Acoplamiento estanco para la transmisión de rotación.
Sector de la técnica
Tecnología mecánica. Mecanismo de transmisión.
Estado de la técnica
En la actualidad existen distintos sistemas que permiten transmitir un movimiento de rotación entre dos regiones separadas herméticamente. Dichos sistemas se emplean generalmente cuando se necesita transmitir el movimiento a un medio fluido cuya presión es mayor que la presión del medio en el que se generó el movimiento de rotación. Esto ocurre, por ejemplo, en el medio subacuático.
Se conocen dispositivos estancos, empleados para la transmisión de rotación, basados en el uso de retenes entorno al árbol de transmisión o en el empleo del acoplamiento magnético, como, por ejemplo, el descrito en la patente JP62137297.
Por otra parte, la eficiencia de estos dispositivos depende de la aplicación y el tamaño del mecanismo. En el caso del uso de retenes, la presión de apriete necesaria será proporcional a la presión hidrostática por lo que, al aumentar la profundidad de trabajo disminuirá el rendimiento del dispositivo. Por lo tanto, este sistema es eficaz en aplicaciones náuticas en las que la transmisión de rotación se efectúa a poca profundidad y donde la energía disponible es suficiente como para compensar las pérdidas de rendimiento.
Por otro lado, el empleo del acoplamiento magnético es efectivo con respecto a la estanqueidad, al no ser necesario un contacto material entre el motor y el eje (véase patente JP62137297) . Sin embargo, el sistema requiere que la separación entre imanes sea pequeña ya que, al aumentar la separación se requerirá una mayor intensidad de campo magnético para poder mantener el par de fuerza; resultando estos dispositivos poco efectivos en la transmisión de pares relativamente altos cuando la profundidad de trabajo aumenta, pues se deben aumentar los espesores de la cámara. Por otra parte, para la selección de un sistema de estanqueidad influirán los datos relativos a presión, temperatura y velocidad de rotación.
El dispositivo propuesto mantiene un contacto material entre el eje motor y el conducido, sin embargo, no existen en el mecanismo superficies en contacto deslizante que deban mantener la estanqueidad, como las que se producen en el uso de retenes descritos anteriormente, de esta forma tendríamos mayor rendimiento y fiabilidad.
Descripción de la invención
Acoplamiento estanco para la transmisión de rotación.
La presente invención se refiere a un mecanismo destinado a transmitir un movimiento de rotación a través de una pared hermética sin perder la estanqueidad del sistema.
De manera más particular, la presente invención (figura 1) se refiere a un mecanismo destinado a transmitir un movimiento de rotación que contiene un eje inclinado (9) con respecto al eje de rotación (A1) . El eje inclinado (9) rota entorno al eje de rotación (A1) generando un cono cuyo vértice se encuentra en la intersección entre el eje inclinado (9) y el eje de rotación (A1) . Dicho eje (9) transmite la rotación de sus extremos a dos elementos (6) y (12) solidarios al eje motriz (7) y al eje conducido (1) respectivamente mediante uniones deslizantes (2) y (8) (tales como cojinetes de fricción o algún tipo de rodamiento) . Un elemento elástico (11) (tal como una membrana elástica o un fuelle) cubre parte del eje (9) y parte de la pared (5) en la que se encuentra el vértice del cono. De esta forma se constituye un acoplamiento que permite transmitir rotación y par de fuerzas sin que exista rotación relativa entre eje oblicuo y el elemento elástico por lo que se puede garantizar la estanqueidad mediante una unión lo suficientemente firme.
De forma más detallada tenemos que la rotación inducida en el elemento inferior (6) por el eje solidario (7) es trasmitida a través del eje oblicuo (9) al elemento superior (12) . En el movimiento el eje oblicuo (9) genera un cono, entorno al eje de rotación (A1) , cuyo vértice pivota en el elemento deslizante (4) (tal como una rotula) . Un elemento elástico (11) , unido con firmeza a la cámara (5) y al eje oblicuo (9) mediante dispositivos de apriete (10) y (3) , impide la entrada del fluido que ocupa el espacio exterior (II) a la cavidad estanca (I) a través de los intersticios del elemento deslizante (4) . Las uniones deslizantes (2) y (8) impiden que, durante el movimiento descrito anteriormente, el eje oblicuo (9) gire entorno a su eje de simetría (A2) , logrando de esta forma que el elemento elástico (11) no sufra una torsión que provoque su rotura.
Descripción de las figuras
Se presentan cuatro figuras para facilitar la comprensión de la invención:
La figura 1 corresponde a un esquema del dispositivo, en la que se ha realizado un corte de la cámara (5) para permitir identificar los elementos de su interior.
La figura 2 presenta un detalle de la unión deslizante (8)
En la figura 3 se representa en perspectiva un ejemplo de realización del mecanismo. Se ha realizado el corte de la cámara (5) , la membrana (11) y la abrazadera (10) para poder visualizar mejor los elementos descritos.
En la figura 4 se representa un corte realizado en el plano definido por los ejes A1 y A2 de la figura 3 en el que se puede observar como se colocan los cojinetes de fricción y la membrana de material elastómero.
Los diferentes elementos mantienen la misma referencia en todas las figuras.
Modos de realización de la invención
En la figura 3 se representa en perspectiva un ejemplo de realización del mecanismo descrito anteriormente. En este ejemplo un cilindro metálico (9) se hace pasar por el orificio de una rótula (4) colocada previamente en la cámara (5) . Seguidamente se introducen los extremos del cilindro en dos cojinetes de fricción (2) y (8) instalados en sendos orificios oblicuos realizados en los discos metálicos (6) y (12) . Una membrana de un material elastómero (11) se fija al cilindro (9) y a la cámara (5) mediante las abrazaderas (3) y (10) apretando lo suficiente como para impedir la entrada del fluido a la región estanca (I) . De esta forma la rotación del eje (7) que se encuentra en el interior de la cámara (5) y que está unido al disco (6) se transmite al eje (1) que se encuentra en el exterior de la carcasa sin que el fluido que se encuentra en el exterior (II) de la cámara (5) pueda pasar al interior (I) .
