Canal de paso giratorio con segmento deslizante.

Canal de paso giratorio para vehículos de ruedas, en especial para un tractor,

con una instalación de regulación de la presión de los neumáticos para al menos una rueda, a la que está asociado coaxialmente el canal de paso giratorio, en donde el canal de paso giratorio comprende un anillo de estátor (2), que está dispuesto de forma que no puede girar con respecto al cuerpo del vehículo y un anillo de rotor (3), que está montado de forma que puede girar con respecto al anillo de estátor (2) y que está unido a la rueda del vehículo asociada al canal de paso giratorio, y tanto el anillo de estátor (2) como el anillo de rotor (3) poseen en cada caso al menos un conducto de conexión (25 y 26), en donde el primer anillo, ya sea el anillo de estátor (2) o el anillo de rotor (3), presenta al menos un canal anular (9) con una sección transversal en forma de u, en donde el canal anular presenta una abertura anular que está obturada mediante el contacto de los extremos libres de un dispositivo de obturación, en donde en ambos lados de la abertura en cada caso está fijada al menos una junta (12 y 13) en forma de corona circular del dispositivo de obturación, a la que está asociado el extremo libre, caracterizado porque el segundo anillo, ya sea el anillo de rotor (3) o el anillo de estátor (2), posee al menos un segmento deslizante (21), que fundamentalmente en la dirección perimétrica del canal de paso giratorio está en unión deslizante, de forma obturadora, con las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, o puede moverse de forma desmontable en un contacto deslizante con las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, eleva una respecto a la otra las juntas en forma de corona circular sólo dentro de un segmento del perímetro de las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, y el segmento deslizante (21) presenta un taladro (24) que hace posible una unión entre la conexión (26) con el anillo de rotor (3) y la conexión (25) con el anillo de estátor (2).

Canal de paso giratorio con segmento deslizante

La invención se refiere a un canal de paso giratorio anular, que puede reequiparse, con un momento de rozamiento especialmente reducido, en especial para tractores que están equipados con una instalación de regulación de la presión de los neumáticos. El canal de paso giratorio puede aplicarse por fuera del cuerpo del eje en el lado interior de las ruedas del tractor y, de esta forma, ahorra una conducción de conductos sobre los guardabarros.

Estado de la técnica

En los vehículos de ruedas con neumáticos con una instalación de regulación de la presión de los neumáticos y una alimentación de aire comprimido en el lado del vehículo se necesita en las ruedas afectadas en cada caso un canal de paso giratorio. Un canal de paso giratorio reequipable puede instalarse tanto exteriormente sobre la rueda como interiormente en la rueda. Si el canal de paso giratorio se instala exteriormente sobre la rueda, se necesita una conducción de conductos sobre el guardabarros. Si el canal de paso giratorio se instala en el lado interior de la rueda, el canal de paso giratorio puede integrarse en el cuerpo del eje o bien el canal de paso giratorio se instala anularmente, por fuera del cuerpo del eje. Un canal de paso giratorio dentro del cuerpo del eje no puede reequiparse con una complejidad justificable. Para un reequipamiento de las ruedas del tractor con un canal de paso giratorio en el lado Interior de las ruedas el canal de paso giratorio se realiza ventajosamente de forma anular, para que el canal de paso giratorio pueda aplicarse por fuera del cuerpo del eje. Los canales de paso giratorios anulares no son hasta ahora habituales, ya que a pesar de unas inmensas ventajas posibles, no existe todavía ninguna estructura adecuada en todas las circunstancias. En especial los momentos de rozamiento son hasta ahora claramente excesivos.

Los canales de paso giratorios anulares habituales poseen en principio dos anillos montados de forma que pueden girar concéntricamente uno con relación al otro, que forman por un lado el anillo de estátor y por otro lado el anillo de rotor. El anillo de estátor está unido de forma solidaria en rotación al cuerpo del vehículo y el anillo de rotor gira conjuntamente con la rueda. Entre el anillo de estátor y el anillo de rotor se encuentra al menos un canal anular limitado por juntas, en donde el anillo de rotor presenta una unión de conducto entre el canal anular y el neumático y el anillo de estátor presenta una unión de conducto entre el canal anular y la alimentación de aire en el lado del vehículo. Aparte de las instalaciones monofilares con sólo un canal anular por cada canal de paso giratorio se utilizan de forma creciente instalaciones bifilares, que poseen dos canales anulares por cada canal de paso giratorio. En las instalaciones bifilares un primer conducto se usa como conducto de alimentación y un segundo conducto como conducto de control, que puede presentar una menor sección transversal. SI en el caso de una instalación monofilar se necesitan dos juntas, en el caso de una Instalación bifilar se necesitan tres o, en el caso de juntas que actúen unilateralmente, cuatro juntas. Para aumentar la vida útil de los canales de paso giratorios y la seguridad de funcionamiento de la instalación de regulación de la presión de los neumáticos, las Instalaciones de regulación de la presión de los neumáticos se equipan de forma creciente con unas válvulas de conmutación especiales en las ruedas, que ejercen sobre los canales de paso giratorios una presión de aire sólo durante el proceso de regulación. A pesar de esto debe considerarse muy crítica la vida útil de los canales de paso giratorios con mayores diámetros y juntas convencionales, ya que conforme aumentan los diámetros aumentan mucho, aparte de las velocidades de deslizamiento, en especial las fuerzas de rozamiento.

Los canales de paso giratorios anulares conocidos tienen un diámetro interior reducido y sólo se instalan dentro de los cubos de rueda, lo que causa una complejidad de montaje desmedidamente alta a la hora de reparar o mantener el canal de paso giratorio, ya que es necesario desmontar el cubo de rueda.

Un canal de paso giratorio anular con un diámetro Interior de hasta unos 500 mm y un soporte interno del anillo de estátor con relación al anillo de rotor, podría Instalarse e Incluso reequiparse como canal de paso giratorio autoportante en el lado interior de la rueda, por fuera de la caja del eje. Sin embargo, con ello la anchura axial del canal de paso giratorio no debería superar unos 80 mm, para no colisionar con las piezas del mecanismo de traslación. La diferencia entre el diámetro exterior y el Interior no debería ser superior a unos 120 mm, debido a que se limita el espacio libre desde el diámetro Interior de la llanta.

Formulación de la tarea

Se pretende materializar un canal de paso giratorio anular con una superficie de sección transversal de unos 80 mm por unos 60 mm, con un rodamiento integrado para una instalación de regulación de la presión de los neumáticos bifilar, en el que el conducto de alimentación debería presentar un diámetro de unos 10 mm y el conducto de control un diámetro de al menos 5 mm. Con ello las juntas deberían configurarse de tal manera, que a pesar de una mayor velocidad de deslizamiento de hasta 5 m/s a causa del mayor diámetro, tanto con presión como en estado sin presión, se obtenga un esfuerzo lo menor posible sobre las juntas. El canal de paso giratorio debería usarse en especial en las Instalaciones de regulación de la presión de los neumáticos en las que el canal

de paso giratorio sólo esté bajo presión durante el proceso de regulación y la regulación de la presión de los neumáticos se realice durante la marcha. Para someter las juntas a un esfuerzo existen de este modo dos estados de funcionamiento fundamentales, el vehículo circulando y el vehículo circulando durante el proceso de regulación. Aparte de esto las juntas y las piezas sueltas de la caja deben estar fabricadas con producto semielaborados económicos, para conseguir unos costes de producción lo más favorables posibles. En interés de una carga de cojinete reducida del soporte entre el anillo de estátor y el anillo de rotor, el anillo de estátor y el anillo de rotor deberían estar situados radialmente uno sobre el otro (tubo en tubo) y no estar dispuestos axialmente uno junto al otro (disco sobre disco). Sólo así puede reducirse teóricamente a cero la carga de cojinete a causa de la presión interior, lo que hace posible un soporte económico simplificado. La juntura de separación tangencial, que discurre cilindricamente, entre el anillo de estátor y el anillo de rotor hace necesarias unas ranuras anulares y juntas situadas unas junto a otras, lo que influye negativamente en la anchura constructiva de todo el canal de paso giratorio. El anillo de rotor se fija a la rueda, representa ventajosamente el anillo exterior del canal de paso giratorio anular y ofrece las conexiones necesarias con la válvula de control sobre la rueda. El anillo de estátor es ventajosamente el anillo interior del canal de paso giratorio anular, ofrece las uniones de conducto necesarias con el cuerpo del vehículo y está unido de forma solidaria en rotación al cuerpo del vehículo.

La problemática fundamental consiste, en el caso del tractor circulando, en el momento de rozamiento del canal de paso giratorio bajo presión. El momento de rozamiento se obtiene de la pretensión de junta, de la presión de funcionamiento, del tamaño de la superficie de junta sometida a presión, del coeficiente de rozamiento entre la junta y la contra-superficie y del radio del canal de paso giratorio. Si se tiene en cuenta que la superficie de junta sometida a presión aumenta al menos linealmente con el diámetro del canal de paso giratorio y que el brazo de palanca de las fuerzas de rozamiento también aumenta linealmente con el diámetro del canal de paso giratorio, se aprecia una dependencia cuadrática entre el momento de rozamiento y el diámetro del canal de paso giratorio. También aumenta la velocidad de deslizamiento con el diámetro del canal de paso giratorio. El canal de paso giratorio anular en el documento DE 103 49 968 A1 trabaja con superficies de obturación descargadas en parte hidrostáticamente, para reducir el rozamiento. La solicitud de patente DE 10 2011 014025 muestra un canal de paso giratorio anular, en el que mediante un apoyo adecuado de la junta se reduce la presión ejercida sobre la superficie deslizante de la junta. Sin embargo, se conserva en estos casos la dependencia cuadrática entre el momento de rozamiento y el diámetro del canal de paso giratorio. En el documento DE 3444850 se ha representado un canal de paso giratorio... [Seguir leyendo]

1.- Canal de paso giratorio para vehículos de ruedas, en especial para un tractor, con una instalación de regulación de la presión de los neumáticos para al menos una rueda, a la que está asociado coaxialmente el canal de paso giratorio, en donde el canal de paso giratorio comprende un anillo de estátor (2), que está dispuesto de forma que no puede girar con respecto al cuerpo del vehículo y un anillo de rotor (3), que está montado de forma que puede girar con respecto al anillo de estátor (2) y que está unido a la rueda del vehículo asociada al canal de paso giratorio, y tanto el anillo de estátor (2) como el anillo de rotor (3) poseen en cada caso al menos un conducto de conexión (25 y 26), en donde el primer anillo, ya sea el anillo de estátor (2) o el anillo de rotor (3), presenta al menos un canal anular (9) con una sección transversal en forma de u, en donde el canal anular presenta una abertura anular que está obturada mediante el contacto de los extremos libres de un dispositivo de obturación, en donde en ambos lados de la abertura en cada caso está fijada al menos una junta (12 y 13) en forma de corona circular del dispositivo de obturación, a la que está asociado el extremo libre, caracterizado porque el segundo anillo, ya sea el anillo de rotor (3) o el anillo de estátor (2), posee al menos un segmento deslizante (21), que fundamentalmente en la dirección perimétrica del canal de paso giratorio está en unión deslizante, de forma obturadora, con las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, o puede moverse de forma desmontable en un contacto deslizante con las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, eleva una respecto a la otra las juntas en forma de corona circular sólo dentro de un segmento del perímetro de las dos juntas (19 y 20) en forma de corona circular, y el segmento deslizante (21) presenta un taladro (24) que hace posible una unión entre la conexión (26) con el anillo de rotor (3) y la conexión (25) con el anillo de estátor (2).

2 - Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque las juntas (12, 13, 19, 20) en forma de corona circular están fabricadas con un producto semielaborado.

3 - Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque las juntas (12, 13, 19, 20) en forma de corona circular se componen de plástico.

4.- Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque las juntas (12, 13, 19, 20) en forma de corona circular están fijadas, respectivamente por su diámetro interior o exterior en una sección transversal en forma de u del anillo de sujeción, en cada caso a un anillo de sujeción (14, 15) y dos anillos de sujeción se fijan cada uno a un canal anular (9, 11).

- Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de las juntas (12, 13, 19, 20) en forma de corona circular se aprieta con un anillo de apriete (27) sobre el canal anular (9, 11) y la fuerza de apriete se genera con al menos un tornillo (28).

6.- Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque el segmento deslizante (21) se compone de plástico.

7.- Canal de paso giratorio según la reivindicación 1, caracterizado porque el segmento deslizante (21) está unido al segundo anillo de forma que puede desplazarse fundamentalmente de forma radial entre dos posiciones radialmente diferentes, una primera posición sin un contacto con las juntas en forma de corona circular y una segunda posición con el contacto entre las juntas (12, 13, 19, 20) en forma de corona circular y el segmento deslizante (21).