintas alturas radiales del resalto
H_{R}. En los ejemplos de realización representados, el taladro
de alojamiento del cubo 1, 1', 1'' y la superficie lateral exterior
del casquillo 3, 3', 3'' están realizados con dos escalones o tres
escalones. No obstante, también puede elegirse un número mayor de
escalones. La configuración de la superficie lateral exterior del
cubo tampoco está limitada a los cubos 3, 3', 3'' representados en
el dibujo. La superficie lateral exterior del cubo del acoplamiento
de árbol-cubo según la invención puede configurarse
en principio a elección. El cubo tampoco está limitado a un cubo
con una brida de empalme o un cubo con un dentado.
Claims (13)
1. Acoplamiento de árbol-cubo
con un cubo (1, 1', 1''), que está asignado a un tramo final (2)
cónico de un árbol y que presenta tramos de cubo con diámetros
exteriores medios diferentes, y un casquillo (3, 3', 3'') que
absorbe un momento de deslizamiento, que presenta una superficie de
asiento cónico asignada al tramo final (2) cónico del árbol,
estando realizado entre el cubo (1, 1', 1'') y el casquillo un
asiento cilíndrico y estando unidos entre sí en arrastre de fuerza
el cubo y el casquillo en el estado montado en el tramo final del
árbol, caracterizado porque el asiento cilíndrico entre el
cubo (1, 1', 1'') y el casquillo (3, 3', 3'') está realizado de
forma escalonada, de modo que en un escalón (5.2) del asiento
cilíndrico (5) opuesto a un tramo de cubo, cuyo diámetro exterior
medio es más grande que el diámetro exterior medio de un tramo de
cubo adyacente opuesto a un escalón (5.1) adyacente del asiento
cilíndrico (5), existe una sobremedida entre el cubo y el casquillo
que es más pequeña que una sobremedida entre el cubo y el casquillo
en el escalón (5.1) adyacente del asiento cilíndrico (5), que está
opuesto al tramo de cubo adyacente con diámetro exterior medio más
pequeño.
2. Acoplamiento de árbol-cubo
según la reivindicación 1, caracterizado porque el asiento
cilíndrico (5) entre el cubo (1, 1') y el casquillo (3, 3') está
realizado con al menos tres escalones.
3. Acoplamiento de árbol-cubo
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el
asiento cilíndrico (5) entre el cubo (1, 1', 1'') y el casquillo
(3, 3', 3'') está escalonado de tal modo que la profundidad axial
del escalón (5.1, 5.2, 5.3) correspondiente asciende al menos al
triple de la altura radial del resalte (H_{R}) al escalón
adyacente.
4. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
el cubo (1'') comprende al menos un tramo de cubo que presenta una
superficie lateral exterior cónica.
5. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque
el cubo (1, 1') presenta una superficie lateral exterior (6)
realizada de forma escalonada.
6. Acoplamiento de árbol-cubo
según la reivindicación 5, caracterizado porque el asiento
cilíndrico (5) entre el cubo (1, 1') y el casquillo (3, 3') está
escalonado de tal modo que el escalón (5.1) que define el diámetro
interior más pequeño del cubo (1, 1') queda opuesto al escalón (6.1)
que define el diámetro más pequeño de la superficie lateral
exterior (6) del cubo (1, 1').
7. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque
la superficie lateral exterior (6) del cubo (1, 1') y el asiento
cilíndrico entre el cubo (1, 1') y el casquillo presentan el mismo
número de escalones.
8. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque
los cantos del resalto (7.1, 7.2) de un escalón (5.1, 5.2, 5.3) al
siguiente escalón en el asiento cilíndrico (5) del cubo (1, 1')
están alineados con los cantos del resalto (8.1, 8.2) de un escalón
al siguiente escalón (6.1, 6.2, 6.3) en la superficie lateral
exterior (6) del cubo (1, 1').
9. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque
la diferencia entre el diámetro exterior medio y el diámetro
interior de los escalones del cubo (1, 1') aumenta del diámetro
interior más pequeño del cubo (1, 1') al diámetro interior más
grande del cubo (1, 1').
10. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque
el asiento cilíndrico (5) entre el cubo (1, 1') y el casquillo (3,
3') está escalonado de tal forma que los escalones (5.1, 5.2, 5.3)
presentan profundidades axiales diferentes y/o alturas radiales de
resalto (H_{R}) diferentes.
11. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado
porque el cubo (1) presenta una brida de unión con varios taladros
(9) para el alojamiento de tornillos de fijación.
12. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque el cubo (1, 1') presenta un dentado (10).
13. Acoplamiento de árbol-cubo
según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado
porque el casquillo (3', 3'') tiene asignado un elemento de
seguridad (11) que puede unirse de forma desmontable al tramo final
(2) del árbol.
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