Sistema de engranaje epicicloidal.

Un sistema de engranaje epicicloidal que comprende: un engranaje planetario (2);

un engranaje anular (4); un número de engranajes planetarios (5) que engranan con el engranaje solar y el engranaje anular; un soporte planetario (6); y un pasador de conexión (8) que conecta cada engranaje planetario al soporte planetario; comprendiendo el soporte planetario una primera y segunda porción de placa (9, 10) en lados opuestos de dichos engranajes planetarios, un primer medio de conexión para conectar solo dicha primera porción de placa a un miembro de reacción (12), y segundo medio de conexión para conectar dichas primera y segunda porciones de placa entre sí; estando los medios de acoplamiento flexibles interpuestos entre al menos uno de dichas primera y segunda porciones de placa y cada una de dichos pasadores de conexión; y estando el sistema de engranajes caracterizado por que dichos medios de acoplamiento flexibles comprenden al menos una porción elásticamente flexible (28, 30), que es elásticamente flexible angular y radialmente, y se curva en sección radial para definir al menos un rebaje anular (29; 33) coaxial con dicho pasador de conexión.

Sistema de engranaje epicicloidal La presente invención se refiere a un sistema de engranaje epicicloidal.

Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de engranaje epicicloidal que se puede utilizar con ventaja, aunque no exclusivamente, en la generación de energía eólica, para transmitir energía desde las palas en el sistema de generación de electricidad, y en la propulsión de aeronaves, para transmitir potencia desde una turbomáquina al sistema de propulsión.

En la siguiente descripción, se hace referencia explícita a la propulsión de aeronaves, pero simplemente a modo de ejemplo.

Los sistemas de engranajes epicicloidales utilizados en la propulsión de aeronaves comprenden un engranaje solar; un engranaje anular; y un número de engranajes planetarios interpuestos entre el engranaje solar y el engranaje anular y se ajustan en un soporte planetario por respectivos pasadores de conexión y con la interposición de cojinetes de deslizamiento o de rodadura.

Una configuración de soporte de planetario típica es asimétrica, es decir, comprende dos porciones sustancialmente de placa, que se colocan una frente a la otra en lados axiales opuestos de los engranajes planetarios, se conectan integralmente entre sí por un número de miembros transversales o espigas, y solo uno de los que se conecta integralmente a un miembro -estacionario o giratorio, dependiendo de la configuración del sistema de engranaje que reacciona con el par transmitido de los engranajes planetarios al soporte planetario.

Como se ha indicado, cada engranaje planetario se conecta al soporte planetario por un respectivo pasador de conexión o de soporte, cuyos extremos opuestos se conectan -normalmente, aunque no necesariamente, bloqueándose -a las porciones de placa, y cuya porción intermedia soporta un cojinete de deslizamiento o de rodadura, por ejemplo, con dos conjuntos de rodillos cilíndricos.

En la solicitud en consideración, los cojinetes del engranaje planetario -sin importar si son de tipo deslizante o de rodadura -fallan al permitir la desalineación entre el engranaje planetario y el respectivo pasador de soporte.

Durante el funcionamiento del sistema de engranajes, las fuerzas transmitidas desde los engranajes planetarios al soporte planetario deforman el soporte planetario y, en particular, dan como resultado el giro relativo de las dos porciones de placa.

A menos que se tomen medidas para evitar esto, este giro deforma tanto las espigas como los pasadores de soporte, cuyos ejes van desde una condición de reposo, en la que son paralelos a los ejes del engranaje solar y del engranaje anular, hasta una condición de trabajo, en la que forman, con los ejes del engranaje solar y del engranaje anular, un ángulo de distinto de cero, y que varía, dependiendo de la intensidad de las fuerzas transmitidas y, por lo tanto, del grado de deformación del soporte planetario.

La desviación de los ejes del pasador de soporte, y por lo tanto de los respectivos ejes del engranaje planetario con 45 respecto a los ejes del engranaje solar y del engranaje planetario, da como resultado la distribución de carga desigual en los dientes de engrane de los engranajes planetario, solar y anular, y en los cojinetes, lo que perjudica el funcionamiento del sistema de engranajes y, normalmente, reduciendo significativamente la vida útil de sus partes componentes.

Se han propuesto diversas soluciones para eliminar estos inconvenientes. Una primera consiste en la modificación de la geometría de las partes componentes, y en particular, de los asientos de trabajo de los cojinetes, para compensar los efectos de deformación bajo carga; y una segunda consiste en distribuir por igual la rigidez del soporte planetario y/o pasadores de soporte para eliminar los efectos del giro relativo de las porciones de placa en los asientos de trabajo de los cojinetes.

Si bien la primera solo elimina los efectos de la deformación en un valor de carga transmitida dado, la segunda compensa eficazmente el problema independientemente de la carga.

Una solución conocida, de acuerdo con la segunda solución y que se describe, por ejemplo, en la patente del 60 solicitante US6409414, es emplear pasadores de soporte asimétricos, es decir, con porciones que difieren en rigidez de un extremo axial al otro. Aunque es eficaz en el equilibrio de los efectos de deformación bajo carga, esta solución exige compensar localmente no solo los efectos de la variación de la rigidez a lo largo de los ejes de los pasadores de soporte en cuento a la distribución de carga en el cojinete, sino también la acción centrífuga asimétrica en el soporte planetario.

Otra solución, de acuerdo con la segunda solución, es proporcionar ranuras de reducción de peso alrededor de los soportes de pasador en la porción de placa conectada al miembro de reacción del par, como se describe, por ejemplo, en la Patente WO2009102853A1.

Esta solución tiene la ventaja de permitir el uso de pasadores simétricos, pero implica un estrés severo en la porción de placa, especialmente en aplicaciones que implican cargas severas y deformación.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de engranaje epicicloidal diseñado para resolver los problemas anteriores, y en particular, para reducir el estrés en el soporte planetario.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de engranaje epicicloidal que comprende un engranaje solar; un engranaje anular; un número de engranajes planetarios que engranan con el engranaje solar y el engranaje anular; un soporte planetario; y un pasador de conexión que conecta cada engranaje planetario al soporte planetario; comprendiendo el soporte planetario una primera y segunda porción de placa en lados opuestos de dichos engranajes planetarios, primer medio de conexión para conectar solamente dicha primera porción de placa a un miembro de reacción, y segundo medio de conexión para conectar dicha primera y segunda porción de placa entre sí; medios de acoplamiento flexible interpuestos entre al menos uno de dicha primera y segunda porción de placa y cada uno de dichos pasadores de conexión; y estando el sistema de engranajes caracterizado por que dichos medios de acoplamiento flexibles comprenden al menos una porción elásticamente flexible, que es elásticamente flexible angular y radialmente, y se curva en sección radial para definir al menos un rebaje anular coaxial con dicho pasador de conexión.

En el sistema de engranajes definido anteriormente, el rebaje es preferentemente alargado axialmente.

Un número de realizaciones no limitantes de la presente invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista esquemática, sustancialmente en forma de bloques, de una realización preferida del sistema de engranajes epicicloidal de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención;

La Figura 2 es similar a, y muestra una variación de un detalle de la Figura 1; La Figura 3 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad, del sistema de engranajes de la Figura 2; La Figura 4 muestra una variación de un detalle de la Figura 2.

El número 1 en la Figura 1 indica como un todo un sistema de engranaje epicicloidal, particularmente pero no necesariamente para un motor de aeronaves (no mostrado) .

El sistema de engranajes 1 comprende un engranaje solar 2 que gira alrededor de un eje 3; un engranaje anular 4 coaxial con el eje 3; y un número de engranajes planetarios 5, por ejemplo, engranajes bi-helicoidales, solo uno de 40 los que se muestra en los dibujos, y que engranan con el engranaje anular 4 y el engranaje solar 2.

Cada engranaje planetario 5 está montado en un soporte planetario 6, para girar alrededor de un respectivo eje 7, por medio de un respectivo pasador de conexión o de soporte 8, cuyo eje es coincidente con el eje 7 y paralelo al eje 3.

El soporte planetario 6 es asimétrico, es decir, no es simétrico con respecto a un plano axial central P, perpendicular al eje 7, de los engranajes planetarios 5.

El soporte planetario 6 comprende dos porciones sustancialmente de placa 9 y 10 situadas en lados axiales 50 opuestos de los engranajes planetarios 5 y conectadas integralmente entre sí por una serie de espigas axiales conocidas no mostradas.

De las porciones 9 y 10, solo la porción 9 se conecta integralmente de manera conocida a un elemento estacionario o giratorio 12, que reacciona con el par transmitido desde los engranajes planetarios 5 hasta el soporte planetario 6.

Cada pasador de conexión 8 es preferentemente, pero no necesariamente, simétrico con... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de engranaje epicicloidal que comprende: un engranaje planetario (2) ; un engranaje anular (4) ; un número de engranajes planetarios (5) que engranan con el engranaje solar y el engranaje anular; un soporte 5 planetario (6) ; y un pasador de conexión (8) que conecta cada engranaje planetario al soporte planetario; comprendiendo el soporte planetario una primera y segunda porción de placa (9, 10) en lados opuestos de dichos engranajes planetarios, un primer medio de conexión para conectar solo dicha primera porción de placa a un miembro de reacción (12) , y segundo medio de conexión para conectar dichas primera y segunda porciones de placa entre sí; estando los medios de acoplamiento flexibles interpuestos entre al menos uno de dichas primera y segunda porciones de placa y cada una de dichos pasadores de conexión; y estando el sistema de engranajes caracterizado por que dichos medios de acoplamiento flexibles comprenden al menos una porción elásticamente flexible (28, 30) , que es elásticamente flexible angular y radialmente, y se curva en sección radial para definir al menos un rebaje anular (29; 33) coaxial con dicho pasador de conexión.

2 Un sistema de engranajes según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho rebaje anular (29; 33) está axialmente alargado.

3. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicha porción curva elásticamente flexible (28, 30) tiene sustancialmente forma de C. 20

4. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicha porción curva elásticamente flexible forma parte de una pared anular radialmente ondulada (30) que rodea dicho pasador de conexión; definiendo dicha pared anular ondulada dicho rebaje anular (33) .

5. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que dicha pared anular ondulada (30) define al menos parcialmente al menos un rebaje anular adicional (37) coaxial con dicho pasador de conexión y que tiene una entrada axial orientada hacia el lado opuesto hasta una entrada axial de dicho rebaje anular (33) .

6. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que dicha pared anular ondulada (30) define al menos parcialmente dos de dichos rebajes anulares adicionales orientados en la misma dirección (37, 38) coaxiales con dicho pasador de conexión; estando dichos rebajes anulares adicionales situados hacia el interior y hacia el exterior de dicho rebaje anular (33) , respectivamente.

7. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que dicha pared anular ondulada (30) es axialmente simétrica.

8. Un sistema de engranajes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos medios de acoplamiento flexibles están interpuestos entre dicha primera porción de placa (9) y cada uno 40 de dichos pasadores de conexión.

9. Un sistema de engranajes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos medios de acoplamiento flexibles están interpuestos entre dicha segunda porción de placa (10) y cada uno de dichos pasadores de conexión.

10. Un sistema de engranajes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha porción elásticamente flexible y la respectiva porción de placa forman parte de un cuerpo de una pieza (42) .

11. Un sistema de engranajes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dicha porción elásticamente flexible (23) forma parte de un cuerpo de interfaz (25) separado de la dicha porción de placa relativa (9) .

12. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que dicha porción 55 elásticamente flexible (23) acopla libremente una abertura pasante axial (24) formada a través de la dicha porción de placa relativa.

13. Un sistema de engranajes de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que dicho cuerpo de interfaz (25) está formado en una sola pieza. 60