ES2264542T3 - Rueda dentada de peso ligero. - Google Patents
Rueda dentada de peso ligero.Info
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Abstract
Rueda dentada de peso ligero, caracterizada porque la rueda dentada consiste en una porción (1) central fabricada de aleación de metal ligero, a la cual se une una porción (2) dentada periférica fabricada de aleación ferrosa, que usa remaches (3) para unir dichas porciones (1, 2), en la que se crea dicha unión entre los rayos (21) radiales de la porción (2) dentada periférica y el rebajo (13) en forma de bolsillo en la porción (1) central, estando los rayos (21) radiales solapadas a través de los fondos de los rebajos (13) en forma de bolsillo, y en la que un grosor de rayos (21) radiales, al menos sobre el área de unión, es reducido de 10 a 60%, con relación al grosor completo de dicha porción (2) periférica dentada, y un grosor de un fondo del rebajo (13) en forma de bolsillo en la porción (1) central es reducido de 20 a 70%, con relación al grosor completo de la porción (1) central de la rueda dentada.
Description
Rueda dentada de peso ligero.
La invención se refiere a engranajes,
especialmente a ruedas dentadas, destinadas al uso externo en
transmisión de potencia en vehículos a motor.
Las transmisiones de potencia por cadena montada
externa son por lo general utilizadas para ruedas motrices de
bicicletas y motocicletas. El mismo tipo de transmisión se utilizó
para accesorios motrices en máquinas agrícolas o en vehículos de
mantenimiento de carretera, o en máquinas similares, también, aunque
recientemente las transmisiones hidrostáticas son utilizadas más
frecuentemente en este caso. En bicicletas, la transmisión de
potencia por cadena se utilizó para una posibilidad para engranajes
de cambio en una amplia gama guiando simplemente una cadena sobre
ruedas dentadas de diferentes diámetros. En motocicletas, la
transmisión de potencia por cadena se utilizó por su capacidad para
transferir un movimiento de torsión relativamente alto, cuando un
peso de tal clase de engranaje es relativamente bajo. Cuando se
compara con engranaje dentado sin una cadena o elemento de
transmisión similar, otra ventaja es evidente también en el uso de
transmisiones de potencia por cadena. En tal clase de engranaje no
hay necesidad tan grande de ruedas accionadoras y motrices para
estar completamente en línea, y también las ruedas dentadas de
accionamiento y motrices pueden cambiar ligeramente su espaciamiento
de eje. En una motocicleta, un peso de una rueda de carretera
motriz, que incluye una rueda dentada motriz y otros accesorios, es
esencial para la capacidad de una rueda seguir el perfil de la
superficie de carretera y además que tenga el mejor contacto con
dicha superficie de carretera. Esto es necesario especialmente
cuando una velocidad de accionamiento es alta y/o el perfil de
carretera es desigual. Esta es la razón para fabricar una rueda de
accionamiento posterior de peso tan ligero como sea posible,
especialmente para motocicletas que van en carretera y para
motocicletas fuera de carretera. Y fabricando una rueda trasera de
peso ligero es esencial para fabricar una rueda dentada posterior de
peso ligero. Por lo general, estas clases de ruedas dentadas de peso
ligero se fabrican de aleaciones ligeras. Las ruedas dentadas de
aleación ligera no tienen superficies tan duras, no son tan
resistente al desgaste como las ruedas dentadas de acero, así su
vida resulta más corta. En algunas áreas de ingeniería de máquinas
es conocido crear superficies más resistentes soldando materiales
más resistentes sobre esas superficies, o uniendo, por ejemplo,
piezas básicas de herramientas de corte con bordes de corte más
resistentes, hojas o brocas. Para engranajes de gran rendimiento se
conoce unir los dientes fabricados de material más resistentes con
una parte central del engranaje, que usa tornillos. Aunque,
desafortunadamente, esas soluciones no son convenientes para ruedas
dentadas de motocicletas. Las estructuras descritas anteriormente
son demasiado complicadas desde un punto de vista tecnológico, y son
bastante caras también. En el área de las bicicletas, se conoce el
uso de ruedas dentadas las cuales se componen de dos partes - una
parte central y una parte periférica con dientes, ambas partes
unidas conjuntamente por tornillos, en el que se alcanza de ese modo
una posibilidad de cambiar una parte periférica por otra, que tiene
diferentes números de dientes, o que tiene nuevos dientes en lugar
de dientes gastados y viejos. Para ruedas dentadas en el uso normal
de bicicletas no es tan esencial tener especialmente bajo peso y
especialmente un centrado exacto, debido a que una velocidad de
accionamiento de una bicicleta y una velocidad de giro de sus ruedas
dentadas son relativamente bajas. En el área de motocicletas la
situación resulta diferente. Aquí la velocidad de giro de ruedas
dentadas es mayor, de modo que la demanda para el mejor centrado de
dichas ruedas dentadas es mayor también. La transmisión de una
potencia considerablemente más alta y la influencia de vibraciones
dan por resultado una demanda de más ruedas dentadas más
resistentes, con peso propio más
bajo.
bajo.
La presente invención proporciona una rueda
dentada de peso ligero, que consiste en una porción central
fabricada de aleación de metal ligero, a la cual se une una porción
dentada periférica fabricada de aleación ferrosa, que usa remaches
para unir dichas porciones, en donde se crea dicha unión entre rayos
radiales de la porción dentada periférica y el rebajo en forma de
bolsillo en la porción central, estando los rayos radiales solapados
a través de los fondos de los rebajos en forma de bolsillo, y donde
el grosor de los rayos radiales, al menos sobre el área de unión, se
reduce de 10 a 60%, con relación al grosor completo de dicha porción
periférica dentada, y un grosor de un fondo del rebajo en forma de
bolsillo en la porción central se reduce de 20 a 70%, con relación
al grosor completo de la porción central de la rueda dentada. Un
objeto de la invención es proporcionar una rueda dentada mejorada la
cual es de peso ligero y económica en su estructura y funcionamiento
y que proporciona un incremento de vida de servicio para el sistema
motriz en el cual se instala. Otro objeto de la invención es
proporcionar dicha clase de rueda dentada, en la que un centrado de
la porción dentada periférica con relación a la porción central
actúa sobre una circunferencia externa de la porción central de
dicha rueda dentada. El centrado estructurado de esta forma es
suficientemente exacto. Un objeto adicional de la invención es
proporcionar dicha rueda dentada, en la que los remaches para unir
la porción central con la porción dentada periférica se fabrican de
aleación de titanio o aleación de acero inoxidable. Se alcanza tan
elevada fortaleza y elevada resistencia de corrosión de elementos de
sujeción. Aún un objeto adicional de la invención es proporcionar
dicha rueda dentada, en la que una holgura lateral entre los rayos
radiales de la porción dentada periférica y las paredes laterales de
los rebajos en forma de bolsillo de la porción central es de 0,5 a
10% del diámetro del vástago del remache. Incluso un objeto
adicional de la invención es proporcionar dicha rueda dentada, en la
que las aberturas aligerantes se crean en la porción central de la
rueda dentada. En este caso sería ventajoso crear al menos una banda
entre dichas aberturas aligerantes y la circunferencia externa de la
porción central, en la que el grosor de dicha banda, en dirección
radial, es al menos 50% del grosor completo de dicha porción
central. En este caso, sería ventajoso también, crear una pared
entre las aberturas aligerantes y los rebajos en forma de bolsillo
de la porción central, en donde una altura de dicha pared es la
misma que el grosor completo de dicha porción central y un ancho de
dicha pared es al menos 50% del grosor completo de dicha porción
central de la rueda dentada.
Así se crea la rueda dentada rígida y de peso
ligero, con porción dentada de larga vida y con centrado muy exacto.
Debido a que la porción dentada periférica tiene una larga vida de
servicio no es esencial que no haya posibilidad para cambiar dicha
porción separadamente, debido a que está asegurada a la porción
central mediante remachado. Toda la rueda dentada se cambiará cuando
sea necesario, aunque después de un relativo largo tiempo.
Los objetos esenciales de la invención serán
evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se
lean conjuntamente con los dibujos que se acompañan. Se deberá
entender que la invención no está limitada en su aplicación a los
detalles de estructura y a las disposiciones de los componentes que
se exponen en la descripción siguiente o que se ilustran en los
dibujos.
La fig. 1 es una vista en planta de la porción
central de la rueda dentada, de acuerdo con la presente
invención.
La fig. 2 es una vista en sección transversal de
la porción central de la fig. 1.
La fig. 3 es una vista en planta de la porción
dentada periférica de la rueda dentada, de acuerdo con la presente
invención.
La fig. 4 es una vista en sección transversal de
la porción dentada periférica de la fig. 3.
La fig. 5 es una vista en planta de la porción
dentada de peso ligero completa, según la presente invención.
La fig. 6 es una vista en sección transversal de
la rueda dentada de la fig. 5, cuando ambas porciones se unen
conjuntamente por medio de remaches.
La rueda dentada de peso ligero consiste en una
porción 1 central y una porción 2 dentada periférica, las cuales
están unidas conjuntamente por remaches 3 de titanio que tienen un
vástago de remache de 6 mm de diámetro. Un centrado de la porción 2
dentada periférica con relación a la porción 1 central se
proporciona sobre una circunferencia externa de la porción 1
central, y un centrado de la porción 1 central, y de este modo un
centrado de toda la rueda dentada, con relación a la rueda de
accionamiento de la motocicleta, actúa sobre una abertura 12 de
centrado, en la que se usan los tornillos como elementos de
sujeción, pasando a través de las aberturas 11 de sujeción en la
porción 1 central. Un grosor de la porción 1 central y la porción 2
dentada periférica es 6 mm, y los rayos 21 de la porción 2 dentada
periférica y la porción 1 central en el área de rebajo 13 en forma
de bolsillo tienen, sobre el área de unión entre dicha porción 1
central y la porción 2 dentada periférica, su grosor reducido al 50%
de su grosor completo. Esta unión se proporciona como una unión
solapada, en la que para dichas aberturas 211 periféricas de unión
están dispuestas en rayos 21 radiales de la porción 2 dentada
periférica, y aberturas 131 centrales están dispuestas en la porción
1 central, en el área de rebajos 13 en forma de bolsillo. La porción
2 dentada periférica está creada aquí con rayos 21 radiales, cuyo
grosor se reduce, de la manera descrita, por 50%, sobre toda su
superficie. La porción 1 central se crea aquí con rebajos 13 en
forma de bolsillo, una pared circunferencial la cual tiene un ancho
de 4 mm, en dirección circunferencial, la dirección con relación a
toda la rueda dentada. La holgura circunferencial entre la pared
circunferencial del rebajo 13 en forma de bolsillo y la pared
lateral del rayo 21 radial es 0,4 mm. Esta holgura se reduce cuando
los remaches 3 son remachados y los rayos 21 radiales son
ligeramente extendidos empujando una cabeza del remache 3 contra una
superficie del rayo 21 radial y desplazando el vástago del remache
3, de forma que, finalmente, dicha holgura desaparece parcialmente o
de forma completa. Se crean las aberturas 14 aligerantes de gran
tamaño en la porción 1 central, en donde una banda circunferencial
descansa a lo largo de la circunferencia externa de la porción 1
central, cuya banda tiene un ancho de 4 mm y se extiende alrededor
de la porción 1 central de la rueda dentada, en lugares a lo largo
de las aberturas 14 aligerantes. Dichas aberturas 14 aligerantes
conformadas podrían ser creadas también como una pluralidad de
orificios circulares más pequeños, por ejemplo, aunque siempre es
ventajoso mantener una distancia mínima desde dichas aberturas 14 a
la circunferencia externa de la porción 1 central y a las paredes
laterales de los rebajos 13 en forma de bolsillo, en la relación de
50% del grosor completo de la porción 1 central. Entonces una
rigidez y una estabilidad de forma de la porción 1 central será
todavía suficiente. Por una razón similar se recomienda mantener la
profundidad de rebajos 13 en forma de bolsillo de forma que aquí la
reducción de grosor es al menos 20% del grosor completo de la
porción 1 central. En caso de reducción de grosor más bajo sobre
dicha área aparece un peligro de presión demasiado alto entre las
paredes laterales de los rebajos 13 en forma de bolsillo y una parte
lateral de los rayos 21 radiales de la porción 2 dentada periférica,
cuando la elevada potencia es transmitida a dicha rueda dentada de
peso ligero, la cual es una parte de una rueda posterior de
motociclo, lo cual es una parte de una posterior de la motocicleta.
Así esta rueda dentada de peso ligero funciona como una parte de un
sistema de transmisión de una motocicleta, en la que se usa como
elemento de transmisión una cadena rodillos.
Esta clase de ruedas dentadas se produjeron y
entonces se realizaron las pruebas, mientras se montaban dichas
ruedas dentadas sobre una pluralidad de motocicletas del tipo
"cross" de elevada potencia. Los resultados muestran la misma
vida de servicio de las ruedas dentadas según la presente invención
igual que la vida de las ruedas dentadas fabricadas completamente de
aleación ferrosa. Ningún daño o deformaciones fueron evidentes en
una unión de la porción 2 dentada periférica con la porción 1
central de la rueda dentada y en otras partes o porciones de todas
las ruedas dentadas de peso ligero sometidas a prueba.
La rueda dentada de peso ligero según la
presente invención se aplica sobre todo a uso en motocicletas de
alto rendimiento, como rueda dentada para rueda motriz posterior de
esta clase de motocicleta. Otras posibilidades de uso aparecen en
máquinas o transmisiones, en las que se necesita la rueda dentada de
peso ligero con capacidad de centrado exacto y larga vida de
servicio.
Claims (7)
1. Rueda dentada de peso ligero,
caracterizada porque la rueda dentada consiste en una porción
(1) central fabricada de aleación de metal ligero, a la cual se une
una porción (2) dentada periférica fabricada de aleación ferrosa,
que usa remaches (3) para unir dichas porciones (1,2), en la que se
crea dicha unión entre los rayos (21) radiales de la porción (2)
dentada periférica y el rebajo (13) en forma de bolsillo en la
porción (1) central, estando los rayos (21) radiales solapadas a
través de los fondos de los rebajos (13) en forma de bolsillo, y en
la que un grosor de rayos (21) radiales, al menos sobre el área de
unión, es reducido de 10 a 60%, con relación al grosor completo de
dicha porción (2) periférica dentada, y un grosor de un fondo del
rebajo (13) en forma de bolsillo en la porción (1) central es
reducido de 20 a 70%, con relación al grosor completo de la porción
(1) central de la rueda dentada.
2. Rueda dentada de peso ligero, según la
reivindicación 1, caracterizada porque un centrado de la
porción (2) dentada periférica con relación a la porción (1) central
actúa sobre una circunferencia externa de la porción (1) central de
dicha rueda dentada.
3. Rueda dentada de peso ligero, según la
reivindicación 1 y 2, caracterizada porque los remaches (3)
para unir la porción (1) central con la porción (2) dentada
periférica están fabricados de aleación de titanio o aleación de
acero inoxidable.
4. Rueda dentada de peso ligero, según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque una holgura
lateral entre los rayos (21) radiales de la porción (2) dentada
periférica y paredes laterales de los rebajos (13) en forma de
bolsillo de la porción (1) central es de 0,5 a 10% del diámetro de
vástago del remache (3).
5. Rueda dentada de peso ligero, según las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las aberturas
(14) aligerantes se crean en la porción (1) central de la rueda
dentada.
6. Rueda dentada de peso ligero, según la
reivindicación 5, caracterizada porque al menos una banda
circunferencial se crea entre dichas aberturas (14) aligerantes y la
circunferencia externa de la porción (1) central, en la que el
grosor de dicha banda, en dirección radial, es al menos 50% del
grosor completo de dicha porción (1) central.
7. Rueda dentada de peso ligero, según la
reivindicación 5 y 6, caracterizada porque esa pared se crea
entre las aberturas (14) aligerantes y los rebajos (13) en forma de
bolsillo de la porción (1) central, en la que una altura de dicha
pared es la misma que el grosor completo de dicha porción (1)
central y un ancho de dicha pared es al menos 50% del grosor
completo de dicha porción (1) central de la rueda dentada.
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