TREN DE ENGRANAJES EPICICLOIDALES PARA LA VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR ENTRE DOS ÁRBOLES ASÍ COMO BICICLETA DE ESE TREN CON ENGRANAJES EPICICLOIDALES.

Tren de engranajes epicicloidales para transmitir potencia entre dos árboles coaxiales,

de los cuales uno es el árbol de mando (1) y el otro es el árbol conducido (2), de manera que la velocidad angular de entrada transmitida por el árbol de mando (1) sea diferente de la de salida transmitida al árbol conducido (2), que comprende: - un elemento de transmisión (3) para conectar rígidamente al árbol de mando (1); - al menos una corona dentada (4), provista en su interior de un dentado y dispuesta fija con respecto a los demás componentes del tren de engranajes epicicloidales; - un engranaje satélite (5), con varios dentados y que engrana con uno de estos dentados en el dentado de la corona dentada (4), el cual está conectado con libertad de rotación al elemento de transmisión (3) y bajo la acción impuesta por éste durante la rotación del árbol de mando (1) rueda sin patinar sobre el dentado de la corona dentada (4), por lo cual los puntos de su dentado son obligados a moverse a lo largo de una respectiva epicicloide; - múltiples ruedas dentadas (6), cada una de las cuales de un lado engrana con un correspondiente dentado del engranaje satélite (5) y del otro lado es apta para ser conectada rígidamente al árbol conducido (2); - un elemento corredizo (8), intercalado entre las múltiples ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2) y trasladable a lo largo de la dirección longitudinal del mismo árbol conducido (2) entre una variedad de posiciones, el cual cada vez que se halla en una de esas posiciones conecta rígidamente entre sí una de las ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2); - cada rueda dentada (6) presenta dos dentados, y más exactamente un primer dentado apto para engranar con el engranaje satélite (5) y un segundo dentado apto para ser conectado rígidamente al árbol conducido (2) con la característica de que las ruedas dentadas (6) están superpuestas entre sí con sus respectivos propios cuerpos centrales de empalme y pueden girar recíprocamente entre sí

Tren de engranajes epicicloidales para la variación de la velocidad angular entre dos árboles así como bicicleta de ese tren con engranajes epicicloidales.

Por tren de engranajes epicicloidales debe entenderse un dispositivo mecánico apto para la transmisión de potencia entre dos árboles, de los cuales uno es el árbol de mando (o también denominado árbol motor) y el otro es el árbol conducido, de modo que la velocidad angular de entrada transmitida por el árbol de mando sea diversa de aquella de salida transmitida al árbol conducido.

El tren de engranajes epicicloidales está caracterizado por la presencia de ruedas dentadas. En general, los trenes de engranajes epicicloidales son complejos, sobre todo por lo que concierne a los mecanismos que trasmiten el movimiento de una rueda dentada a la siguiente.

El empleo de trenes de engranajes epicicloidales está muy difundido en la técnica, por ejemplo en sistemas de elevación, autovehículos y máquinas para movimiento de tierra.

Otro ámbito de utilización posible es el de las bicicletas, en el cual según el estado de la técnica actual, la fuerza de las piernas del ciclista viene transmitida, a través de los pedales, al perno que los conecta, el cual funciona como árbol de mando.

A este árbol de mando está fijada rígidamente una primera rueda dentada, la cual, a su vez, está asociada a una segunda rueda dentada mediante una cadena de transmisión. Esta segunda rueda dentada está fijada rígidamente al eje loco de la rueda trasera, que de este modo desempeña la función de árbol conducido.

El cometido de la presente invención es el de desarrollar, en particular en el caso que el árbol de mando y el conducido estén dispuestos coaxiales entre sí, un tren de engranajes epicicloidales que sea apto para transmitir elevadas potencias, que presente una amplia gama de relaciones de transmisión, es decir la relación entre las velocidades angulares del árbol de mando y del árbol conducido y que su utilización y mantenimiento sean sencillos.

Este cometido se logra a través de un tren de engranajes epicicloidales que presenta las características indicadas en la reivindicación 1.

El recíproco engrane entre los respectivos dientes de la corona dentada, del engranaje satélite y de las ruedas dentadas, excluye la posibilidad de que pueda ocurrir un patinamiento o un deslizamiento y la inclusión de ruedas dentadas sin órganos de transmisión flexibles garantiza la solidez estructural del tren de engranajes epicicloidales según presente la invención, lo cual permite la transmisión de elevadas potencias. Además, el mantenimiento no exhibe ningún problema, puesto que no conlleva la necesidad de incluir el tren de engranajes epicicloidales en un cárter cerrado y es suficiente lubricar a intervalos regulares las ruedas dentadas.

La reivindicación 2 reivindica una conformación especial del elemento corredizo, conformación que permite obtener una gran fiabilidad en términos de mecánica y funcionamiento.

La reivindicación 3 se refiere a una primera forma de ejecución del tren de engranajes epicicloidales según la presente invención, la cual se distingue por su simplicidad estructural atribuible al hecho que el engranaje satélite está compuesto por una pieza única.

La reivindicación 4 se refiere a una segunda forma de ejecución del tren de engranajes epicicloidales según la presente invención, la cual permite disponer de una amplia gama de relaciones de transmisión. En particular, el hecho que haya varias coronas dentadas así como varias ruedas dentadas del engranaje satélite, permite elegir, entre todas las combinaciones posibles, la que más se acerca a la relación de transmisión que se desea.

La reivindicación 5 se refiere a una característica especial del tren de engranajes epicicloidales según la presente invención, la cual es adecuada en el caso en que el árbol de mando y el árbol conducido estén dispuestos de lados opuestos del tren de engranajes epicicloidales. De este modo, además, el tren de engranajes epicicloidales actúa, al mismo tiempo, como junta de transmisión entre árboles pertenecientes a máquinas diferentes.

La reivindicación 6 se refiere a una característica especial del tren de engranajes epicicloidales según la presente invención que es adecuada en el caso que el árbol de mando y el árbol conducido estén colocados del mismo lado del tren de engranajes epicicloidales. Esta forma de ejecución se emplea especialmente en las máquinas con doble árbol, como, por ejemplo, sistemas de elevación o bicicletas. La misma permite reducir considerablemente el volumen convirtiendo al tren de engranajes epicicloidales en compacto y estéticamente apreciable.

La reivindicación 7 reivindica una conformación especial del elemento de transmisión entre el árbol de mando y el engranaje satélite, la cual es adecuada para máquinas herramientas donde el árbol de mando es accionado a través de un motor. Esta característica adicional excluye que se puedan verificar molestas vibraciones provocadas por las elevadas velocidades angulares de los árboles.

Las reivindicaciones 8 y 9 reivindican otra conformación especial del elemento de transmisión entre el árbol de mando y el engranaje satélite, adecuada en el caso que el árbol de mando no sea accionado por un motor, como sucede en los pequeños árganos donde el accionamiento del árbol de mando se efectúa manualmente, o bien en el caso de bicicletas donde el accionamiento se efectúa a través de los pies del ciclista.

Las reivindicaciones 11 y 12 se refieren a la relación de transmisión del tren de engranajes epicicloidales según la presente invención y también a la relación entre la velocidad angular de entrada, o sea la transmitida por el árbol de mando, y la velocidad angular de salida, o sea la transmitida al árbol conducido. Para adecuar la relación de transmisión a cada necesidad de empleo del tren de engranajes epicicloidales, es posible actuar sobre el elemento corredizo eligiendo la rueda dentada cuyas características (diámetro, cantidad de dientes, dimensiones de los dientes), junto con las del correspondiente dentado del engranaje satélite, y en el caso de la segunda forma de ejecución, junto con las del dentado de la correspondiente corona dentada, permiten obtener el resultado buscado.

Otro cometido de la presente invención es el de indicar de qué manera un tren de engranajes epicicloidales según la presente invención podría ser aplicado a una bicicleta. Una de las grandes ventajas de esta aplicación es que en este caso, a diferencia de lo que sucedía hasta ahora, es posible explotar el hecho que el árbol de mando y el árbol conducido estén dispuestos coaxiales entre sí.

Este cometido se logra a través de una bicicleta que presente las características de la reivindicación 12. La aplicación a una bicicleta de un tren de engranajes epicicloidales según la presente invención, tiene como consecuencia en primer lugar, la abolición de la cadena de transmisión, lo cual se traduce en una notable reducción de la fricción y, por ende, un menor esfuerzo por parte del ciclista. Asimismo, puesto que el eje del conjunto de pedales ahora es coaxial con el eje de la rueda motriz de la bicicleta (trasera o delantera), es posible reducir la distancia entre ejes de las ruedas de la bicicleta puesto que ya no es necesario tener en consideración el volumen necesario hasta ahora para el alojamiento del conjunto de pedales. Como consecuencia de lo anterior se obtienen importantes mejoras de la calidad de funcionamiento de la bicicleta y, además, ello permite significativas simplificaciones de la estructura del bastidor de la bicicleta, puesto que ahora es posible eliminar el típico triángulo tubular central al cual hasta hoy se ha fijado el conjunto de pedales. Un importante resultado directo consiste en la reducción del peso de la bicicleta, con consiguiente disminución del esfuerzo por parte del ciclista. La disposición coaxial del eje del conjunto de pedales con el eje loco de la rueda motriz conlleva una ventaja adicional. En el caso que la rueda motriz sea la trasera, el ciclista puede asumir una posición sumamente ergonómica que puede ser explotada en las competencias de velocidad, sobre pista o de cronómetro por carretera.

La reivindicación 13 reivindica una conformación especial del elemento corredizo, conformación que permite alcanzar una gran fiabilidad en términos...

1. Tren de engranajes epicicloidales para transmitir potencia entre dos árboles coaxiales, de los cuales uno es el árbol de mando (1) y el otro es el árbol conducido (2), de manera que la velocidad angular de entrada transmitida por el árbol de mando (1) sea diferente de la de salida transmitida al árbol conducido (2), que comprende:

- un elemento de transmisión (3) para conectar rígidamente al árbol de mando (1);

- al menos una corona dentada (4), provista en su interior de un dentado y dispuesta fija con respecto a los demás componentes del tren de engranajes epicicloidales;

- un engranaje satélite (5), con varios dentados y que engrana con uno de estos dentados en el dentado de la corona dentada (4), el cual está conectado con libertad de rotación al elemento de transmisión (3) y bajo la acción impuesta por éste durante la rotación del árbol de mando (1) rueda sin patinar sobre el dentado de la corona dentada (4), por lo cual los puntos de su dentado son obligados a moverse a lo largo de una respectiva epicicloide;

- múltiples ruedas dentadas (6), cada una de las cuales de un lado engrana con un correspondiente dentado del engranaje satélite (5) y del otro lado es apta para ser conectada rígidamente al árbol conducido (2);

- un elemento corredizo (8), intercalado entre las múltiples ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2) y trasladable a lo largo de la dirección longitudinal del mismo árbol conducido (2) entre una variedad de posiciones, el cual cada vez que se halla en una de esas posiciones conecta rígidamente entre sí una de las ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2);

- cada rueda dentada (6) presenta dos dentados, y más exactamente un primer dentado apto para engranar con el engranaje satélite (5) y un segundo dentado apto para ser conectado rígidamente al árbol conducido (2) con la característica de que las ruedas dentadas (6) están superpuestas entre sí con sus respectivos propios cuerpos centrales de empalme y pueden girar recíprocamente entre sí.

2. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el elemento corredizo (8) presenta un dentado apto para engranar en cada una de las ruedas dentadas (6) y está colocado de manera tal en un manguito (9), a su vez, fijado al árbol conducido (2), que el mismo gira junto con el manguito (9) durante la rotación del árbol conducido (2), pero al mismo tiempo es trasladable a lo largo de la dirección longitudinal del mismo eje conducido (2) entre múltiples posiciones.

3. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el engranaje satélite (5) está constituido por múltiples ruedas dentadas rígidamente vinculadas entre sí.

4. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que comprende múltiples coronas dentadas (4) y que el engranaje satélite (5) comprende múltiples ruedas dentadas, todas conectadas con libertad de rotación al elemento de transmisión (3) y libres de girar recíprocamente entre sí, cada una de las cuales engrana con su propio dentado en el dentado de la asociada corona dentada (4).

5. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que el elemento de transmisión (3) está destinado a ser conectado rígidamente al árbol de mando (1) de su propio lado opuesto a aquel donde está conectado con libertad de rotación con el engranaje satélite (5), por lo cual el árbol de mando (1) y el árbol conducido (2), una vez conectados al tren de engranajes epicicloidales, se hallan de lados opuestos de este último.

6. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que el elemento de transmisión (3) está destinado a ser conectado rígidamente al árbol de mando (1) exactamente del propio lado en el cual está conectado con libertad de rotación con el engranaje satélite (5), donde el árbol de mando (1) y el árbol conducido (2), una vez conectados al tren de engranajes epicicloidales, se hallan del mismo lado que este último y están dispuestos de manera tal que siendo el árbol conducido (2) hueco, el árbol de mando (1) se introduzca en su interior y entre los árboles haya cojinetes (11) aptos para permitir su rotación reciproca alrededor del eje común.

7. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho que el elemento de transmisión (3) es un disco, el cual presenta protuberancias o acanaladuras para balancear posibles vibraciones de los demás componentes giratorios del tren de engranajes epicicloidales.

8. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho que el elemento de transmisión (3) es la varilla de una manivela.

9. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho que el elemento de transmisión (3) es la varilla de un pedal.

10. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que la relación de transmisión se obtiene sumando el número uno al número que se obtiene multiplicando, en cada caso, los dos siguientes números adicionales:

- el número que se obtiene dividiendo el número de dientes del dentado de la corona dentada (4) por el número de dientes de aquel dentado del engranaje satélite (5) que engrana en la corona dentada (4), y

- el número que se obtiene dividiendo el número de dientes del dentado del engranaje satélite (5) que engrana en la respectiva rueda dentada (6) que en ese momento está conectada por medio del elemento corredizo (8) al eje conducido (2), por el número de dientes del dentado de esta rueda dentada (6).

11. Tren de engranajes epicicloidales según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho que la relación de transmisión se obtiene sumando el número uno al número que se obtiene dividiendo, en cada caso, los siguientes dos números adicionales:

- el número de dientes del dentado de aquella corona dentada (4) que mediante el engranaje satélite (5) está conectada con la respectiva rueda dentada (6) que en ese momento está conectada por medio del elemento corredizo (8) al eje conducido (2), y

- el número de dientes del dentado de esta rueda dentada (6).

12. Bicicleta, con un tren de engranajes epicicloidales para transmitir potencia entre dos árboles coaxiales, de los cuales uno es el árbol de mando (1) y está constituido por el perno que une los pedales, y el otro es conducido (2) y está constituido por el eje loco de la rueda motriz, de manera que la velocidad angular de entrada transmitida por el árbol de mando (1) sea diversa de aquella de salida transmitida al árbol conducido (2),

caracterizada por el hecho que el árbol conducido (2) es hueco y el árbol de mando (1) está introducido dentro de dicho árbol hueco, donde entre los dos árboles hay cojinetes (11) aptos para permitir su rotación reciproca alrededor del eje común, y por el hecho que el tren de engranajes epicicloidales comprende:

- una varilla de pedal (3) a conectar rígidamente al árbol de mando (1),

- al menos una corona dentada (4), provista en su interior de un dentado y dispuesta fija con respecto a los demás componentes del tren de engranajes epicicloidales,

- un engranaje satélite (5), con varios dentados y que se engrana con uno de estos dentados en la corona dentada (4), el cual está conectado con libertad de rotación a la varilla (3) y bajo la acción impuesta por ésta durante la rotación del árbol de mando (1) rueda sin patinar sobre el dentado de la corona dentada (4), por lo cual los puntos de su dentado son obligados a moverse a lo largo de una respectiva epicicloide,

- múltiples ruedas dentadas (6), cada una de las cuales de un lado engrana en un correspondiente dentado del engranaje satélite (5) y del otro es apta para ser conectada rígidamente al árbol conducido (2),

- un elemento corredizo (8), intercalado entre las varias ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2) y trasladable a lo largo de la dirección longitudinal del mismo árbol conducido (2) entre múltiples posiciones, el cual cuando se halla en una de tales posiciones conecta rígidamente entre sí una de las ruedas dentadas (6) y el árbol conducido (2),

- cada rueda dentada (6) presenta dos dentados, y más exactamente un primer dentado apto para engranar en el engranaje satélite (5) y un segundo dentado apto para ser conectado rígidamente al árbol conducido (2) caracterizada por el hecho que las ruedas dentadas (6) están superpuestas entre sí con respectivos cuerpos centrales de empalme y pueden girar una sobre la otra.

13. Bicicleta según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho que el elemento corredizo (8) presenta un dentado apto para engranar en cada una de las ruedas dentadas (6) y de tipo puesto en un manguito (9) fijado al árbol conducido (2), que el mismo gira junto con el manguito (9) durante la rotación del árbol conducido (2), pero que al mismo tiempo es trasladable a lo largo de la dirección longitudinal del mismo árbol conducido (2) entre múltiples posiciones.

14. Bicicleta según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho que el desplazamiento del elemento corredizo (8) es llevado a cabo directamente por el ciclista mediante una pinza (14) de un desviador para bicicletas, la cual actúa sobre el soporte externo de un cojinete de esferas (15), cuyo soporte interno está fijado al elemento corredizo (8) y gira junto con él.

15. Bicicleta según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho que el engranaje satélite (5) está constituido por múltiples ruedas dentadas rígidamente vinculadas entre sí.

16. Bicicleta según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho que comprende múltiples coronas dentadas (4) y que el engranaje satélite (5) comprende múltiples ruedas dentadas, todas conectadas con libertad de rotación a la varilla (3) y libres de girar recíprocamente entre sí, por lo cual cada una engrana con su propio dentado en aquel de la asociada corona dentada (4).

17. Bicicleta según la reivindicación 15, caracterizada por el hecho que la relación de transmisión se obtiene sumando el número uno al número que se obtiene multiplicando, en cada caso, los dos siguientes números adicionales:

- el número que se obtiene dividiendo el número de dientes del dentado de la corona dentada (4) por el número de dientes de aquel dentado del engranaje satélite (5) que engrana en la corona dentada (4), y

- el número que se obtiene dividiendo el número de dientes del dentado del engranaje satélite (5) que engrana en la respectiva rueda dentada (6) que en ese momento está conectada por medio del elemento corredizo (8) al eje conducido (2), por el número de dientes del dentado de esta rueda dentada (6).

18. Bicicleta según la reivindicación 16, caracterizada por el hecho que la relación de transmisión se obtiene sumando el número uno al número que se obtiene dividiendo, en cada caso, los dos siguientes números adicionales:

- el número de dientes del dentado de aquella corona dentada (4) que mediante el engranaje satélite (5) está conectada con la respectiva rueda dentada (6) que en ese momento está conectada por medio del elemento corredizo (8) al eje conducido (2), y

- el número de dientes del dentado de esta rueda dentada (6).