Unidad de engranaje diferencial.

Unidad (700) de engranaje diferencial, que comprende:

un primer engranaje planetario (720a) y un segundo engranaje planetario (720b) separados entre sí y alineados coaxialmente entre sí,

incluyendo el primer engranaje planetario (720a) una primera superficie (725a) orientada hacia el segundo engranaje planetario (720b), incluyendo el segundo engranaje planetario (720b) una segunda superficie (725b) orientada hacia el primer engranaje planetario (720a); y

un elemento (740) de precarga dispuesto entre el primer engranaje planetario (720a) y el segundo engranaje planetario (720b), incluyendo el elemento (740) de precarga una tercera superficie (746a) orientada hacia el primer engranaje planetario (720a) y una cuarta superficie (746b) orientada hacia el segundo engranaje planetario (720b), en la que la primera y la tercera superficies (725a, 746a) tienen cada una un perfil de leva,

en la que el movimiento de giro relativo de dicha primera superficie (725a) y de dicha tercera superficie (746a) provoca el movimiento axial de dicho primer engranaje planetario (720a) y de dicho segundo engranaje planetario (720b),

en la que la segunda y la cuarta superficies (725b, 746b) pueden girar entre sí,

en la que la segunda y la cuarta superficies (725b, 746b) son sustancialmente planas, y

en la que dicha primera superficie (725a) y dicha tercera superficie (746a) forman una curva continua, facilitando el movimiento deslizante entre dicha primera superficie (725a) y dicha tercera superficie (746a), caracterizada por que el elemento (740) de precarga comprende un primer cubo (745a) de precarga, un segundo cubo (745b) de precarga y una unidad (741) de muelle dispuesta entre el primer y el segundo cubos (745a, 745b) de precarga.

Unidad de engranaje diferencial Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere de forma general a automóviles y, de forma más específica, a engranajes diferenciales para automóviles.

Descripción de la técnica relacionada De forma general, los vehículos incluyen un sistema de engranaje para transmitir el movimiento de giro procedente de un motor a las ruedas motrices. Cuando un vehículo toma una curva, las ruedas motrices del vehículo describen trayectorias con longitudes diferentes, es decir, la rueda situada en el interior de la curva se desplaza una distancia más corta que la rueda situada en el exterior de la curva. Por lo tanto, en casos de este tipo, existe la necesidad de aplicar velocidades de giro diferentes a las ruedas motrices.

De forma típica, un vehículo utiliza un engranaje diferencial para permitir el accionamiento de las ruedas motrices del vehículo a velocidades de giro diferentes. Haciendo referencia a la Figura 1, un vehículo 1 incluye un motor 10, unas ruedas 20a-20d, una transmisión 30, un engranaje diferencial 40 y unos árboles 50a, 50b de rueda. El vehículo 1 mostrado es de tipo de transmisión delantera y, por lo tanto, las dos ruedas frontales 20a, 20b son accionadas. La transmisión 30 transmite el movimiento de giro procedente del motor 10 a las ruedas motrices 20a, 20b a través del engranaje diferencial 40 y de los árboles 50a, 50b de rueda. Cuando el vehículo 1 se mueve hacia delante en línea recta, el engranaje diferencial 40 hace girar los árboles 50a, 50b de rueda sustancialmente a la misma velocidad. En cambio, el engranaje diferencial 40 hace girar los árboles 50a, 50b de rueda a velocidades diferentes cuando el vehículo 1 toma una curva. El engranaje diferencial 40 está configurado para acelerar la velocidad de giro de la rueda situada en el exterior de la curva y decelerar al mismo tiempo la velocidad de giro de la rueda situada en el interior de la curva en una cantidad igual y opuesta con respecto a la velocidad de giro promedio de la línea de transmisión.

Incluso al moverse hacia delante en línea recta, un vehículo puede encontrarse en una situación en la que las ruedas motrices no giran sustancialmente a la misma velocidad. De forma típica, una situación de este tipo se produce cuando las ruedas motrices contactan con superficies de carretera en condiciones distintas. Por ejemplo, si una de las ruedas motrices está situada sobre una superficie helada y la otra no lo está, la rueda situada sobre la superficie helada giraría excesivamente, reduciendo el engranaje diferencial la velocidad de giro de la otra rueda. Debido a que el par máximo transmitido de cada árbol está limitado por el par máximo soportado o transmitido del árbol opuesto, se produce el efecto de que el par en el árbol bien soportado disminuye a medida que disminuye la velocidad de giro de ese árbol. Este efecto se manifiesta en situaciones que pueden resultar en una disminución en el par aplicado en la otra rueda. Por lo tanto, existe la necesidad de dar a conocer un engranaje diferencial que permite aplicar de manera eficaz par en el árbol de transmisión bien soportado unido a la rueda que experimenta grandes cargas de resistencia (p. ej., las que se producen con coeficientes de fricción relativa altos entre el neumático y la superficie de la carretera) cuando las ruedas motrices contactan con superficies de carretera en condiciones distintas.

US 2 850 922 A, que constituye la técnica anterior más cercana, describe una transmisión diferencial accionada por un engranaje cónico situado en el extremo de un árbol de transmisión que transmite el movimiento del árbol de transmisión a los árboles de rueda. La transmisión incluye una caja a la que está atornillado un engranaje cónico que engrana con el engranaje cónico situado en el árbol de transmisión. La caja está fijada a los árboles para girar alrededor del eje común de estos últimos y una pluralidad de piñones están fijados en la caja para girar alrededor de unos ejes que se extienden transversalmente con respecto al eje de los árboles. Dos engranajes de corona que engranan con los piñones están dispuestos en el interior de la caja, de forma concéntrica con los árboles de rueda. Entre la caja y los piñones están dispuestas unas superficies de fricción para bloquear el giro de los piñones cuando los piñones son empujados radialmente hacia fuera contra la caja. El par es transmitido a los árboles de rueda desde los engranajes de corona, a través de unos elementos seguidores fijados al engranaje de corona y unos elementos de leva fijados a los árboles de rueda. Cada elemento de leva está conformado con unos dientes inclinados que sobresalen axialmente y que encajan con unos dientes similares conformados en el elemento seguidor correspondiente. Gracias a estos dientes inclinados, cuando se produce un desplazamiento giratorio relativo entre un elemento de leva y un elemento seguidor, el elemento seguidor se desplaza axialmente, lo que desplaza axialmente un elemento de anillo dispuesto entre los dos árboles de rueda. El elemento de anillo comprende una leva en forma de V orientada radialmente hacia fuera y en contacto con el cabezal en forma de V del árbol de piñón, de modo que el desplazamiento axial del elemento de anillo hace que el piñón sea empujado hacia fuera contra la caja, bloqueando por lo tanto el giro de los piñones.

JP 58-221046 A describe un engranaje diferencial de deslizamiento limitado en el que la entrada de par procedente de un piñón de transmisión es transmitida, en orden, por una corona, una caja de engranaje diferencial, un anillo de

presión, un árbol de piñón, un piñón, un engranaje lateral y un árbol. El movimiento es transmitido del anillo de presión al árbol de piñón a través de una ranura en forma de V montada en el anillo de presión. De este modo, el anillo de presión es movido por una fuerza de componente de leva para contactar con un embrague a efectos de llevar a cabo una operación de límite de diferencial cuando la diferencia de giro entre las ruedas izquierda y derecha es grande. Cuando el anillo de presión se desplaza hacia la derecha y hacia la izquierda para cambiar el sentido del árbol de piñón, la fuerza de componente de leva puede cambiar fácilmente.

US 2 855 806 describe un mecanismo de transmisión diferencial para transmitir par a los árboles, siendo transmitido el par a los árboles de los piñones que engranan con los engranajes laterales conectados al árbol a través de un elemento de conexión alojado en el cuerpo de la caja en conexión con el engranaje de corona. El elemento de conexión comprende unos dientes que contactan con unos dientes complementarios de un elemento de araña conectado a los árboles de los piñones, de modo que el par tiende a separar la araña y el elemento de conexión entre sí, empujando las caras posteriores de los engranajes laterales contra la cara interior del cuerpo de la caja, dando como resultado la aplicación de un par de transmisión en ambos árboles.

Resumen de la invención Un ejemplo consiste en una unidad de engranaje diferencial. La unidad de engranaje diferencial incluye un primer engranaje planetario y un segundo engranaje planetario alineados coaxialmente entre sí. El primer y el segundo engranajes planetarios tienen cada uno un eje central que se extiende en una primera dirección. El engranaje diferencial también incluye un primer grupo de engranajes satélite que engranan con el primer engranaje planetario. Los engranajes del primer grupo de engranajes satélite tienen cada uno un eje que se extiende en la primera dirección. Los engranajes del primer grupo de engranajes satélite tienen cada uno una primera superficie exterior axial sustancialmente perpendicular con respecto a su eje. La primera superficie exterior axial está orientada en alejamiento con respecto al segundo engranaje planetario. La unidad de engranaje diferencial incluye además un segundo grupo de engranajes satélite que engranan con el segundo engranaje planetario, engranando el primer y el segundo grupos de engranajes satélite entre sí. Los engranajes del segundo grupo de engranajes satélite tienen cada uno un eje que se extiende en la primera dirección. Los engranajes del segundo grupo de engranajes satélite tienen cada uno una segunda superficie exterior axial sustancialmente perpendicular con respecto a su eje. La segunda superficie exterior axial está orientada en alejamiento con respecto al primer engranaje planetario. La unidad de engranaje diferencial incluye además una primera interfaz de fricción con el suelo formada por elementos de fricción, orientados cada uno hacia una primera superficie exterior axial respectiva del primer grupo de engranajes satélite, y un... [Seguir leyendo]

1. Unidad (700) de engranaje diferencial, que comprende:

un primer engranaje planetario (720a) y un segundo engranaje planetario (720b) separados entre sí y alineados coaxialmente entre sí, incluyendo el primer engranaje planetario (720a) una primera superficie (725a) orientada hacia el segundo engranaje planetario (720b) , incluyendo el segundo engranaje planetario (720b) una segunda superficie (725b) orientada hacia el primer engranaje planetario (720a) ; y un elemento (740) de precarga dispuesto entre el primer engranaje planetario (720a) y el segundo engranaje planetario (720b) , incluyendo el elemento (740) de precarga una tercera superficie (746a) orientada hacia el primer engranaje planetario (720a) y una cuarta superficie (746b) orientada hacia el segundo engranaje planetario (720b) , en la que la primera y la tercera superficies (725a, 746a) tienen cada una un perfil de leva, en la que el movimiento de giro relativo de dicha primera superficie (725a) y de dicha tercera superficie (746a) provoca el movimiento axial de dicho primer engranaje planetario (720a) y de dicho segundo engranaje planetario (720b) , en la que la segunda y la cuarta superficies (725b, 746b) pueden girar entre sí, en la que la segunda y la cuarta superficies (725b, 746b) son sustancialmente planas, y en la que dicha primera superficie (725a) y dicha tercera superficie (746a) forman una curva continua, facilitando el movimiento deslizante entre dicha primera superficie (725a) y dicha tercera superficie (746a) , caracterizada por que el elemento (740) de precarga comprende un primer cubo (745a) de precarga, un segundo cubo (745b) de precarga y una unidad (741) de muelle dispuesta entre el primer y el segundo cubos (745a, 745b) de precarga.

2. Unidad según la reivindicación 1, en la que los perfiles de leva de la primera y de la tercera superficies (725a, 746a) son complementarios.

3. Unidad según la reivindicación 2, en la que la primera superficie (725a) tiene una elevación de aproximadamente 0, 05 mm a aproximadamente 0, 15 mm.

4. Unidad según la reivindicación 1, en la que la cuarta superficie (746b) tiene un coeficiente de fricción de aproximadamente 0, 01 a aproximadamente 0, 70.

5. Unidad según la reivindicación 1, en la que la primera y la tercera superficies (725a, 746a) están conformadas para hacer que dicho primer engranaje planetario (720a) y dicho segundo engranaje planetario (720b) se separen entre sí en respuesta al movimiento de giro relativo de dicho primer engranaje planetario (720a) y de dicho elemento

(740) de precarga.

6. Unidad según la reivindicación 5, en la que el elemento (740) de precarga comprende un muelle (741) configurado para aplicar una fuerza axial hacia el primer y el segundo engranajes planetarios (720a, 720b) .

7. Método de funcionamiento de una unidad (700) de engranaje diferencial, comprendiendo el método: disponer un vehículo que comprende la unidad (700) de engranaje diferencial según la reivindicación 1; hacer girar la unidad (740) de precarga con respecto al segundo engranaje planetario (720b) mientras el primer

engranaje planetario (720a) no gira con respecto a la unidad (740) de precarga; y hacer girar la unidad (740) de precarga con respecto al primer engranaje planetario (720a) mientras el segundo engranaje planetario (720b) gira con respecto a la unidad (740) de precarga.

8. Unidad según la reivindicación 1, en la que el elemento (740) de precarga permite que la unidad (700) de engranaje diferencial mantenga una fuerza normal de base hacia arandelas de fricción.