RÓTULA DE ARTICULACIÓN FLEXIBLE PARA ENGRANAJES HELICOIDALES.

Una unidad de engranajes epicicloides, en donde la mencionada unidad de engranajes comprende una etapa de engranajes planetarios en donde al menos un engranaje planetario esta soportado rotatoriamente sobre un soporte planetario,

en donde el mencionado engranaje planetario está engranado con un engranaje solar y un engranaje de corona exterior, en donde el mencionado engranaje solar y el mencionado engranaje de corona son giratorios alrededor de un eje del sistema de la unidad de engranajes epicicloides, En donde el mencionado engranaje planetario, el mencionado engranaje solar y el mencionado engranaje de corona son engranajes helicoidales, En donde el soporte planetario tiene un eje del tipo de rótula flexible, y un manguito, sobre el cual se monta el engranaje planetario, Siendo la rótula un elemento no isotropito, teniendo por tanto distintos momentos de áreas de inercia en al menos dos direcciones normales al eje del sistema de la unidad de engranajes, Caracterizada porque: La alineación del engranaje planetario es ajusta en forma independiente en las direcciones tangencial y radial, en donde la alineación tangencial se ajusta por el cambio de la orientación angular del eje en su soporte planetario, y en donde la alineación radial se ajusta por el cambio de las propiedades de la sección de un miembro de montaje de la rótula

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/000041.

Solicitante: Clipper Windpower, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6305 CARPINTERIA AVENUE, SUITE 300 CARPINTERIA CA 93013 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HAHLBECK,Edwin,C, CHARTRE,Michael,T.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 13 de Enero de 2009.

Clasificación PCT:

  • F16H1/28 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16H TRANSMISIONES.F16H 1/00 Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento rotativo (particulares para transmitir un movimiento rotativo con relación de velocidad variable, o para invertir el movimiento rotativo F16H 3/00). › con engranajes con movimiento orbital.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2374635_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Rótula de articulación flexible para engranajes helicoidales. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención Esta invención está relacionada con una unidad de engranajes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención está relacionada en general con los sistemas de engranajes, y más en particular con una rótula de articulación flexible para un sistema de engranajes helicoidales. Descripción de la técnica anterior Se conoce una unidad de engranajes del tipo anteriormente mencionado, por ejemplo en el documento WO 2005/050058 A1 y WO 2005/050059 A1, considerado este último como representante de la técnica anterior más cercana. Un formato especial de soporte en voladizo de los elementos de los engranajes contiene un elemento de manguito concéntrico con la rótula de montaje que se deflexiona de una forma tal que el exterior del manguito permanece paralelo al eje del sistema. Esto es conocido comúnmente como una rótula articulada. Dicha rótula flexible puede incluir una rótula interior que esté asegurada a una pared o bien a otro miembro, situando en voladizo la rótula interior de la pared o de otro miembro, y un manguito que está situado en voladizo desde el extremo opuesto a la rótula interior y que se extiende hacia atrás sobre la rótula interna, proporcionando así un voladizo doble. Además de la deflexión en paralelo, estos dispositivos tienen un régimen de resorte diseñado para ayudar en la carga de ecualización en los sistemas multi-engranajes y de tipo de potencia dividida, incluyendo los sistemas planetarios. La invención expuesta en la patente de los EE.UU. numero 3303713, de R. Hicks, tiene una aplicación significativa en las transmisiones de alta potencia, especialmente cuando se incrementa la densidad de potencia por la utilización de cuatro o más engranajes planetarios en una configuración epicicloidal. Estos sistemas usan normalmente los engranajes rectos. Con tales engranajes, el contacto de los dientes es principalmente de rodadura, teniendo lugar un deslizamiento durante el acoplamiento y el desacoplamiento. En contraste con ello, los engranajes helicoidales son engranajes de forma cilíndrica con dientes helicoidales. Los engranajes helicoidales operan con menos ruido y vibración que los engranajes rectos. En cualquier instante, la carga sobre los engranajes helicoidales se distribuye sobre varios dientes, dando lugar a un desgaste reducido. Debido a su corte angular, el engranado de los dientes da lugar a unas cargas axiales a lo largo del eje del engranaje. En consecuencia, aunque los engranajes helicoidales tienen una mayor densidad y un funcionamiento más suave, pueden generar un momento de sobregiro en el plano radial de 90 o con respecto a las cargas tangenciales en que está diseñada la rótula de articulación flexible para el acomodo, en donde este momento conduciría a una rotación del engranaje en el plano radial que provocaría una deficiente alineación de los dientes. Las diferencias en las fuerzas de los engranajes se muestran en la figura 1. En esta figura se muestra un engranaje planetario, que es parte de un sistema de engranaje epicicloide. La configuración de epicicloide consiste en un anillo de engranajes planetarios montado sobre su soporte planetario y engranándose con un engranaje solar y un engranaje de corona sobre el exterior. El sistema solar y planetario son engranajes externos y la corona es un engranaje interno ya que sus dientes se encuentran sobre el interior. Usualmente, la corona o bien el soporte del sistema planetario se retienen en forma fija, pero la relación de los engranajes es mayor si la corona está fijada. La configuración epicicloide permite a la carga que esté compartida entre los planetas, reduciendo la carga en cualquier interfaz de los engranajes. Tal como puede verse en la figura 1, existen distintas fuerzas con los componentes radial (r), tangencial (t) y axial (a) que actúan sobre los engranajes planetarios en dicha configuración. Para los engranajes helicoidales, las fuerzas axiales dan lugar a un momento de sobregiro. El momento del engranaje helicoidal de sobregiro puede estar direccionado por la instalación de anillos de reacción, pero en la práctica se enfrentarán a un contra-esfuerzo y pueden desgastarse. Esto tiene un riesgo en particular, puesto que las partículas de desgaste en la zona de engranajes y de rodamientos son indeseables para cualquier tasa de presencia. En consecuencia, es un objeto de la presente invención el proporcionar una solución al problema del momento de los engranajes helicoidales de sobregiro sin la adición de componentes o de superficies de desgaste. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención proporciona una unidad de engranajes que tiene las características de la reivindicación 1. Las realizaciones adicionales de la invención se encuentran descritas en las reivindicaciones dependientes. 2   De acuerdo con la presente invención, se crea una realineación de corrección igual y opuesta a la desalineación provocada por el momento de sobregiro y otras fuerzas, sin añadir componentes o superficies de desgaste. De dicha forma la invención resuelve el problema anteriormente descrito. De acuerdo con la invención, las rótulas muestran una o más secciones transversales variables con los ejes principales de sus secciones no orientadas verticalmente utilizando las fuerzas tangenciales y radiales para provocar las deflexiones en dos planos, para compensar perfectamente la desalineación provocada por las fuerzas de los engranajes helicoidales, manteniendo así el mismo engranado alineado que al utilizar los engranajes rectos y las rótulas de flexión tradicionales. Tales elementos de las rótulas muestran distintos niveles de rigidez en distintas direcciones que cuando se conforman en un perfil no isotropito, y teniendo distintos momentos de áreas distintas de inercia a lo largo de sus ejes. Adicionalmente, la alineación tangencial puede ajustarse en forma independiente de la alineación radial por la variación de la orientación rotacional de la rótula en su conducto. La alineación radial está ajustada por modificaciones en la rigidez del componente de montaje o soporte realizándose así la alineación de los conductos de montaje de las rótulas en el plano radial. Las placas de rigidez montadas en el componente de montaje o soporte se utilizan para ajustar las propiedades de la sección. Estas placas controlan la desalineación de los conductos de montaje de la rótula del soporte en el plano radial. La invención tiene la ventaja de permitir la aplicación de rótulas flexibles en los engranajes helicoidales. La invención tiene la ventaja de ser capaz de compensar las deflexiones no deseables de los componentes en los cuales se montan las rótulas. La invención tiene la ventaja de permitir el ajuste de la alineación para compensar las desviaciones a partir de las deflexiones pronosticadas de sistema actual. La invención tiene la ventaja de que los engranajes helicoidales soportan unas cargas mayores y que pueden ser silenciosos y exentos de vibraciones. La invención tiene la ventana adicional de que puede aplicarse a las transmisiones de alta carga en donde las rótulas flexibles reducen el peso y el costo adicional utilizando los engranajes helicoidales para conseguir un funcionamiento silencioso y con un peso adicional y una reducción de las dimensiones. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá con detalles con referencia a los dibujos, en donde: La figura 1 es una comparación de las fuerzas en los sistemas planetarios, tanto de tipo recto como helicoidales; La figura 2 es un diagrama de una viga sencilla en voladizo con una pendiente extrema de valor cero; La figura 3 es un diagrama de una viga sencilla con un voladizo doble y una pendiente terminal de valor cero; La figura 4 es un diagrama de fuerzas de engranajes rectos en una rótula de flexión tradicional que da lugar a una deflexión en paralelo; La figura 5 es un diagrama de fuerzas de engranajes helicoidales que actúan sobre una rótula de flexión tradicional dando lugar a una deflexión no paralela; La figura 6 es un diagrama de las fuerzas de engranajes rectos en una rotula flexible asimétrica dando lugar a una deflexión no paralela; La figura 7 es un diagrama de las fuerzas de los engranajes helicoidales en una rotula flexible asimétrica que da lugar a una deflexión paralela; La figura 8 es un diagrama de una sección transversal de una rótula flexible asimétrica que muestra la orientación principal del eje; La figura 9 es un diagrama de las fuerzas de los engranajes helicoidales en una rótula flexible asimétrica con una orientación del eje principal que da lugar a una deflexión paralela. La figura 10 es un diagrama que muestra los efectos típicos de la rotación de la rótula en la alineación tangencial y radial para una rotula flexible... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una unidad de engranajes epicicloides, en donde la mencionada unidad de engranajes comprende una etapa de engranajes planetarios en donde al menos un engranaje planetario esta soportado rotatoriamente sobre un soporte planetario, en donde el mencionado engranaje planetario está engranado con un engranaje solar y un engranaje de corona exterior, en donde el mencionado engranaje solar y el mencionado engranaje de corona son giratorios alrededor de un eje del sistema de la unidad de engranajes epicicloides, En donde el mencionado engranaje planetario, el mencionado engranaje solar y el mencionado engranaje de corona son engranajes helicoidales, En donde el soporte planetario tiene un eje del tipo de rótula flexible, y un manguito, sobre el cual se monta el engranaje planetario, Siendo la rótula un elemento no isotropito, teniendo por tanto distintos momentos de áreas de inercia en al menos dos direcciones normales al eje del sistema de la unidad de engranajes, Caracterizada porque: La alineación del engranaje planetario es ajusta en forma independiente en las direcciones tangencial y radial, en donde la alineación tangencial se ajusta por el cambio de la orientación angular del eje en su soporte planetario, y en donde la alineación radial se ajusta por el cambio de las propiedades de la sección de un miembro de montaje de la rótula. 2. La unidad de engranajes epicicloidales de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en donde el eje del soporte planetario está conformado asimétricamente en un plano perpendicular al eje del sistema en uno o más puntos. 3. La unidad de engranajes epicicloides, de acuerdo con las reivindicaciones precedentes, en donde el soporte planetario tiene un momento de área mínimo de inercia en una direccion yaciente en un plano perpendicular al eje del sistema, la direccion del momento de área mínimo de inercia está sesgada con respecto a la direccion del eje de giro del engranaje planetario con respecto al eje de giro del engranaje planetario. 8   9     11   12   13   14     16   17   18   19

 

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