Línea de transmisión para vehículos, embarcaciones y similares.

1. Línea de transmisión para vehículos, embarcaciones y similares que tiene una unidad de propulsión (M) y respectivamente un eje con diferencial (S) o una hélice (E) interconectados por medio de un árbol (1) longitudinal de transmisión que incluye una sección (2) generalmente intermedia que se extiende sustancialmente de manera horizontal en la zona inferior del vehículo o embarcación y secciones (3,

4, 5) extremas inclinadas hacia arriba respectivamente en dirección a dicho eje (S) o dicha hélice (E) y a dicha unidad de propulsión (M), y medios de acoplamiento en cuanto a rotación entre dicha sección (2) intermedia y dichas secciones (3, 4, 5) extremas, caracterizada porque dichos medios de acoplamiento en rotación consisten en juntas (6, 7, 8) homocinéticas.

2. Línea de transmisión según la reivindicación 1, caracterizada porque dichas juntas (6, 7, 8) homocinéticas son del tipo de una jaula (11) con bolas (10).

3. Línea de transmisión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el árbol (1) de transmisión incluye un número de secciones (2, 3, 4, 5) no inferior a tres.

Línea de transmisión para vehículos, embarcaciones y similares

La presente invención se refiere a las líneas de transmisión para vehículos de piso bajo y similares, así como para líneas de eje de hélice muy inclinadas del sector náutico y naval.

En diversas aplicaciones vehiculares, y en particular para el transporte colectivo vial, la necesidad de disponer de pisos bajos, por ejemplo para facilitar el acceso por parte de los pasajeros, requiere respecto al caso de los vehículos tradicionales, una importante modificación de la geometría de la línea de transmisión entre la unidad de propulsión, normalmente delantera, y el eje con diferencial de las ruedas posteriores.

En tales situaciones, la línea de transmisión incluye normalmente un árbol longitudinal con una sección intermedia que se extiende de forma generalmente horizontal a nivel del piso bajo, y secciones extremas necesariamente inclinadas hacia arriba respectivamente para su conexión a la unidad de propulsión delantera y al diferencial posterior, ambos situados a un nivel más alto que el del piso.

Situaciones análogas pueden presentarse también en el caso de vehículos automóviles con motor posterior, normalmente autobuses, y en el caso de líneas de eje de hélice en el sector náutico y naval.

Para satisfacer estas exigencias, los diversos fabricantes han propuesto y adoptado la utilización de reenvíos con engranajes y ejes paralelos, que permiten en la práctica rebajar el extremo del árbol de transmisión respecto a los ejes de los grupos mecánicos conectados al mismo.

Tales reenvíos con engranajes, conocidos como "drop-box", presentan aún numerosos defectos entre los que se cuenta un coste significativo, un elevado nivel de ruido intrínseco y una fiabilidad inaceptable a causa de una duración operativa modesta.

Para intentar subsanar tales inconvenientes se ha propuesto, por ejemplo en la patente estadounidense US-2.963.106, conectar la sección intermedia horizontal y las secciones extremas inclinadas del árbol de transmisión a través de articulaciones, y más en particular a través de dobles articulaciones cardan, que realizan una transmisión homocinética del movimiento entre tales secciones.

Ni siquiera esta solución está exenta de inconvenientes, a causa de las fuertes aceleraciones angulares y de las consiguientes vibraciones que se presentan en correspondencia con las partes intermedias de las dobles articulaciones cardan, así como del ruido y del desgaste que se derivan.

Además, las variaciones de aceleración angular determinan sensibles pérdidas energéticas.

En el sector náutico y naval, la inclinación del eje de hélice viene determinada por las exigencias de empuje del sistema de propulsión y en el caso de líneas de eje de hélice muy inclinadas, como ocurre con frecuencia en las unidades rápidas, conlleva la instalación del, o de los, motor (es) muy arriba con respecto a la quilla con la consiguiente elevación del baricentro, lo que repercute sobre la estabilidad estática y dinámica de la unidad.

El objeto de la presente invención consiste en subsanar los inconvenientes mencionados, y más en particular, en realizar una línea de transmisión para vehículos de piso bajo y similares, así como para líneas de eje de hélice para embarcaciones, barcos y buques, dotada de un bajo nivel de ruido de funcionamiento, de una ausencia sustancial de vibraciones y de una eficacia energética mejorada.

Según la invención, este objeto se alcanza gracias al hecho de que los medios de acoplamiento en cuanto a rotación entre la sección intermedia y las secciones extremas del árbol de transmisión consisten en juntas homocinéticas.

Preferiblemente, tales juntas homocinéticas son del tipo de jaula de bolas.

Según una forma preferida de actuación de la invención, el árbol de transmisión comprende más secciones, al menos un número de tres.

La invención se describirá ahora de forma detallada con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados sólo a título de ejemplo no limitativo, en los que:

la figura 1 es una vista esquemática en alzado lateral de un vehículo de piso bajo dotado de una línea de transmisión según la invención,

la figura 2 muestra, a mayor escala, la línea de transmisión de la figura 1, Y

la figura 3 es una vista en sección axial y a mayor escala, de una de las juntas homocinéticas de la línea de transmisión, y

la figura 4 es una vista esquemática en alzado lateral de una embarcación dotada de una línea de transmisión de acuerdo con la invención.

Haciendo inicialmente referencia a las figuras 1 y 2, se ha indicado mediante la referencia 1 una línea de transmisión para un vehículo V en su conjunto, por ejemplo un minibús, dotado de un piso bajo P. La línea 1 de transmisión interconecta operativamente la unidad de propulsión del vehículo V, indicada esquemáticamente con M y dispuesta en la parte delantera, con el diferencial del eje posterior, indicado esquemáticamente con S.

La línea 1 de transmisión está constituida por un árbol de transmisión subdividido en secciones sucesivas, al menos un número de tres o más: una sección 2 intermedia que se extiende horizontalmente a nivel del piso P o por debajo del mismo, una sección 3 posterior que conecta la sección 2 intermedia con el eje S, y un par de secciones 4, 5 delanteras contiguas que interconectan la sección 2 intermedia con la unidad motriz M.

Puesto que tanto la unidad motriz M como el diferencial del eje posterior S están situados a un nivel superior con respecto al del piso P, y por tanto respecto al nivel de la sección 2 intermedia del árbol de transmisión, la sección 3 posterior y las dos secciones 4, 5 delanteras están necesariamente inclinadas hacia arriba, formando un ángulo respecto a la sección 2 intermedia de una amplitud cualquiera. Las secciones 4 y 5 pueden también formar un leve ángulo entre sí, de tal manera que puedan alcanzar más fácilmente la unidad motriz M.

Para la transmisión del movimiento, las secciones 2, 3 por una parte y las secciones 2, 4 Y 4, 5 por otra, están acopladas entre sí en cuanto a rotación a través de juntas 6, 7 Y 8 de cruce respectivas.

Según el aspecto peculiar de la invención, cada una de tales juntas 6, 7, 8 consiste en una junta homocinética, preferiblemente del tipo de jaula de bolas, en sí conocida, como se ha ilustrado con mayor detalle en la figura 3 con referencia a la junta 8. Según se aprecia, el extremo de la primera sección 4 delantera presenta una campana 9 esférica en cuyo interior se aloja de forma giratoria una corona 10 de bolas portadas por una jaula 11 y en contacto de rodadura con un cubo 12 esférico portado por un vástago 13 extremo de la otra sección 5.

También, el acoplamiento en cuanto a rotación entre la sección 5 delantera y la unidad de propulsión M por una parte, y la sección 3 posterior y el diferencial del eje S, se ha realizado convenientemente a través de juntas 14, 15 homocinéticas análogas.

Gracias a la configuración descrita anteriormente, la transmisión del movimiento entre la unidad de propulsión M y el eje posterior S a través de la línea 1 de transmisión permite obtener una reducción sensible del nivel de ruido, una ausencia sustancial de vibraciones, y en definitiva una mejor eficacia energética.

Para el cálculo de juntas homocinéticas individuales, la solicitante considera conveniente adoptar la técnica de minimizar el trabajo de fricción. Con ese cálculo de ha determinado la configuración de los ángulos y las longitudes de las secciones 2-5 de la línea 1 de transmisión de tal modo que sea mínima la sumatoria del trabajo individual de fricción de la junta:

oL =IJTOOY&t

donde IJ es el coeficiente de rozamiento, T la carga tangencial sobre la junta y ooYo't la aceleración angular de dos elementos contiguos de la unión. La función de optimización debe tener además en cuenta las frecuencias de flexión con objeto de evitar solicitar los modos propios de vibrar de las secciones de la línea.

En aplicaciones náuticas y navales, el dispositivo de la invención permite realizar la línea de transmisión con distinta inclinación respecto al eje de la hélice y por tanto posicionar el motor...