ES2230951B2 - Dispositivo diferencial universal normalmente enclavado. - Google Patents

Dispositivo diferencial universal normalmente enclavado.

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Abstract

Un dispositivo diferencial universal normalmente enclavado que comprende cuatro diferenciales y dos distribuidores de potencia, en el que un diferencial compuesto central está dispuesto en la porción central del mismo, e incluye un diferencial exterior y un diferencial interior montado dentro de dicho diferencial exterior, dos diferenciales laterales están conectados a ambos extremos laterales de dicho diferencial compuesto central, la potencia se transmite a dichos distribuidores de potencia desde ambos extremos de dichos dos diferenciales laterales. El dispositivo diferencial puede impedir que un vehículo se deslice en una zona de desierto o en un terreno fangoso. El dispositivo diferencial es fácil de ensamblar y tiene pequeño tamaño, incrementando por tanto la capacidad de dirección, y puede ser aplicado a los automóviles de accionamiento sobre cuatro ruedas, los tractores, la maquinaria industrial rodante y los vehículos industriales rodantes.

Description

Dispositivo diferencial universal normalmente enclavado.
Antecedentes de la invención Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo diferencial universal normalmente enclavado.
Descripción de la técnica anterior
Hasta ahora, un vehículo realiza generalmente su transmisión de potencia usando un diferencial montado en el eje delantero o el eje trasero del mismo, y tal vehículo puede no marchar con normalidad sobre carreteras fangosas debido al deslizamiento. Consecuentemente, para superar el deslizamiento se usa el accionamiento de múltiples ejes. No obstante, sólo puede evitarse que se produzca el deslizamiento en un vehículo con tracción en dos ruedas, aunque un vehículo puede no marchar con normalidad cuando las ruedas en un lado o en una línea diagonal del mismo se deslicen debido a una fuerza de retención insuficiente de la carretera. Con esta finalidad, se han propuesto varios diferenciales para superar el deslizamiento de las ruedas. No obstante, estos tienen un problema común que se debe a que si el diferencial se bloquea, incluso si el vehículo puede ejercer suficiente fuerza de tracción, este no puede girar si el vehículo puede girar, no puede ejercer suficiente fuerza de tracción sobre las carreteras fangosas, e incluso puede no marchar normalmente.
Para resolver el deslizamiento de las ruedas, la Patente China Nº ZL98100725.2 describe una solución, que pueda impedir que las ruedas se deslicen cuando el vehículo marche sobre carreteras fangosas. No obstante, mientras el vehículo marcha sobre carreteras planas a una alta velocidad, solamente pueden usarse el accionamiento delantero o el accionamiento trasero. El Modelo de Utilidad Chino Nº ZL99208786.4 describe un dispositivo diferencial universal, normalmente enclavado, que resuelve los problemas que se producen en el funcionamiento diferencial entre ruedas o ejes, y en el enclavamiento del diferencial, pero hay un controlador de deslizamiento en su porción central, consecuentemente, la estructura es complicada y el tamaño es grande.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es resolver los problemas anteriores en los diferenciales convencionales.
Consecuentemente, se proporciona un dispositivo diferencial universal, normalmente enclavado, con estructura sencilla, comportamiento ventajoso y pequeño tamaño, y que es también fácil de montar.
El dispositivo diferencial universal, normalmente enclavado, según la presente invención comprende un diferencial compuesto central dispuesto en la porción central del mismo y que incluye un diferencial exterior y un diferencial interior, estando dicho diferencial interior montado dentro del diferencial exterior y que usa un pasador en común con el diferencial exterior; dos diferenciales laterales conectados en serie en ambos extremos laterales del diferencial compuesto central respectivamente, teniendo cada uno de ellos un semieje macizo, un piñón de semieje macizo montado en el semieje macizo, un semieje hueco y un piñón de semieje hueco montado en el semieje hueco, pasando dichos dos semiejes macizos a través de los correspondientes semiejes huecos y los piñones de los semiejes huecos en un extremo de los mismos de modo que los dos semiejes macizos están montados dentro de los dos semiejes huecos y se extienden fuera desde los extremos exteriores de los dos diferenciales laterales respectivamente, y dichos dos semiejes macizos que están conectados entre sí en el otro extremo de los mismos por medio de dos piñones de semieje del diferencial central interior, estando los dos semiejes huecos de dichos dos diferenciales laterales acoplados a las ruedas situadas en una línea diagonal, y estando los dos semiejes macizos de los mismos acoplados a las ruedas situadas sobre otra línea diagonal respectivamente, estando engranado un engranaje planetario del diferencial central exterior con engranajes anulares proporcionados en las cajas de dichos dos diferenciales laterales; y dos distribuidores de potencia que tienen engranajes de accionamiento de distribución de potencia y engranajes conducidos de distribución de potencia engranados entre sí respectivamente, estando dichos dos diferenciales laterales conectados en serie a ambos extremos laterales del diferencial compuesto central acoplados con las ruedas del vehículo por medio de los dos distribuidores de potencia respectivamente.
El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención emplea un diferencial compuesto central que incluye un diferencial central exterior y un diferencial central interior montado dentro del diferencial central exterior, estando el diferencial compuesto central conectado en serie a los dos diferenciales laterales en ambos extremos laterales del mismo, y entonces conectado a los dos distribuidores de potencia, respectivamente. Los cuatro semiejes de potencia limitan cada uno su independencia durante el funcionamiento. En consecuencia, independientemente de la pérdida de la fuerza de accionamiento que pierde cualquiera de las ruedas, los cuatro semiejes de potencia pueden formar nuevos diferenciales conjunta y arbitrariamente combinando los cuatro diferenciales según las necesidades de accionamiento de las ruedas, realizando por tanto las operaciones diferenciales entre las ruedas, las ruedas axiales o diagonales. Por lo tanto, el vehículo puede marchar normalmente y efectuar un giro con seguridad a pesar de las condiciones de la carretera. Además, cuando el vehículo marcha en la autopista a una alta velocidad, las cuatro ruedas del mismo diferencian de modo simultáneo y arbitrario, circulando sin consumo de potencia, sin pérdidas de potencia parásitas e influencia fluencia debida a los diferentes diámetros de las ruedas. Por lo tanto, la estructura del mismo se simplifica grandemente y se garantiza un comportamiento ventajoso. Además, el tamaño se reduce y el ensamblaje resulta muy
fácil.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirán realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención con referencia a los dibujos, en los que:
la figura 1 es una vista en sección de un dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención;
la figura 2 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A en la figura 1, que muestra la salida de momento torsor de la primera realización de la presente invención;
la figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A en la figura 1, que muestra la salida de momento torsor de la segunda realización de la presente invención; y
la figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A en la figura 1, que muestra la salida de momento torsor de la tercera realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Como se muestra en las figuras, un dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención comprende cuatro diferenciales y dos distribuidores de potencia, en el que los dos distribuidores de potencia tienen ruedas dentadas 9 de accionamiento de distribución de potencia y ruedas dentadas 10 conducidos de distribución de potencia. Los cuatro diferenciales incluyen un diferencial compuesto central 1 y dos diferenciales laterales 3, estando dispuesto el diferencial compuesto central 1 en la porción central del dispositivo diferencial e incluyendo un diferencial exterior y un diferencial interior montado dentro del diferencial exterior que usa un pasador 2 en común con este. Los dos diferenciales laterales 3 están conectados en serie en ambos extremos laterales del diferencial compuesto central 1, respectivamente. Cada uno de los dos diferenciales laterales 3 tiene un semieje macizo 4 acoplado con un engranaje 7 de semieje macizo. y un semieje hueco 5 acoplado con un engranaje 8 de semieje hueco. El semieje macizo 4 pasa a su vez a través del engranaje 8 de semieje hueco y el semieje hueco 5 correspondientes, siendo conducido fuera del extremo exterior del semieje hueco 5, y estando entonces acoplado a la rueda por medio del engranaje 9 de accionamiento de distribución de potencia y el engranaje 10 conducido de distribución de potencia. Los dos semiejes huecos 5 están acoplados a las ruedas en una línea diagonal, y los dos semiejes macizos 4 están acoplados a las ruedas en otra línea diagonal. En el caso ilustrado en la figura 4, la dirección de accionamiento de los semiejes traseros macizos 4 debe ser cambiada en un reductor en el lado de la rueda. Los dos semiejes macizos 4 están conectados en un extremo de los mismos por medio de los dos engranajes 6 de semieje del diferencial central interior. Los dos engranajes 6 de semieje trasero del diferencial central interior están unidos a los dos engranajes 7 de semieje macizos por los dos semiejes traseros macizos 4 que pasan a través de ellos, respectivamente. El piñón planetario 18 del diferencial central exterior engrana con dos engranajes anulares 11 proporcionados en los casos de los dos diferenciales laterales 3, respectivamente. Los dos engranajes anulares 11 están formados directamente, en los casos de los dos diferenciales laterales 3, o montados de modo fijo sobre las cajas después de ser fabricados. Los piñones conducidos 15 del reductor principal están montados de modo fijo en la caja 16 del diferencial compuesto central 1 para hacer girar así el diferencial compuesto central 1 y los dos diferenciales laterales 3 simultáneamente. Entre el diferencial interior y el diferencial exterior del diferencial compuesto central 1 se proporcionan bolas 17 de fricción o material similar para soporte en el mismo. Entre el diferencial exterior y la caja del mismo, y entre los diferenciales laterales 3 y las cajas de los mismos se proporcionan también bolas 17 de fricción, respectivamente.
Si las dos ruedas en el mismo lado de un vehículo, o las dos ruedas en una línea diagonal se deslizan simultáneamente, los dos diferenciales laterales 3 y el diferencial central interior conectado a los mismos pueden formar nuevos diferenciales, de modo que las otras dos ruedas que no se deslizan diferencian entre ellas, y el vehículo puede marchar normalmente. En el dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención, puesto que los dos semiejes macizos 4 de los dos diferenciales laterales 3 están conectados por medio del diferencial central interior, los engranajes planetarios de los dos diferenciales laterales 3 están engranados con el engranaje de los semiejes huecos del diferencial central interior, y el engranaje planetario del diferencial central exterior está engranado con los engranajes anulares 11 proporcionados en las cajas de los dos diferenciales laterales 3, cuando el vehículo diferencia normalmente, este efectúa la operación diferencial entre ruedas, o semiejes, y está enclavado. Cuando el vehículo marcha sobre carreteras con baches, en el caso en que la rueda derecha delantera está mantenida en el aire, es decir, no hace contacto con el terreno, la rueda izquierda delantera accionada por el semieje macizo no gira, el engranaje de semieje delantero del diferencial central interior, que está acoplado al semieje macizo no gira. En tanto que el engranaje de semieje trasero del diferencial central interior y el engranaje del semieje macizo asociado con este giran para accionar así el semieje macizo trasero que hace girar la rueda derecha trasera. La rueda derecha trasera acoplada al semieje macizo trasero y la rueda derecha delantera están en el mismo lado del vehículo. Consecuentemente, en un lado del vehículo hay al menos una rueda que hace contacto con el terreno, por tanto el vehículo puede marchar normalmente. Por lo tanto, mientras las ruedas de una línea diagonal hagan contacto con el terreno, el vehículo puede marchar normalmente.
Cuando un vehículo efectúa un giro, la operación diferencial entre el semieje de rueda delantera y el semieje de rueda trasera es efectuada por el diferencial central exterior y el diferencial central interior que diferencian sincronizadamente los dos diferenciales laterales conectados en serie al mismo. Las operaciones diferenciales entre las ruedas delantera y trasera y entre las ruedas derecha e izquierda son efectuadas conjuntamente por el diferencial central interior y los dos diferenciales laterales conectados en serie al mismo.
La potencia es proporcionada por los engranajes de semieje hueco a través de los semiejes huecos y las aplicaciones de los engranajes de accionamiento de distribución de potencia con los engranajes conducidos que distribuyen potencia. Los dos engranajes de semieje del diferencial central interior están incorporados en los engranajes de semieje respectivos adyacentes por los semiejes macizos que pasan a través de ellos, respectivamente, y transmiten el par motor a las ruedas en una línea diagonal a través de las aplicaciones de los engranajes de accionamiento de distribución de potencia con los engranajes conducidos de distribución de potencia, o el par motor transmitido directamente a las ruedas en una línea diagonal por los semiejes macizos.
La secuencia de la ejecución de la operación diferencial entre los semiejes de rueda es la siguiente: el pasador del diferencial central \rightarrow el engranaje planetario del diferencial central exterior \rightarrow los engranajes anulares proporcionados en las cajas de los dos diferenciales laterales \rightarrow el diferencial central interior.
La secuencia de la ejecución de la operación diferencial entre las ruedas, o entre las ruedas diagonales es la siguiente: el pasador del diferencial central \rightarrow el engranaje planetario del diferencial central interior \rightarrow los dos engranajes de semieje del diferencial central interior \rightarrow los engranajes planetarios de los dos diferenciales laterales \rightarrow los dos engranajes de semieje hueco \rightarrow los dos semiejes huecos \rightarrow los dos engranajes de semeje macizo y los dos semiejes macizos.
La secuencia de la distribución de potencia ilustrada en las figuras 2 y 4 es la siguiente: los engranajes de semieje hueco conectados en serie en los dos extremos laterales \rightarrow los semiejes huecos \rightarrow los engranajes de accionamiento de distribución de potencia \rightarrow los engranajes conducidos de distribución de potencia; los engranajes de semieje del diferencial central interior \rightarrow los engranajes de semieje macizo conectados en serie en los dos extremos laterales \rightarrow los semiejes macizos \rightarrow los engranajes de accionamiento de distribución de potencia \rightarrow los engranajes conducidos de distribución de potencia.
La secuencia de la distribución de potencia ilustrada en la figura 3 es la siguiente: los engranajes de semieje hueco conectados en serie en los dos extremos laterales \rightarrow los semiejes huecos \rightarrow los engranajes de accionamiento de distribución de potencia \rightarrow los engranajes de semieje del diferencial central interior \rightarrow los engranajes de semieje macizo conectados en serie en los dos extremos laterales \rightarrow los semiejes macizos.
El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención se monta longitudinalmente en la porción inferior central de un vehículo y puede estar retirado dentro del abdomen del vehículo, alisando por tanto la parte inferior del vehículo, reduciendo la resistencia al aire y, elevando y agrandando, la separación de la carretera. Por lo tanto, el vehículo tiene buena capacidad de dirección y eficiencia económica de combustible. Más particularmente, puesto que el controlador de deslizamiento en el dispositivo diferencial convencional se elimina, la estructura del dispositivo diferencial se simplifica y es más ventajosa, el volumen de la misma se reduce, optimizando por tanto el montaje y la capacidad de dirección del vehículo. Además, las bolas de fricción que se usan para soportar, disminuyen por tanto el rozamiento y mejoran el comportamiento de la transmisión.
El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la presente invención puede ser aplicado al automóvil accionado por las cuatro ruedas, al tractor, al tanque armado, a la maquinaria de ingeniería sobre ruedas y a los vehículos de ingeniería sobre ruedas.

Claims (6)

1. Un dispositivo diferencial universal normalmente enclavado, que comprende:
un diferencial compuesto central dispuesto en la porción central del mismo y que incluye un diferencial exterior y un diferencial interior, estando montado dicho diferencial interior dentro de dicho diferencial exterior y usando un pasador en común con dicho diferencial exterior;
dos diferenciales laterales conectados en serie en ambos extremos laterales de dicho diferencial compuesto central respectivamente, teniendo cada uno de ellos un semieje macizo, un engranaje de semieje macizo montado en dicho semieje macizo, un semieje hueco y un engranaje de semieje hueco montado en dicho semieje hueco, pasando los dos semiejes macizos a través de los correspondientes de dichos semiejes huecos y dichos engranajes de semieje hueco en un extremo de los mismos de modo que dichos semiejes macizos están montados dentro de dichos dos semiejes huecos y son conducidos fuera de los extremos exteriores de dichos dos diferenciales laterales respectivamente, estando dichos dos semiejes macizos conectados entre sí en los otros extremos de los mismos por medio de dichos dos engranajes de semieje de dicho diferencial central interior, estando dichos dos semiejes huecos de dichos dos diferenciales laterales acoplados a las ruedas situadas en una línea diagonal, y estando dichos dos semiejes macizos de los mismos acoplados a las ruedas situadas en otra línea diagonal respectivamente, estando un engranaje planetario de dicho diferencial central exterior engranado con engranajes anulares proporcionados en las cajas de dichos dos diferenciales laterales; y
dos distribuidores de potencia que tienen engranajes de accionamiento de distribución de potencia y engranajes conducidos de distribución de potencia engranados entre sí respectivamente, estando dichos dos diferenciales laterales conectados en serie en ambos extremos laterales de dicho diferencial compuesto central acoplados con ruedas de un vehículo por medio de dichos distribuidores de potencia, respectivamente.
2. El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la reivindicación 1, en el que dos engranajes de semieje de dicho diferencial central interior forman parte de dichos dos engranajes de semieje macizo de dichos dos diferenciales laterales mediante dichos dos semiejes macizos de dichos dos diferenciales laterales que pasan a través de ellos,
respectivamente.
3. El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la reivindicación 2, en el que dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia montados en dichos semiejes macizos y dichos semiejes huecos están engranados exteriormente con dichos engranajes conducidos de distribución de potencia, respectivamente, por lo que el sentido de giro de dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia es contrario al de los correspondientes de dichos engranajes conducidos de distribución de potencia, respectivamente.
4. El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la reivindicación 2, en el que dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia montados en dichos semiejes macizos engranan exteriormente con los correspondientes de dichos engranajes conducidos de distribución de potencia, respectivamente, por lo que el sentido de giro de dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia es contrario al de los correspondientes de dichos engranajes conducidos de distribución de potencia, y dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia montados en dichos semiejes huecos están engranados con los correspondientes de dichos engranajes conducidos de distribución de potencia de modo que el sentido de giro de dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia es idéntico al de los correspondientes de dichos engranajes conducidos de distribución de potencia, respectivamente.
5. El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según la reivindicación 1, en el que dichos dos engranajes de semieje del diferencial central interior forman parte de los engranajes de semieje adyacentes merced a dichos dos semiejes macizos que pasan a través de ellos, respectivamente, dichos dos semiejes macizos no están acoplados con dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia y transmiten el par de torsión a las ruedas directamente, y dichos dos semiejes huecos están acoplados con dichos engranajes de accionamiento de distribución de potencia respectivamente.
6. El dispositivo diferencial universal normalmente enclavado según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que entre dicho diferencial central interior y dicho diferencial central exterior, entre dicho diferencial central exterior y su caja, y entre dichos dos diferenciales laterales y su respectiva caja están previstas bolas de fricción para soporte en las mismas, respectivamente.
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