ES2266964T3 - Engranaje planetario. - Google Patents

Abstract

Engranaje o engranaje planetario con un eje motriz (5) y al menos un eje inducido (15), los cuales están unidos a través de al menos un elemento (10, 11, 12, 14), en cuyo caso tanto el eje motriz (5) como el eje inducido (15) están colocados en cojinetes (6) en frente de al menos una parte de

Description

Engranaje planetario.

El presente invento se refiere a un engranaje, o a un engranaje planetario con un eje motriz y al menos un eje inducido, los cuales están unidos a través de al menos un elemento, en cuyo caso tanto el eje motriz como el eje inducido están colocados en cojinetes enfrente de al menos una parte de la caja, y en cuyo caso numerosos imanes permanentes están colocados dentro de al menos una parte de dicha caja.

Los engranajes planetarios ya son conocidos y utilizados en el mercado en múltiples formas y ejecuciones. Para ello los elementos pueden tener forma de ruedas dentadas en unión positiva, correas en arrastre de fuerza, cuerdas, cadenas, o elementos de mecanismo de biela-manivela. El presente invento no propone límites con respecto a ellos.

La desventaja de los engranajes ya conocidos es que éstos están sometidos a un desgaste elevado, y es por ello que el material generado por el desgaste se reparte en el engranaje y puede dañar la superficie de los elementos.

Además, es una desventaja el hecho de que la producción y el montaje de los engranajes planetarios habituales sea tan complicada.

La FR 2 622 946 describe un diferencial en el cual está prevista una brida sobre el eje inducido, especialmente sobre su caja, en cuyo caso un casquillo está colocado sobre el eje inducido, y del mismo modo dos elementos de junta están previstos en un espacio anular entre la brida frontal y el casquillo.

La US 4,817,846 ofrece una distribución de juntas entre una parte de la caja y un eje, en cuyo caso un casquillo está colocado encima del eje. Por otro lado frontalmente, en la parte de la caja, está atornillada una brida de juntas en láminas, la cual contiene numerosas juntas.

La US 5,476,582 presenta, conforme al género, una caja diferencial en la cual están colocados elementos de filtro con efecto magnético.

La US 6,105,464 presenta un engranaje, en cuyo caso están previstos imanes en su caja.

El presente invento tiene como objetivo crear un engranaje o un engranaje planetario de la manera anteriormente descrita que elimine las desventajas anteriormente descritas y con el cual se aumente la vida útil de forma efectiva y muy económica. Además, el tiempo para la fabricación y los gastos para el montaje de un engranaje de este tipo deben de ser también reducidos.

La consecución de dicho objetivo conlleva la presencia de las características de las reivindicaciones 1 y 2.

En el presente invento se ha creado un engranaje, especialmente un engranaje planetario, que posee numerosos imanes permanentes preferiblemente de forma radial en el área de las ruedas frontales, de las ruedas planetarias, o en el área del engranaje de la parte central de la caja, los cuales están colocados o bien frontalmente en la última parte de la caja, o también en una camisa interior de cubierta de la parte central de la caja cerca del engranaje. Estos imanes tienen la función de recoger permanentemente, independientemente, e inmediatamente el desgaste del engranaje planetario o del material ferroso por desgaste, sin que dicho material pase por los diferentes elementos durante el funcionamiento. El engranaje planetario es independiente de su posición debido a los imanes permanentes colocados de forma radial.

También resultó ventajoso el hecho de asignar al menos un imán permanente al eje motriz, especialmente su soporte de rotación de discos, y que dicho imán permanente esté insertado al eje en su parte frontal y centrado con respecto al eje central, de tal manera que entre una parte frontal del soporte de rotación del disco y el imán permanente se forme un espacio como lugar de recogida de espinas producidas por el desgaste, material ferroso, etc.

Debido a la inserción centrada del imán permanente en el soporte de rotación de disco está garantizado el hecho de que se generen pequeñas irregularidades en el eje inducido y de que al mismo tiempo el material ferroso sea recogido por los imanes permanentes, especialmente el material que se genera cerca de las ruedas planetarias, las cuales están engranadas a la rueda frontal. De este modo el material producido por el desgaste puede ser recogido o bien eliminado inmediatamente en el área de actividad de los dientes entre la rueda frontal y las ruedas planetarias, de modo tal que el material producido por el desgaste no cause ningún daño a otros
elementos.

Además, resulta ventajoso el dividir una caja del engranaje o del engranaje planetario en tres secciones o partes, en cuyo caso el eje inducido está colocado en la primera parte de la caja con el soporte de rotación del disco frontal, en el cual se han insertado preferiblemente a presión los pasadores para recibir el engranaje planetario. Para poder insertar a presión dichos pasadores es conveniente que el pasador sea realizado en forma de elemento hueco, o dotar al menos parcialmente el agujero de recepción del soporte de rotación del disco con un respiradero. Además, resultó ventajoso realizar el elemento del pasador al menos parcialmente como un elemento hueco y prever numerosos agujeros en el área de las ruedas planetarias, teniendo dichos agujeros la función de conducir los lubricantes al cojinete de agujas del soporte para la rueda planetaria.

Otra ventaja del presente invento es que debido a la fabricación de la caja en tres partes, el engranaje a través de las ruedas planetarias se puede realizar directamente a partir de la parte intermedia de la caja, por ejemplo mediante brochado. De este modo, la parte de la caja intermedia puede estar fabricada de un material especial para engranajes. A continuación, esta parte se puede unir con la primera parte de la caja. La segunda parte está soldada de forma fija, preferiblemente de manera frontal, y en unión positiva con la primera parte de la caja.

Más ventajas, características y detalles del presente invento pueden ser deducidos de la siguiente descripción de ejemplos preferidos de realización así como también del dibujo; el cual muestra en

Fig. 1, una perspectiva en planta por encima de un engranaje, especialmente un engranaje planetario, conforme al presente invento;

Fig. 2, una perspectiva, parcialmente abierta, encima del engranaje planetario conforme a la figura 1;

Fig. 3, un corte longitudinal esquemático a través de un engranaje planetario conforme a la figura 1;

Fig. 4, un corte longitudinal a través de otro ejemplo de ejecución de otro engranaje planetario conforme a la figura 1;

Fig. 5, una vista parcial de un corte longitudinal aumentado a través del engranaje conforme a la figura 1 en el área de la primera parte de la caja;

Fig. 6, una vista aumentada de un corte longitudinal parcial de la primera parte de la caja como otro ejemplo de realización;

Fig. 7, una vista en planta sobre una tercera parte de la caja con numerosas taladros ciegos frontales para la recepción de elementos magnéticos.

Conforme a la figura 1, un engranaje R_{1} conforme al presente invento presenta una caja 1 dividida preferiblemente en tres partes de caja 2.1, 2.2, y 2.3. La primera parte de la caja 2.1 está prevista de una brida 3 para la fijación del engranaje R_{1} en un elemento propulsor así deseado o similar.

Un eje motriz 5 se inserta en la parte de la caja 2.3 (véase también la figura 2), estando dicho eje motriz 5 colocado de forma rotativa frente a la parte de la caja 2.3 por medio de al menos un cojinete 6'. El eje motriz 5 está previsto de un escalón 7, en cuyo caso un espacio anular 9 se forma entre el escalón 7 y una superficie interior de la camisa 8.

Además, una rueda frontal 10 está colocada por encima del eje motriz 5, el cual engrana preferiblemente con tres ruedas planetarias 11, las cuales están colocadas con elementos pasadores 12 a través de cojinetes de agujas 13. Los elementos pasadores 12 están insertados a presión en un soporte de rotación de disco 14 de un eje inducido 15. Dentro de la parte de la caja 2.2 está colocado radialmente un engranaje 16 de forma rotativa. La parte de la caja 2.2 está realizada preferiblemente en forma de casquillo y presenta en su interior el engranaje 16. En este caso, las ruedas planetarias 11 engranan con el engranaje 16 de la parte de la caja 2.2.

El eje inducido 15 está colocado de forma rotativa a través de dos cojinetes 6' adyacentes dentro de la parte de la caja 2.1, y está fijado por medio de una abrazadera 17 frente a la parte de la caja 2.2, tal y como se muestra en el ejemplo preferido de ejecución conforme a la figura 3.

La parte de la caja 2.3 está colocada frontalmente y sujeta de forma reversible por encima de la parte de la caja 2.2, a través de salientes y bridas que no han sido aquí enumerados.

Además, resultó especialmente ventajoso el hecho de fijar la parte de la caja 2.2 de manera frontal por el otro extremo con la parte de la caja 2.1, fijación que se consigue especialmente a través de una soldadura 18.

De este modo está garantizado que en particular el engranaje 16 pueda ser fabricado de forma muy económica y precisa dentro de la misma caja 2.2, por medio de, por ejemplo, un vaciado.

También es una ventaja del presente invento que la parte de la caja 2.3 pueda estar directamente conectada con cualquier placa adaptadora 4. La placa adaptadora 4 solapa preferiblemente al menos el anillo exterior del cojinete 6', de tal modo que dicho cojinete 6' está sujeto en el interior de la parte de la caja 2.3. El engranaje planetario completo, especialmente la parte de la caja 2.3, puede estar fijado por ejemplo a la placa adaptadora 4 de forma reversible y precisa. A continuación de los cojinetes 6' de la parte de la caja 2.1, se forma en el área frontal otro saliente 19, en cuyo caso se forma también otro espacio anular 9 entre el eje inducido 15 y el saliente 19, o bien, con la superficie interior de la camisa 8 de la parte de la caja 2.1. En este caso, el espacio anular 9 posee una profundidad T, la cual corresponde al doble del ancho B de un elemento para juntas 20.1 en un ejemplo preferido de ejecución.

Una ventaja substancial del presente invento es que dos elementos para juntas 20.1 pueden estar insertados uno en el otro, y especialmente uno detrás del otro en el espacio anular 9, aquí no representado, a lo largo de su profundidad T. En este caso el elemento para juntas 20.1 es el elemento para juntas que tiene como función el cierre frontal, en cuyo caso un segundo elemento para juntas 20.2 (véase la figura 5) puede estar insertado en el espacio anular 9. En este caso el elemento para juntas 20.1 o el elemento para juntas 20.2 están insertados en el espacio anular 9 como un elemento para juntas de seguridad adicional que no está activado. Si uno de los dos elementos para juntas 20.1 o 20.2 falla, o bien si uno de los dos elementos para juntas 20.1 o 20.2, especialmente ejecutado como retén "Simmer", permite que escape aceite hacia fuera, los elementos de sensores aquí no representados reconocen la pérdida, de tal manera que el elemento para juntas no activado se activa por medio de elementos o dispositivos aquí no representados. Para ello es necesario prever un espacio anular 9, que sea lo suficientemente grande como para dar lugar a al menos dos elementos para juntas de forma axial 20.1, 20.2, uno a continuación del otro.

Para que los elementos para juntas 20.1, 20.2 estén sujetos o firmemente anclados en el espacio anular 9 (véanse también las figuras 3 y 6) están previstas preferiblemente ranuras circulares 21 o elevaciones 22 en la superficie interior de la camisa 8 de la parte de la caja 2.1 y 2.3, en las cuales o bien se engrana el material del elemento para juntas 20.1, 20.2, o la elevación 22 presiona en el material del elemento para juntas 20.1, 20.2.

En este caso se forma un borde 23 que inhibe la salida del elemento para juntas 20.1, 20.2 del espacio anular 9.

En el ejemplo de ejecución conforme a la figura 3, el cojinete 6' está colocado de manera frontal y dirigido hacia el exterior entre el eje motriz 5 y la parte de la caja 2.3, debido al hecho de que se ha de cambiar frecuentemente. Para mantener un sellado, especialmente de los elementos 10, 11, 12, y 14 que se mueven dentro de lubricantes, el espacio anular 9 está diseñado de tal modo que pueda acoger los elementos para juntas 20.1, 20.2 entre el saliente 7 del eje motriz 5 y la superficie interior de la camisa 8 de la parte de la caja 2.3. También en este caso la profundidad T de la superficie de la camisa 8 corresponde preferiblemente al doble del ancho B de un elemento para juntas 20.1.

Conforme a la presente variación del invento están previstos numerosos taladros ciegos 25 en la parte frontal 24 (véase también la figura 7), y en dichos taladros ciegos están previstos imanes permanentes 26 radialmente circulares, tal y como ha sido especialmente representado en la figura 7. Para ello puede ser una ventaja el hecho de que los imanes permanentes 26 estén insertados en los taladros ciegos 25 con la posibilidad de recaer, de tal modo que se forme una depresión 27 entre la parte frontal 24 y el imán permanente 26 dentro del taladro ciego 25. Dicha depresión tiene como función la de recibir partículas ferrosas o espinas metálicas generadas durante el desgaste del funcionamiento de los elementos 10, 11, 12, y 14. Debido a que los anteriormente mencionados elementos 10, 11, 12 y 14 están sometidos al desgaste durante su funcionamiento, la parte frontal 24 con los imanes permanentes 26 así previstos está ubicada cerca de las ruedas planetarias 11, o bien del engranaje 16. Gracias a la colocación de forma radial en la parte de la caja 2.3, y cerca de las ruedas planetarias 11 o del engranaje 16, de los numerosos y correspondientes imanes permanentes 26 los desgastes férricos pueden ser separados de forma muy efectiva. Si por ejemplo se cambia el cojinete 6' al abrir la brida entre las partes de la caja 2.3 y 2.2, se pueden limpiar fácilmente las depresiones 27.

Además, y de acuerdo con otra variación del presente invento, un imán permanente 26 también está insertado preferiblemente en posición retrasada en el eje inducido 15 y en el soporte de disco de rotación 14 en la parte frontal 30, de tal modo que se forma un espacio 27 entre la parte frontal 30 y el imán permanente 26 para recoger espinas y material producidos por el desgaste.

En este caso es importante el hecho de que el imán permanente 26 esté colocado de forma centrada con respecto al eje central M, e insertado frontalmente en el soporte de rotación del disco 14 con el fin de evitar posibles descompensaciones.

De este modo se recoge la abrasión de la rueda frontal 10 así como también de las ruedas planetarias 11 por medio del imán permanente 26, especialmente mediante su cavidad 27.

En el marco del presente invento está considerado también el que los imanes permanentes 26 estén colocados de forma radial en el interior de la parte de la caja 2.2, preferiblemente cerca del engranaje 16 distribuido alrededor de su superficie de camisa. Para ello no hay limitaciones en el invento.

El elemento pasador 12 puede estar fabricado de material circular no-hueco, tal y como está indicado en la figura 3. En cuyo caso un respiradero 29 está previsto en un extremo de un orificio de recepción 28 en el soporte de rotación de disco 14, con el fin de que dicho respiradero 29 facilite la inserción a presión de los elementos pasadores 12 dentro del agujero de recepción 28.

En el caso de que el elemento pasador 12 esté fabricado como un eje hueco, lo cual ha sido indicado aquí por medio de una línea discontinua, se puede renunciar al respiradero 29. Es por ello que se ha previsto colocar preferiblemente numerosos agujeros radiales 30 en el elemento pasador 12, lo cual ha sido indicado también por medio de líneas discontinuas; dichos agujeros tienen como función realizar una lubricación adicional del cojinete de agujas 13 para las ruedas planetarias 11.

El ejemplo de ejecución conforme a la figura 4 muestra un engranaje R_{2} que corresponde principalmente a la figura 3. Aquí se presentan dos posibilidades para la colocación de los elementos para juntas 20.1, 20.2. O bien los elementos para juntas 20.1, 20.2 están insertados en un extremo de manera frontal en el espacio anular 9 de la parte de la caja 2.3, tal y como está indicado en un corte longitudinal por encima de un eje central M, o bien están colocados tal y como se ha indicado por debajo del eje central M, lo cual corresponde a la colocación conforme al ejemplo de ejecución de la figura 3. En este caso el espacio anular 9 está formado en el interior del cojinete 6' para la recepción de los dos elementos para juntas 20.1, 20.2. De este modo se puede influir también sobre la utilización de diferentes cojinetes 6' por medio de una lubricación exterior o de autolubricantes.

Además, tal y como ha sido representado por ejemplo en la figura 4, el eje inducido 15 está colocado sobre dos cojinetes 6' distanciados entre sí. En este caso un anillo X_{1} está colocado entre los cojinetes 6' por encima del eje inducido, separando entre sí de este modo y de forma axial los cojinetes 6'.

Según el ancho del anillo X_{1} se puede ajustar la holgura del eje inducido 15 a través de una tuerca del eje que puede estar fabricada como una abrazadera 17. Para ello, uno de los cojinetes 6' puede estar arrimado al soporte de rotación de disco 14 de manera frontal o si así fuera preciso con una cierta distancia mediante un anillo distanciador adicional. Este caso también está considerado en el marco del presente
invento.

Claims (9)

1. Engranaje o engranaje planetario con un eje motriz (5) y al menos un eje inducido (15), los cuales están unidos a través de al menos un elemento (10, 11, 12, 14), en cuyo caso tanto el eje motriz (5) como el eje inducido (15) están colocados en cojinetes (6) en frente de al menos una parte de la caja (2.1 hasta 2.3), y en cuyo caso numerosos imanes permanentes (26) están colocados dentro de al menos una parte de la caja (2.1 hasta 2.3),

caracterizado en que,

en el eje inducido (15) está previsto un soporte de rotación de disco (14) para la unión con el eje motriz (5), y en que al menos un imán permanente (26) está insertado en el frente (30) del soporte de rotación de disco (14).

2. Engranaje o engranaje planetario con un eje motriz (5) y al menos un eje inducido (15), los cuales están en unión a través de al menos un elemento (10, 11, 12, 14), en cuyo caso tanto el eje motriz (5) como el eje inducido (15) están colocados en cojinetes (6) enfrente de al menos una parte de la caja (2.1 hasta 2.3), y en cuyo caso numerosos imanes permanentes (26) están colocados dentro de al menos una parte de la caja (2.1 hasta 2.3), caracterizado en que la parte de la caja (2.3) presenta una parte frontal (24) en la cual están previstos numerosos taladros ciegos (25) distribuidos de forma radial, y en los cuales están insertados los numerosos imanes permanentes (26).

3. Engranaje conforme a la reivindicación 1, caracterizado en que los numerosos imanes permanentes (26) están colocados de manera frontal en los taladros ciegos (25) en al menos la única parte de la caja (2.3).

4. Engranaje conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado en que cada uno de los lados frontales (24 o 30) está ubicado cerca de los elementos (10, 11, 12, 14), especialmente cerca de los soportes de rotación de disco (14), o bien cerca de las ruedas planetarias (11).

5. Engranaje conforme con al menos una de las reivindicaciones 2 hasta 4, caracterizado en que los numerosos imanes permanentes (26) están insertados en los taladros ciegos (25) de tal manera que, para la recogida del material de desgaste, se forma un espacio (27) entre cada uno de los imanes permanentes (26) y el lado frontal (24) de la parte de la caja (2.3) dentro del taladro ciego (25).

6. Engranaje conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado en que entre el lado frontal 30 del soporte de rotación de discos (14) y el imán permanente 26 se forma un espacio 27 para la recogida de partículas ferrosas, o espinas metálicas, u otro material de desgaste.

7. Engranaje conforme a la reivindicación 6, caracterizado en que el imán permanente (26) está insertado en el lado frontal (30) de forma simétrica al eje central (M) y solapa frontalmente una zona de engranaje de ruedas planetarias (11), así como la rueda frontal (10).

8. Engranaje conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado en que al menos la única parte de la caja (2.3) es acoplable frontalmente a una placa de adaptador (4), la cual solapa al menos parcialmente un cojinete (6) sujetándolo de este modo.

9. Engranaje conforme con al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado en que dos cojinetes (6) están colocados dentro de otra parte de la caja (2.1) distanciados axialmente a través de un anillo (x_{1}), en cuyo caso uno de los dos cojinetes está apoyado sobre el soporte de rotación de discos (14) y el otro cojinete está sujeto con tensión mediante una abrazadera (17) sobre el eje inducido (15), en cuyo caso el anillo (x_{1}) sería de libre elección para determinar la distancia entre los dos cojinetes (6).