Conjunto de engranajes con un pasador flexible ahusado.

Un conjunto de engranajes que comprende un engranaje central montado en una placa (38) de soporte y una pluralidad de conjuntos (36) de engranajes planetarios que rodean el engranaje central en una relación de transmisión de par,

en el que cada uno de dichos conjuntos (36) de engranajes planetarios comprende un engranaje planetario (36) soportado por un eje planetario (40), comprendiendo el eje planetario (40) un primer extremo (50) en voladizo con respecto a la placa (38) de soporte, un segundo extremo (54) que soporta el engranaje planetario (36);

caracterizado porque dicho eje planetario (40) comprende, además:

una porción central cóncava (51) de diámetro reducido, y en el que dicha porción central (51) tiene una circunferencia externa dotada de al menos una proyección circunferencial convexa hacia fuera (78, 82) formada entre el primer extremo (50) y el segundo extremo (54).

Conjunto de engranajes con un pasador flexible ahusado Antecedentes de la invención La presente invención versa acerca de conjuntos de engranajes y, más en particular, acerca de conjuntos de engranajes planetarios que pueden ser utilizados en sistemas de piñón y cremallera y otras aplicaciones industriales de ese tipo.

Los sistemas de engranajes planetarios utilizados de forma generalizada en una variedad de entornos industriales. En tales disposiciones, la entrada giratoria normalmente tiene la forma de un engranaje solar. Hay montada una pluralidad de engranajes planetarios en torno al engranaje solar para recibir fuerza de rotación desde el engranaje solar mediante la toma constante de los dientes respectivos. Convencionalmente, los engranajes planetarios están montados en un área de rotación de un engranaje planetario , y el elemento de salida normalmente tiene la forma de un engranaje anular.

Un sistema típico de engranajes epicíclicos o de engranajes planetarios, además de un engranaje solar y una pluralidad de engranajes planetarios utiliza un engranaje anular dotado de dientes internos. El engranaje solar está ubicado en el soporte, con el engranaje planetario engranado con el elemento solar y el engranaje anular yendo en torno tanto a los engranajes planetarios como al engranaje solar. Normalmente, el engranaje anular está engranado con todos los engranajes planetarios. De esta manera, cada engranaje planetario está engranado tanto con el elemento solar como con el engranaje anular, y con ninguno de los otros planetas, mientras que cada uno del anular y del solar está engranado con todos los planetas. Todos los planetas están montados en los ejes en una relación paralela, relación que se mantendría idealmente durante la rotación. De estos tres conjuntos de elementos, sol, planetas montados en el soporte, y el engranaje anular, normalmente uno se mantendrá fijo y el otro girará, con la potencia para girar suministrada a un componente giratorio, a una velocidad angular y un par dados, y la potencia tomada del otro componente giratorio a un par y una velocidad distintos relacionados lineal o inversamente con el primero por medio de la relación de transmisión.

Un problema común en todos los sistemas de engranajes tanto planetarios como no planetarios es el defecto de alineación de los dos engranajes según se engranan sus dientes. Cuando los ejes de rotación de los engranajes no son perfectamente paralelos los contactos parciales de los dientes provocan esfuerzos de expansión y de contacto en un extremo de un diente. En teoría, la pérdida potencial de potencia de la salida del conjunto de engranajes debido a un defecto de alineación puede ser un 30 por ciento o mayor. La condición de falta de paralelismo provoca problemas significativos de un desgaste excesivo, un rozamiento añadido, un ruido adicional, y un mayor esfuerzo en los dientes de engranaje, lo que provoca una fatiga del metal.

Otro problema creado en los conjuntos de engranajes planetarios con cuatro o más engranajes es la distribución de cargas entre los engranajes de carga. Para aproximarse mejor una carga uniforme, uno de los procedimientos sugeridos es permitir una deformación plástica de los ejes de los engranajes planetarios y proporcionar “montajes flexibles”. Sigue surgiendo otro problema debido a la deformación del soporte bajo carga, lo que introducirá el mayor defecto de alineación cuando se somete a los engranajes a una carga máxima. En tal momento la deflexión torsional del soporte introduce el mayor defecto de alineación debido a la deformación. Una parte significativa del gran porcentaje de reducción de la potencia de todos los engranajes debido a un defecto de alineación es directamente atribuible a este hecho.

Una de las soluciones ofrecidas por la industria es utilizar un par de placas separadas conectadas rígidamente para que funcionen como el soporte planetario. El diseño de doble placa permite reducir significativamente la deformación del eje planetario y el defecto de alineación. Sin embargo, el diseño de doble placa es significativamente más pesado que el de una placa, y más costoso de construir. Tales diseños no son muy adecuados para el uso de montajes flexibles para los planetas, lo que a su vez hace que tengan una adecuación deficiente para el uso de más de tres planetas. Además, los problemas de falta de tolerancia tenderán a agravarse por la rigidez de esos diseños.

En la patente U.S. nº 3.303.713 expedida a R. J. Hicks en 1967 se muestra otro enfoque del problema. Según la patente U.S. nº 3.303.713, se intercala un manguito entre el engranaje y el eje, sobre el que se ubica la rueda de engranaje. El eje tiene porciones extremas opuestas fijadas rígidamente entre la rueda de engranaje y el soporte. Se dice que el espacio entre la rueda de engranaje y el soporte permite que el eje se flexione para proporcionar una carga uniforme. Hicks también enseña la forma que se le da al eje, de manera que esté aplanado en los dos lados paralelos al eje radial del elemento solar y perpendicular a la dirección tangencial del movimiento planetario. El objeto de este diseño es reducir el módulo resistente de la sección en ese eje para permitir mayores deformaciones en esa dirección que permita un mejor reparto de la carga, y también permita una mejor prevención de la deformación en la dirección radial debido a fuerzas centrípetas.

Se conoce otro intento más por solucionar los problemas indicados anteriormente en la patente U.S. nº 6.994.651 expedida a G. P. Fox y E. Jallat, en la que se da a conocer un sistema de engranajes epicíclicos que tiene un engranaje solar, un engranaje anular ubicado en torno al engranaje solar y engranajes planetarios ubicados entre los

engranajes solar y anular, y engranados con los mismos. Un reborde de soporte está desplazado axialmente del engranaje planetario y un eje de soporte se prolonga desde el mismo al interior del engranaje planetario. Cada eje de soporte, que se encuentre en voladizo con respecto al reborde de soporte, tiene un ahusamiento doble y se dice que se deforma con respecto al reborde por el par. La cara interna, que se encuentra en voladizo con respecto al eje en su extremo opuesto en el que la deformación del eje es mayor, se deforma en la dirección opuesta, de forma que se compense la deformación causada por el eje. Como consecuencia de las dos deformaciones, el eje Y para el engranaje planetario permanece esencialmente paralelo al eje central X, y el engranaje planetario permanece engranado de forma apropiada con el engranaje solar y con el engranaje anular. Se dice que un surco en el eje facilita la flexión del eje.

Aunque los sistemas de las patentes U.S. nos 3.303.713 y 6.994.651 pueden funcionar satisfactoriamente en ciertos entornos, existe una necesidad de un conjunto de engranajes para ser utilizado en sistemas de piñón y cremallera en un entorno de carga elevada de una plataforma autoelevadora.

El documento DE 197 06 686 A1 de la técnica anterior más cercana da a conocer un conjunto de engranajes que comprende un engranaje central montado en una placa de soporte y una pluralidad de conjuntos de engranajes planetarios que rodean el engranaje central en una relación de transmisión de par. Cada uno de dichos conjuntos de engranajes planetarios comprende un engranaje planetario soportado por un eje planetario. El eje planetario comprende un primer extremo en voladizo con respecto a la placa de soporte y un segundo extremo que soporta el engranaje planetario.

Según la presente invención se proporciona un conjunto de engranajes como se define en la reivindicación 1. Se divulgan realizaciones preferentes de la invención en las reivindicaciones dependientes.

Sumario de la invención Por lo tanto, un objeto de la presente invención es maximizar la deformación de la carga de los engranajes planetarios para ayudar en el reparto de la carga entre los engranajes planetarios.

Otro objeto de la invención es minimizar el defecto de alineación con respecto a los engranajes planetarios centrales.

Se consiguen estos y otros objetos de la invención mediante la provisión de un conjunto de engranajes epicíclicos que tiene una unidad de engranaje planetario dentado central montada en una placa de soporte y una pluralidad de conjuntos de engranajes planetarios que rodean el engranaje solar en una relación de transmisión de par. Cada uno de dichos conjuntos de engranajes planetarios tiene un engranaje planetario dentado soportado por un eje planetario, cuyo primer extremo está en voladizo con respecto a la placa de soporte. Un segundo extremo del eje planetario soporta el engranaje planetario. Una porción central cóncava doblemente ahusada del eje planetario permite la flexión... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de engranajes que comprende un engranaje central montado en una placa (38) de soporte y una pluralidad de conjuntos (36) de engranajes planetarios que rodean el engranaje central en una relación de transmisión de par, en el que cada uno de dichos conjuntos (36) de engranajes planetarios comprende un engranaje planetario (36) soportado por un eje planetario (40) , comprendiendo el eje planetario (40) un primer extremo (50) en voladizo con respecto a la placa (38) de soporte, un segundo extremo (54) que soporta el engranaje planetario (36) ; caracterizado porque dicho eje planetario (40) comprende, además:

una porción central cóncava (51) de diámetro reducido, y en el que dicha porción central (51) tiene una circunferencia externa dotada de al menos una proyección circunferencial convexa hacia fuera (78, 82) formada entre el primer extremo (50) y el segundo extremo (54) .

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que cada una de dichas proyecciones circunferenciales convexas hacia fuera (78, 82) está formada en partes ahusadas opuestas a una distancia desde la parte central (51) .

3. El aparato de la reivindicación 1, en el que el segundo extremo (54) del eje planetario (40) está fijado, 15 preferentemente soldado, a un manguito planetario (56) , rodeando dicho manguito (56) el segundo extremo (54) y la porción central (51) del eje planetario (40) .

4. El aparato de la reivindicación 1, en el que el primer extremo del eje planetario (40) está soldado a la placa (38) de soporte.

5. El aparato de la reivindicación 1, en el que la porción central (51) se ahúsa hacia abajo en un aspecto cóncavo

asimétrico desde el primer extremo (50) del eje planetario (40) y desde el segundo extremo (54) del eje planetario (40) hacia la parte central, y/o en el que la porción central (51) tiene, preferentemente, un aspecto de doble ahusamiento, con extremos opuestos de la porción central (51) ahusados hacia abajo asimétricamente desde el primer extremo (50) y el segundo extremo (54) del eje planetario (40) hacia la parte central.

6. El aparato de la reivindicación 1, en el que el engranaje central es una unidad central (34) de engranaje solar

dentado montada en la placa (38) de soporte, comprendiendo cada uno de dichos conjuntos (36) de engranajes planetarios un engranaje planetario dentado soportado por el eje planetario (40) , comprendiendo el eje planetario (40) un primer extremo cilíndrico (50) en voladizo con respecto a la placa (38) de soporte, un segundo extremo cilíndrico (54) que soporta el engranaje planetario, y una porción central cóncava (51) de doble ahusamiento que tiene partes ahusadas opuestas que se conectan de manera unitaria en una parte central (74) de menor diámetro de la porción central (51) , y en el que cada una de dichas partes ahusadas tiene una circunferencia externa dotada de al menos una proyección circunferencial convexa hacia fuera (78, 82) formada entre el primer extremo (50) y el segundo extremo (54) , estando configuradas dichas partes ahusadas opuestas y proyecciones convexas hacia fuera (78, 82) para evitar la curvatura del eje planetario (40) y para permitir la flexión del eje planetario (40) en una dirección axial de un eje longitudinal del eje planetario (40) , de manera que se facilite la deformación elástica del eje planetario (40) mientras que se distribuye la carga entre los conjuntos (36) de engranajes planetarios.

7. El aparato de la reivindicación 6, en el que se retiene a cada uno de dichos ejes planetarios (40) en una relación generalmente paralela a un eje central del engranaje solar central (34) durante la transmisión del par entre el engranaje solar central (34) y los conjuntos (36) de engranajes planetarios.

8. El aparato de la reivindicación 6, en el que dicha porción central (51) comprende una primera parte cóncava

(76) adyacente al primer extremo (50) del planeta, una segunda parte circunferencial convexa hacia fuera (78) , una tercera parte cóncava (80) que define sustancialmente la parte central de la porción central (51) , una cuarta parte circunferencial convexa hacia fuera (84) adyacente a la tercera parte cóncava (80) , y una quinta parte cóncava (84) formada adyacente al segundo extremo (54) del eje planetario (40) .

9. El aparato de la reivindicación 6, en el que el eje planetario (40) tiene un aspecto asimétrico, en el que el segundo extremo (54) del eje planetario (40) tiene dimensiones radiales y longitudinales menores que el primer extremo (50) del eje planetario (40) .

10. El aparato de la reivindicación 6, en el que el segundo extremo (54) del eje planetario (40) está firmemente sujeto, preferentemente soldado, a un manguito planetario (56) , rodeando dicho manguito (56) el segundo 50 extremo (54) y la porción central (51) del eje planetario.

11. El aparato de la reivindicación 10, en el que se define un espacio anular (70) entre una superficie interna (68) del manguito planetario (56) y una circunferencia externa de la porción central (51) .

12. El aparato de la reivindicación 10, en el que cada una de dichas unidades de engranajes (36) planetarios

comprende además un rodamiento planetario (63) intercalado entre el manguito planetario (56) y el engranaje 55 planetario (36) .

13. El aparato de la reivindicación 10, en el que dicho manguito planetario (56) tiene un extremo próximo (60) adyacente al primer extremo (50) del eje planetario (40) y un extremo distante (58) adyacente al segundo extremo (54) del eje planetario (40) .

14. El aparato de la reivindicación 13, en el que el extremo próximo (60) del manguito planetario (56) tiene un

reborde (61) que se extiende hacia fuera, y en el que el rodamiento planetario (63) hace tope con el reborde (61) , encajando entre el engranaje planetario (36) y el manguito planetario (56) .

15. El aparato de la reivindicación 13, en el que el extremo próximo (60) del manguito planetario (56) está dotado de un corte (62) en chaflán que se extiende desde una superficie interna hasta una superficie externa del manguito planetario (56) , estando configurado dicho corte (62) en chaflán para aumentar la distancia entre la porción central (51) del eje planetario (40) y el manguito planetario (56) .