Juegos de engranajes y diferenciales que comprenden un engranaje frontal helicoidal.
Juego de engranajes (10), que comprende:
un engranaje frontal (14) que comprende un engranaje con una cara helicoidal que tiene,
como mínimo, un dientehelicoidal (50); y
un piñón helicoidal (12) configurado para acoplamiento de engrane con el engranaje frontal (14), de manera que elpiñón helicoidal (12) tiene, como mínimo, un diente helicoidal (20) y un ángulo del vértice menor de unos 20º.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/038520.
Solicitante: EATON CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 1111 Superior Avenue Cleveland, Ohio 44114 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: COCHREN,Steven,J, RADZEVICH,STEPHEN P, HERRMANN,PAUL N, RUDKO,STEVEN J.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F16H1/12 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). › cuyos ejes no son paralelos.
- F16H55/08 F16H […] › F16H 55/00 Elementos con dientes o superficies de fricción para transmitir un movimiento; Tornillos sin fin, poleas o roldanas para mecanismos de transmisión (transmisiones de tornillo y tuerca F16H 25/00). › Perfilado.
PDF original: ES-2423819_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Juegos de engranajes y diferenciales que comprenden un engranaje frontal helicoidal.
SECTOR TÉCNICO
La presente invención se refiere a un juego de engranajes, que comprende un primer engranaje dotado de un dentado frontal helicoidal y un segundo engranaje formado por un piñón helicoidal en acoplamiento de engrane con el engranaje helicoidal frontal. El juego de engranajes puede estar configurado para su utilización en un diferencial.
ANTECEDENTES
Los engranajes frontales helicoidales para su utilización en diferenciales son conocidos en la técnica, tal como indica, por ejemplo, la patente US. No. 3.253.483 y la patente US. No. 4.791.832, cuyos documentos se pueden considerar que constituyen la técnica anterior más próxima. No obstante, la incorporación de engranajes frontales helicoidales en los diferenciales no ha sido utilizada comercialmente a causa de limitaciones, por ejemplo, con respecto a la determinación de la arquitectura de los dientes del engranaje y en cuanto a la resistencia de los engranajes, pudiendo afectar adversamente ambos factores al rendimiento del juego de engranajes.
Puede ser deseable utilizar tecnología de engranajes frontales que pueda superar estas limitaciones. La tecnología d engranajes frontales puede permitir la opción de más piñones y/o de mayor diámetro, y engranajes primarios con cara frontal helicoidal más robustos que pueden quedar mejor soportados. Con respecto a la utilización de tecnología de engranajes frontales en relación con un diferencial, el tamaño compacto de las ruedas frontales utilizando tecnología de ruedas frontales en relación con un anillo de par puede permitir mayor flexibilidad en el 25 cuerpo envolvente y en el diseño. De esta manera, se puede incrementar la resistencia general del diferencial para un tamaño determinado del cuerpo envolvente. Además, la naturaleza compacta del juego de engranajes y anillo de par, en algunas realizaciones, puede dirigir las fuerzas dinámicas de manera más beneficiosa, y puede permitir que el mismo juego de engranajes y componentes internos sea utilizado en relación con diferentes diseños de cuerpos envolventes de diferentes modelos de vehículos a motor, aumentando de esta manera la aplicabilidad del diferencial.
RESUMEN
Se da a conocer un juego de engranajes que incluye un engranaje frontal con un engranaje frontal helicoidal, que tiene, como mínimo, un diente helicoidal y un piñón helicoidal. El piñón helicoidal puede tener, como mínimo, un diente helicoidal y puede tener un ángulo de vértice menor de unos 20º. El piñón helicoidal puede estar configurado para engrane con la rueda dentada frontal. También, se puede constituir un diferencial. El diferencial puede comprender un cuerpo del diferencial y un juego de engranajes. El juego de engranajes puede incluir un engranaje frontal que comprende un engranaje frontal helicoidal que tiene, como mínimo, un diente helicoidal y un piñón helicoidal. El piñón helicoidal puede tener, como mínimo, un diente helicoidal y puede tener un ángulo de vértice menor de unos 20º. El diferencial puede incluir, además, un anillo de par configurado para soportar el piñón helicoidal.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
A continuación, se describirán realizaciones de la invención, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un primer engranaje, de acuerdo con una realización de la invención:
La figura 2A es una vista frontal de un segundo engranaje, de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 2B es una vista lateral del segundo engranaje de la figura 2A.
La figura 3A es una vista en perspectiva de un anillo de par a utilizar con el primer engranaje de la figura 1, de 55 acuerdo con una realización de la invención.
La figura 3B es una vista lateral del anillo de par de la figura 3A.
La figura 4 es un esquema que muestra el ángulo de vértice de un primer engranaje, de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 5 es un esquema que muestra la geometría del flanco del diente de un primer engranaje, de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 6A es una vista en sección de un juego de engranajes, de acuerdo con una realización de la invención, incorporado en un diferencial.
La figura 6B es una vista frontal de una parte del juego de engranajes de la figura 6A.
La figura 7 es una vista en sección de un juego de engranajes, de acuerdo con una realización de la invención, 5 incorporado en un diferencial.
La figura 8 es una vista con las piezas desmontadas de un diferencial bloqueable eléctricamente de modo seleccionable que comprende un juego de engranajes, de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 9 es una vista en sección de un diferencial que incluye un fusible limitador de par y un juego de engranajes, de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 10 es una vista en sección de un diferencial que comprende placas de embrague limitadoras de par y un conjunto de engranajes, de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 11 es una vista parcial en sección de un diferencial que incluye un accionador de aire/hidráulico y un juego de engranajes, de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 12 es una vista en sección de un diferencial que comprende un conjunto de engranajes, de acuerdo con 20 una realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Se hará referencia a continuación de forma detallada a realizaciones de la presente invención, de la que se describen ejemplos que se muestran en los dibujos adjuntos. Si bien la invención será descrita en relación con realizaciones de la misma, se comprenderá que dichas realizaciones no están destinadas a limitar la invención a las mismas. Por el contrario, la invención está destinada a comprender alternativas, modificaciones y equivalentes que se pueden incluir dentro del ámbito de la invención, tal como se definen por las reivindicaciones adjuntas.
Un juego de engranajes 10, de acuerdo con la presente invención, puede comprender un primer engranaje 12 y un segundo engranaje 14. Haciendo referencia a las figuras 1-2, el primer engranaje 12 puede comprender un piñón helicoidal, y el segundo engranaje 14 puede comprender un engranaje frontal. En una realización, el primer engranaje 12 puede comprender un piñón helicoidal a utilizar en un diferencial. En esta realización, para un diferencial, el primer engranaje 12 puede estar previsto para transmitir un par de fuerzas desde un anillo de par 18 a un segundo engranaje 14 (por ejemplo, un engranaje frontal 14) . El anillo de par 18 puede tener la estructura mostrada en las figuras 3A-B y puede estar configurado tal como se describe en mayor detalle en esta descripción. De manera alternativa, el primer engranaje 12 puede estar dispuesto para transmitir par de fuerzas desde un engranaje frontal 14 a otro engranaje frontal 14. Además, en esta realización, se puede disponer una serie de piñones 12. El número de piñones 12 en el juego de engranajes 10 puede variar. No obstante, se puede disponer de un mínimo de dos piñones 12 en el juego de engranajes 10 cuando se utilizan los piñones 12 en un diferencial. El número de piñones 12 puede ser de unos seis en una realización, si bien se pueden utilizar un número mayor o menor de piñones 12 en otras realizaciones. Como contraste, el número de piñones cónicos que se pueden utilizar en un juego convencional de engranajes para un diferencial, puede ser solamente de cuatro. El número máximo de piñones 12 utilizado en un diferencial se puede determinar utilizando la siguiente fórmula, en la que el diámetro 45 externo del piñón 12 se ha designado do.p, y el diámetro interno del engranaje frontal correspondiente 14 se ha indicado din.sg.
Las dimensiones de los piñones 12 también pueden variar. No obstante, en una realización, los piñones 12 pueden tener una dimensión aproximada de la mitad de un piñón cónico convencional utilizado en un diferencial. Además, los piñones 12 pueden estar configurados para tener un reducido ángulo del vértice 8p en comparación con diseños de engranajes convencionales. Haciendo referencia a la figura 4, se ha mostrado una representación esquemática del ángulo del vértice de un piñón 12. En una realización, el ángulo del vértice 8p puede ser menor de unos 20º. El
ángulo del vértice 8p puede ser deducido de la siguiente ecuación, en la que do.p es el diámetro externo del piñón 12, dl.p es el diámetro límite del piñón 12, do.sg es el diámetro externo del engranaje... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Juego de engranajes (10) , que comprende:
un engranaje frontal (14) que comprende un engranaje con una cara helicoidal que tiene, como mínimo, un diente helicoidal (50) ; y un piñón helicoidal (12) configurado para acoplamiento de engrane con el engranaje frontal (14) , de manera que el piñón helicoidal (12) tiene, como mínimo, un diente helicoidal (20) y un ángulo del vértice menor de unos 20º.
2. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el diente helicoidal (50) del engranaje frontal (14) y el diente helicoidal (20) del piñón helicoidal (12) son forjados.
3. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, que comprende, además, una serie de piñones helicoidales
(12) configurados para acoplamiento de engrane con el engranaje frontal (14) . 15
4. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el ángulo de vértice está controlado por la siguiente ecuación:
, en la que do.p es el diámetro externo del piñón helicoidal (12) , dl.p es el diámetro límite del piñón helicoidal (12) , do.sg es el diámetro externo del engranaje frontal (14) , y din.sg es el diámetro interno del engranaje frontal (14) .
5. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el piñón helicoidal (12) comprende un saliente (28) en un primer extremo (30) del piñón helicoidal (12) .
6. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el piñón helicoidal (12) es sustancialmente plano en un primer extremo (30) del piñón helicoidal (12) y sustancialmente hemisférico en un segundo extremo (34) del piñón helicoidal (12) .
7. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el engranaje frontal (14) comprende una primera zona anular del cubo (37) configurada para recibir un eje.
8. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 7, en el que el engranaje frontal (14) comprende una parte principal (42) con una superficie externa (43) que se extiende circunferencialmente, que tiene, como mínimo, un saliente (44) que se extiende radialmente hacia fuera desde la superficie externa (43) .
9. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 1, en el que el engranaje frontal (14) comprende, además, un cubo (52) sobre la cara helicoidal (46) , extendiéndose el cubo (52) circunferencialmente alrededor de un diámetro interno del engranaje frontal (14) con el diente helicoidal (50) del engranaje frontal (14) , extendiéndose radialmente hacia dentro, hacia el cubo (52) .
10. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 9, en el que el cubo (52) es integral con el diente helicoidal
(50) del engranaje frontal (14) .
11. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 10, en el que una superficie superior del diente helicoidal (50) 45 del engranaje frontal (14) , se encuentra sustancialmente enrasada con una superficie superior del cubo (52) .
12. Juego de engranajes (10) , según la reivindicación 8, en el que el engranaje frontal (14) comprende una segunda zona anular del cubo (53) , en la que un diámetro externo de la segunda zona anular del cubo (53) es mayor que el diámetro externo de la primera zona anular del cubo (37) y el diámetro externo de la segunda zona anular del cubo (53) es menor que un diámetro externo de la parte principal (42) .
13. Diferencial, que comprende: un cuerpo envolvente del diferencial (64) ; un engranaje frontal (14) que comprende una cara de engranaje helicoidal; y
un piñón helicoidal (12) configurado para acoplamiento de engrane con el engranaje frontal (14) , de manera que el piñón helicoidal (12) tiene un ángulo del vértice menor de unos 20º.
14. Diferencial, según la reivindicación 13, que comprende, además, un anillo de par (18) configurado para soportar el piñón helicoidal (12) .
15. Diferencial, según la reivindicación 14, en el que el anillo de par (18) comprende, como mínimo, un orificio (54) que se extiende radialmente hacia dentro desde una superficie radial externa (56) del anillo de par (18) , y en el que
el piñón helicoidal (12) está dispuesto en el orificio (54) , de manera que el, como mínimo, un orificio (54) comprende un orificio ciego, de manera que el orificio (54) está abierto en un primer extremo en la superficie radial externa (56) del anillo de par (18) y el orificio (54) está cerrado en un segundo extremo opuesto al primer extremo.
Patentes similares o relacionadas:
MODULO DE ENGRANAJES CON ENGRANAJES DE RUEDAS DE DIENTES LATERALES., del 16 de Enero de 2003, de LENZE GMBH & CO. KG: Módulo de engranajes que se componen de dos o más módulos de engranajes (1, 2 ó 3) del mismo o diferente tipo constructivo, que disponen de uno o más tamaños […]
MONTURA DE MOTOR AUTOAJUSTABLE PARA MOTORES DE ACCIONAMIENTO DE UN TRAZADOR DE TINTA., del 16 de Diciembre de 1996, de CALCOMP INC.: ESTA INVENCION SE REFIERE A UN MONTAJE DE UN MOTOR AUTOAJUSTABLE PARA SUJETAR A UN ENGRANAJE ACCIONADOR MONTADO SOBRE EL EJE DE […]
TRANSMISION DE RUEDAS DE ENGRANAJE., del 16 de Agosto de 1989, de KUIKEN N.V.: TRANSMISION DE LAS CARAS DE RUEDAS DE ENGRANAJE EN QUE LA ALTURA DE LOS DIENTES T PUEDE SER INCREMENTADA CONSIDERABLEMENTE EN LA ZONA DONDE LOS DIENTES TIENEN ANGULOS […]
RUEDA DENTADA CON SUPERFICIE LAMINADA CURVADA, TOROIDAL Y ENGRANAJE DENTADO CON UNA RUEDA DENTADA DE ESTE TIPO, del 16 de Noviembre de 2007, de HILTBRAND, ROLAND: Engranaje dentado con una primera rueda y con una segunda rueda , en el que […]
ENGRANAJE PARA UN ACCIONADOR., del 16 de Abril de 2007, de ROBERT BOSCH GMBH: Engranaje para un accionador con un primer elemento de engranaje portador de un dentado externo , que se halla rotacionalmente fijo sobre un […]
Par de ruedas dentadas para un engranaje helicoidal o un engranaje recto, engranaje helicoidal o engranaje recto con un par de ruedas dentadas de este tipo así como uso de un par de ruedas dentadas de este tipo en engranajes helicoidales y engranajes rectos, del 1 de Abril de 2020, de IMS Gear SE & Co. KGaA: Par de ruedas dentadas para un engranaje helicoidal o un engranaje recto, que comprende - una primera rueda dentada con una primera sección […]
Método para fabricar una rueda dentada cónica para un engranaje cónico, del 29 de Junio de 2016, de SCHOTTEL GMBH: Método para la fabricación de una rueda dentada cónica de un engranaje cónico, cada uno de cuyos dientes presenta un flanco de carga y un […]
Sistema de transmisión por engranajes, del 25 de Mayo de 2016, de ZF Wind Power Antwerpen NV: Sistema de transmisión por engranajes que comprende al menos un primer engranaje cilíndrico y un segundo engranaje cilíndrico , comprendiendo […]