ES2291463T3 - Mecanismo de centrado de barra de leva. - Google Patents
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Abstract
Una junta (100, 200, 300, 400, 500) universal que comprende: (a) árboles (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434, 435; 534, 535) primero y segundo; (b) medios (136, 236, 336, 436, 536) de acoplamiento para transmitir el par de torsión del primer árbol (134, 234, 334, 434, 534) al segundo árbol (135, 235, 335, 435, 535); (c) medios (100A, 200B, 300C, 400D) de centrado que interconectan el primer árbol (134, 234, 334, 434, 534) y el segundo árbol (135, 235, 335, 435, 535) para provocar que el segundo árbol (135, 235, 335, 435, 535) se mueva con el mismo ángulo respecto a los medios (136, 236, 336, 436, 536) de acoplamiento como lo hace el primer árbol (134, 234, 334, 434, 534), en la que dichos medios de centrado comprenden una primera varilla (102, 202, 302, 402) de leva y una segunda varilla (103, 203, 303, 403) de leva, estando un extremo (168, 171; 239, 240; 343, 344; 441, 442) de cada una articulado para rotación en dichos árboles primero y segundo respectivamente y el otro extremo (169, 170; 241, 242; 345, 346; 443, 444) de cada una articulada para rotación en un tubo (101, 201, 301, 401) de leva, caracterizado porque los ejes (175, 177) de rotación de las varillas de leva en los árboles están inclinados con ángulos (103C, 104D; 203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D) de varillas de leva primera y segunda con los ejes (176, 178) respectivos de rotación de las varillas de leva en el tubo de leva; porque dichas varillas de leva primera y segunda giran conjuntamente en el tubo de leva; y porque dichos ángulos de varillas de leva primera y segunda son el mismo.
Description
Mecanismo de centrado de barra de leva.
La presente invención se refiere principalmente
a mecanismos de centrado. Más en particular, la presente invención
se refiere principalmente a mecanismos de centrado para juntas
universales.
Los diseñadores de juntas universales encuentran
dificultad para diseñar juntas universales de velocidad constante
que puedan funcionar con ángulos altos, altas velocidades y altas
cargas simultáneamente, debido a las limitaciones de los
dispositivos de centrado y soporte de juntas universales de
velocidad constante. Esto se debe a la dificultad de empaquetar
dispositivos de soporte interno robustos que utilizan elementos de
rodamiento que pueden operar a velocidades de transmisión
normales.
Véase la patente estadounidense número 5.823.881
y todas las referencias citadas en la misma como antecedente de la
invención.
La presente solicitud hace referencia a todas
las patentes y solicitudes publicadas de Paul J. Comay, incluyendo
las patentes estadounidenses número 6.251.020; 6.139.435; 5.823.881;
5.425.676; la publicación número WO 00/36314; la publicación número
WO 94/29604; la publicación número WO 91/00438; y todas las
referencias citadas en las mismas.
El documento EP 0 860 622 da a conocer una junta
universal que puede considerarse que corresponde a la parte
precaracterizadora de la reivindicación 1.
El aparato de la presente invención resuelve los
problemas encontrados en la técnica de una manera simple y
sencilla. Lo que se proporciona es una junta universal como se
expone en las reivindicaciones adjuntas. En una realización
preferida de la presente invención, el mecanismo de centrado de
varilla de leva comprende un mecanismo de centrado de leva para
juntas universales. La invención es ventajosa porque soporta la
junta universal con componentes robustos en un paquete
relativamente pequeño mientras que permite que la junta universal
opere con ángulos altos de desalineamiento desde 0º hasta 90º
mientras que transmite cargas de par de torsión alto a altas
velocidades con bajas perturbaciones de la transmisión.
Las juntas universales autoportantes de la
presente invención pueden operar a velocidad constante con ángulos
altos, altas velocidades y cargas de par de torsión alto y
proporciona a los ingenieros de diseño las siguientes opciones:
capacidad de transferencia de potencia superior para elementos
impulsados (por ejemplo, ruedas, tomas de fuerza); más opciones en
la colocación de la transmisión; los motores pueden funcionar a más
r.p.m dando como resultado mayor consumo de combustible; y radios
de giro más ajustados para vehículos.
Para una comprensión adicional de la naturaleza,
objetos, y ventajas de la presente invención, debería hacerse
referencia a la siguiente descripción detallada, leída conjuntamente
con los siguientes dibujos, en los que números de referencia
iguales denotan elementos iguales y en los que:
la figura 1 es una vista en sección parcial, en
perspectiva de una primera realización del aparato de la presente
invención sin desplazamiento de junta angular;
la figura 2 es una vista en sección parcial, en
perspectiva de la primera realización del aparato de la presente
invención con desplazamiento de junta angular;
la figura 3 es una vista en perspectiva
isométrica de la primera realización del aparato de la presente
invención sin desplazamiento de junta angular;
la figura 4 es una vista en sección parcial, en
perspectiva isométrica de la primera realización del aparato de la
presente invención con desplazamiento de junta angular;
la figura 5 es una vista en despiece ordenado de
la primera realización del aparato de la presente invención;
la figura 6 es una vista en sección parcial, en
perspectiva del mecanismo de centrado de la primera realización del
aparato de la presente invención sin desplazamiento de junta
angular;
la figura 7 es una vista en sección parcial, en
perspectiva del mecanismo de centrado de la primera realización del
aparato de la de la presente invención con desplazamiento de junta
angular;
la figura 8 es una vista en despiece ordenado
del mecanismo de centrado de la primera realización del aparato de
la presente invención;
la figura 9 es una vista en sección parcial, en
perspectiva de una segunda realización del aparato de la presente
invención sin desplazamiento de junta angular;
la figura 10 es una vista en despiece ordenado
de la segunda realización del aparato de la presente invención;
la figura 11 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la segunda realización del aparato de la
presente invención sin desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 12 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la segunda realización del aparato de la
presente invención con desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 13 es una vista en despiece ordenado
del mecanismo de centrado de la segunda realización del aparato de
la presente invención;
la figura 14 es una vista en sección parcial, en
perspectiva de una tercera realización del aparato de la presente
invención con desplazamiento de junta angular;
la figura 15 es una vista en despiece ordenado
de la tercera realización del aparato de la presente invención;
la figura 16 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la tercera realización del aparato de la
presente invención sin desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 17 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la tercera realización del aparato de la
presente invención con desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 18 es una vista en despiece ordenado
del mecanismo de centrado
de la tercera realización del aparato de la
presente invención;
la figura 19 es una vista en sección parcial, en
perspectiva de una cuarta realización del aparato de la presente
invención con desplazamiento de junta angular;
la figura 20 es una vista en despiece ordenado
de la cuarta realización del aparato de la presente invención;
la figura 21 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la cuarta realización del aparato de la
presente invención sin desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 22 es una vista en sección parcial del
mecanismo de centrado de la cuarta realización del aparato de la
presente invención con desplazamiento del mecanismo de centrado
angular;
la figura 23 es una vista en despiece ordenado
del mecanismo de centrado de la cuarta realización del aparato de
la presente invención;
la figura 24 es una vista en perspectiva
isométrica de una quinta realización del aparato de la presente
invención sin desplazamiento de junta angular;
la figura 25 es una vista en perspectiva de la
quinta realización del aparato de la presente invención que muestra
las ubicaciones de las secciones 26-26 y
27-27;
la figura 26 es una vista en sección parcial, en
perspectiva, a lo largo de la línea 26-26 de
sección, de la quinta realización del aparato de la presente
invención sin desplazamiento de junta angular;
la figura 27 es una vista en sección parcial, en
perspectiva, a lo largo de la línea 27-27 de
sección, de la quinta realización del aparato de la presente
invención;
la figura 28 es una vista lateral de un
cuadrante de anillo de la quinta realización del aparato de la
presente invención;
la figura 29 es una vista en sección parcial, a
lo largo de la línea 29-29 de sección de la figura
28, de un cuadrante de anillo de la quinta realización del aparato
de la presente invención;
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
la figura 30 es una perspectiva isométrica de un
cuadrante de anillo de la quinta realización del aparato de la
presente invención; y
la figura 31 es una vista en despiece ordenado
de la quinta realización del aparato de la presente invención.
Las juntas 100, 200, 300, 400 y 500 universales
incluyen mecanismos 100A, 200B, 300C, 400D de centrado respectivos
para soportar las juntas universales y hacer que las dos mitades de
la junta operen con el mismo ángulo provocando así que la junta
opere a velocidad constante en todos los ángulos. Por ejemplo, cada
árbol 134, 135 de la junta 100 está conectado de manera giratoria
al mecanismo 100A de centrado. El movimiento de uno de los árboles
134, 135 con un ángulo respecto al eje longitudinal de la brida 136
de conexión se transmite al otro árbol 135, 134 mediante el
mecanismo 100A de centrado y el mecanismo 100A de centrado provoca
que el otro árbol 135, 134 se mueva asimismo con el mismo ángulo
respecto al eje longitudinal de la brida 136 de conexión. El
mecanismo 100A de centrado incluye varillas 102, 103 de leva
soportadas dentro de un tubo 101 de leva, cuya disposición de
cojinetes permite un rango completo de movimiento de los árboles
134, 135 con ángulos de 90º.
La junta 100 universal puede montarse mediante
el siguiente procedimiento:
El conjunto 113 de cojinete se presiona en y
hacia la parte inferior del orificio 127 del tubo 101 de leva. El
cojinete 116 se presiona en el orificio 127 del tubo 101 de leva de
modo que la cara del cojinete 116 está a ras con la abertura del
orificio 127 del tubo 101 de leva. Este procedimiento se repite con
los cojinetes 114 y 115 en el orificio 128 del tubo 101 de leva. El
cubo 105 se inserta entre las orejetas 141 de brida de la varilla
102 de leva de manera que el orificio 148 está en alineación con el
orificio 143. El pasador 109 se inserta a través de los orificios
143 y 148. El pasador 109 presenta un ajuste a presión dentro del
orificio 143 y un ajuste deslizable en el orificio 148. Este
procedimiento se repite sobre la varilla 103 de leva con el cubo
106 en las orejetas 142 de brida con el pasador 110 en los orificios
144 y 147. La varilla 102 de leva con el cubo 105 y el pasador 109
se inserta en los cojinetes 116 y 113 dentro del tubo 101 de leva.
Este mismo proceso se repite con la varilla 103 de leva y el cubo
106 y el pasador 110 y los cojinetes 114 y 115 centro del tubo 101
de leva. La brida 104 de conexión de junta interior se inserta en la
ventana 129 del tubo 101 de leva de modo que las orejetas 137 y 138
de brida de la brida 104 de conexión de junta interior se deslizan
sobre los cubos 105 y 106. Con los orificios 151 y 145 alineados, el
pasador 107 se inserta conectando así la varilla 102 de leva a la
brida 104 de conexión de junta interior a través de los pasadores
107 y 109, y el cubo 105. Este mismo proceso se repite con la brida
104 de conexión de junta interior y el cubo 106 y la varilla 103 de
leva con los pasadores 108 y 110 en los orificios 146 y 152. Esto
completa el montaje del mecanismo de centrado.
Los ángulos 101A y 102B del tubo 101 de leva
junto con los ángulos 103C y 104D de las varillas 102 y 103 de
leva, de la figura 7, se combinan para crear los ángulos 105E y 106F
del mecanismo 100A de centrado. El ángulo 105E y el ángulo 106F son
siempre iguales cuando se gira la varilla 102 de leva dentro del
tubo 101 de leva provocando una magnitud de rotación igual de la
varilla 103 de leva dentro del tubo 101 de leva. En otras palabras,
si el ángulo 101A es igual al ángulo 102B del tubo 101 de leva y el
ángulo 103C es igual al ángulo 104D de la varillas 102 y 103 de
leva entonces cuando se gira la varilla 102 de leva con el tubo 101
de leva girando así la varilla 103 de leva entonces el ángulo 105E
se igualará al ángulo 106F. La suma de los ángulos 105E y 106F
puede variar entre 0º y un ángulo máximo que es igual a la suma de
los ángulos 101A, 102B, 103C y 104D (por ejemplo 90º).
El montaje de la junta 100 puede ser similar al
montaje de juntas de la técnica anterior.
Incluso si no formara parte de una junta
universal (tal como en aplicaciones robóticas), el mecanismo 100A
de centrado podría utilizarse también para unir y soportar dos tubos
o vigas, mientras que permite desalineamiento angular de dos
elementos. En tal caso, el mecanismo 100A de centrado actúa como un
conector universal. Pueden utilizarse medios de conexión apropiados
(tales como diámetros interiores en los elementos primero y segundo)
para conectar la primera varilla de leva al primer elemento y para
conectar la segunda varilla de leva a un segundo elemento. Los
elementos primero y segundo pueden ser árboles, tubos, o elementos
de construcción.
La junta 100 universal incluye un primer anillo
156 y un segundo anillo 157, una primera brida y una segunda brida
dispuestas dentro del primer anillo 156 y el segundo anillo 157,
respectivamente, y un primer árbol 134 y un segundo árbol 135. La
primera brida (en el lado izquierdo del elemento 136 de brida de
conexión en la figura 5) y la segunda brida (en el lado derecho del
elemento 136 de brida de conexión en la figura 5) están conectadas
con medios de acoplamiento (un elemento de árbol corto) como se
muestra en las figuras 1 a 5. Las bridas primera y segunda y los
medios de acoplamiento son todos parte del elemento 136 de conexión.
Los primeros medios de pasador (pasadores 164 y 166) interconectan
de manera pivotante la primera brida y el primer anillo 156, los
segundos medios de pasador (pasadores 165 y 167) interconectan de
manera pivotante el primer árbol 134 y el primer anillo 156, los
terceros medios de pasador interconectan de manera pivotante la
segunda brida y el segundo anillo 157, y los cuartos medios de
pasador interconectan el segundo árbol 135 y el segundo anillo 157.
Los medios de acoplamiento (un elemento de árbol corto como se
muestra en las figuras 1 a 5) interconectan la primera brida y la
segunda brida. Una pluralidad de medios de cojinete (incluyendo las
tapas 160, 161, 162, 163 de cojinete) alojan los medios de pasador.
Los medios 100A de centrado interconectan el primer árbol 134 y el
segundo árbol 135; los medios 100A de centrado incluyen una primera
varilla 102 de leva acoplada de manera giratoria a una segunda
varilla 103 de leva.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En las realizaciones de la presente invención
mostradas en los dibujos, cada árbol de cada junta universal está
conectado a un anillo a través de una brida, como se muestra. Todas
las juntas mostradas son simétricas, de modo que partes no
numeradas específicamente en los dibujos son las mismas que sus
partes contrarias numeradas sobre la otra mitad de las juntas.
Como puede verse en las figuras 1 a 5, hay
medios de cojinete en cada anillo 156, 157, alojando los medios de
cojinete en el primer anillo 156 los medios de pasador primero y
segundo, y alojando los medios de cojinete en el segundo anillo 157
los medios de pasador tercero y cuarto.
Como puede verse en las figuras 1 y 2, la
primera varilla 102 de leva incluye una primera sección 168 que
presenta un primer eje 175 de rotación y una segunda sección 169,
desplazada de la primera sección, que presenta un segundo eje 176
de rotación; y la segunda varilla 103 de leva incluye una primera
sección 171 que presenta un primer eje 177 de rotación y una
segunda sección 170, desplazada de la primera sección, que presenta
un segundo eje 178 de rotación.
Los ejes 175, 176 de rotación de la primera
varilla 102 de leva intersecan con el centro 172 de pivote de los
medios de pasador primer y segundo y los ejes 177, 178 de rotación
de la segunda varilla 103 de leva intersecan con el centro 174 de
pivote de los medios de pasador tercero y cuarto. La intersección de
los ejes 175 y 176 de la varilla 102 de leva con los ejes 177 y 178
de la varilla 103 de leva se produce más preferiblemente en el
centro de pivote de la junta y el plano 173 de ángulo bisector de la
junta 100 para un funcionamiento apropiado.
El tubo 101 de leva aloja y soporta las varillas
102 y 103 de leva de una manera en la que ambas varillas 102, 103
de leva se soportan de manera giratoria con ángulos iguales dentro
del tubo 101 de leva.
Las juntas 100, 200, 300, 400, 500 universales
incluyen respectivamente un primer árbol 134, 234, 334, 434, y 534,
un segundo árbol 135, 235, 335, 435, y 535, medios 136, 236, 336,
436, y 536 de acoplamiento, para transmitir el par de torsión desde
el primer eje al segundo eje, y medios 100A, 200B, 300C, 400D, y
300C de centrado, que interconectan el primer árbol y el segundo
árbol para provocar que el segundo árbol se mueva con el mismo
ángulo respecto a los medios de acoplamiento como lo hace el primer
árbol, comprendiendo los medios de centrado una primera varilla
102, 202, 302, 402, y 302 de leva y una segunda varilla 103, 203,
303, 403, y 303 de leva acoplada de manera giratoria a la primera
varilla de leva. Cada varilla 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402,
403 de leva incluye una primera sección 168, 171, 239, 240, 343,
344, 441, 442 recta, y una segunda sección 169, 170, 241, 242, 345,
346, 443, 444 recta, presentando cada sección recta un eje
longitudinal, y formando los ejes longitudinales de las dos
secciones rectas un ángulo, y el ángulo de la primera varilla de
leva es igual al ángulo de la segunda varilla de leva. Ambas
varillas 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402, 403 de leva se soportan
de manera giratoria con ángulos iguales dentro del tubo 101, 201,
301, 401 de leva. Los tubos de leva incluyen diámetros 127, 128,
316, 317, 419, 420 interiores que soportan las varillas de leva con
ángulos iguales entre sí, y que son el mismo ángulo que los ángulos
de varillas de leva, de manera que cuando se giran las varillas de
leva acopladas dentro del tubo de leva, los ejes de las primeras
secciones rectas de las varillas de leva pueden alinearse entre sí o
pueden o pueden desalinearse entre sí hasta un ángulo igual a
cuatro veces el ángulo de la varilla de leva. La primera varilla
102, 202, 302, 402 de leva y la segunda varilla 103, 203, 303, 403
de leva se alinean longitudinalmente con ángulos iguales dentro del
tubo 101, 201, 301, 301 de leva.
La junta 200 universal es sustancialmente
similar a la junta 100 universal excepto en que el mecanismo 200B
de centrado presenta una única junta universal de pasador y cubo que
acopla la varilla 202 de leva a la varilla 203 de leva. La primera
varilla 202 de leva se acopla de manera giratoria a la segunda
varilla 203 de leva mediante una junta universal de pasador y cubo
que está soportada dentro del tubo 201 de leva. La junta universal
de pasador y cubo de la junta 200 es similar a la junta universal de
pasador y cubo de la junta 100 pero incluye un único cubo 207.
Incluso si no formara parte de una junta universal (tal como en
aplicaciones robóticas), el mecanismo 200B de centrado también
podría utilizarse para unir y soportar dos tubos o vigas, mientras
que permite el desalineamiento angular de los dos elementos. La
junta 200 universal no proporciona tanto desalineamiento angular
como lo hace la junta 100 universal.
La junta 300 universal incluye un mecanismo 300C
de centrado para soportar la junta universal y hacer que las dos
mitades de la junta operen con el mismo ángulo provocando así que la
junta 300 opere a velocidad constante en todos los ángulos. Cada
árbol 334, 335 de la junta 300 está conectado de manera giratoria al
mecanismo 300C de centrado. El movimiento de uno de los árboles
334, 335 con un ángulo respecto al eje longitudinal del elemento
336 de brida de conexión se transmite al otro árbol 335, 334
mediante el mecanismo 300C de centrado y el mecanismo 300C de
centrado provoca que el otro árbol 335, 334 se mueva asimismo con el
mismo ángulo respecto al eje longitudinal del elemento 336 de brida
de conexión. El mecanismo 300C de centrado incluye varillas 302,
303 de leva soportadas mediante varillas 304, 305 y 306 acodadas. La
rotación de la varilla 302 de leva a lo largo del eje de rotación
de varillas 304, 305 y 306 acodadas da como resultado una rotación
correspondiente a lo largo del eje de rotación inclinado de las
varillas 304, 305 y 306 acodadas. Las varillas 302 y 303 de leva se
combinan con las varillas 304, 305 y 306 acodadas para formar un
mecanismo similar a un "acoplamiento de pasador acodado". La
junta 300 universal puede montarse mediante el siguiente
procedimiento:
El conjunto 307 de cierre de cojinete se
presiona en la parte inferior del orifico 316 del tubo 301 de leva.
Este procedimiento se repite con el cojinete 308 en el orificio 317
del tubo 301 de leva. La varilla 302 de leva se inserta en el
cierre 308 de cojinete. Las varillas 304, 305 y 306 acodadas se
insertan en los orificios 318, 319 y 313 de la varilla 302 de leva.
La varilla 303 de leva se inserta en el cierre 308 de cojinete de
modo que las superficies 320 y 321 de empuje están en contacto. Esto
completa el montaje del mecanismo 300C de centrado.
Los cojinetes 309 y 310 se insertan en el
orificio 323 de la brida del árbol 334. Este proceso se repite con
los cojinetes 311 y 312 en el orificio 322 de la brida del árbol
335. El mecanismo 300C de centrado se instala en la junta 300 de la
misma manera que se instala el mecanismo 200B de centrado en la
junta 200. Puede utilizarse el mismo procedimiento de montaje de la
junta 200 para el montaje de la junta 300.
Los ángulos 301A y 302B de las varillas 304, 305
y 306 acodadas junto con los ángulos 303C y 304D de las varillas
302 y 303 de leva, de la figura 17, se combinan para crear los
ángulos 305E y 306F del mecanismo 300C de centrado. El ángulo 305E
y el ángulo 306F son siempre iguales cuando se gira la varilla 302
de leva alrededor de las varillas 304, 305 y 306 de leva provocando
una magnitud de rotación igual de la varilla 303 de leva. En otras
palabras si el ángulo 301A es igual al ángulo 302B de las varillas
304, 305 y 306 acodadas y el ángulo 303C es igual al ángulo 304D de
las varillas 302 y 303 de leva entonces, cuando se gira la varilla
302 de leva alrededor de las varillas 304, 305 y 305 acodadas,
girando así la varilla 303 de leva, entonces el ángulo 305E se
igualará al ángulo 306F. La suma de los ángulos 305E y 306F puede
variar entre 0º y un ángulo máximo que es igual a la suma de los
ángulos 301A, 302B, 303C y 304D (por ejemplo 90º).
La junta 300 universal incluye un primer árbol
334, un segundo árbol 335, medios 336 de acoplamiento para
transmitir el par de torsión del primer árbol al segundo árbol, y
medios 300C de centrado que interconectan el primer árbol 334 y el
segundo árbol 335 para provocar que el segundo árbol se mueva con el
mismo ángulo respecto a los medios de acoplamiento como lo hace el
primer árbol, comprendiendo los medios de centrado una primera
varilla 302 de leva y una segunda varilla 303 de leva alineada
longitudinalmente con y conectada de manera giratoria a la primera
varilla de leva mediante una pluralidad de varillas 304, 305, 306
acodadas. La primera varilla 302 de leva y la segunda varilla 303
de leva se conectan con ángulos iguales, y los ejes de rotación de
la primera varilla de leva, varillas acodadas y segunda varilla de
leva intersecan en los puntos de pivote de los árboles primero y
segundo y el plano bisector (mostrado esquemáticamente en la junta
100 universal en la figura 2) de la junta 300 universal que es
perpendicular a los ejes de rotación de los medios de acoplamiento.
El tubo 301 de leva soporta de manera giratoria la primera varilla
302 de leva y la segunda varilla 303 de leva, y la primera varilla
302 de leva, la segunda varilla 303 de leva, y el tubo 301 de leva
soportan de manera giratoria e interconectan el primer árbol 334 y
el segundo árbol 335 para provocar que el segundo árbol se mueva
con el mismo ángulo respecto a los medios de acoplamiento (elemento
336 de brida de conexión) como lo hace el primer árbol.
La junta 400 universal incluye un mecanismo 400D
de centrado para soportar la junta universal y hacer que las dos
mitades de la junta operen con el mismo ángulo provocando así que la
junta 400 opere a velocidad constante en todos los ángulos. Cada
árbol 434, 435 de la junta 400 está conectado de manera giratoria al
mecanismo 400D de centrado. El movimiento de uno de los árboles
434, 435 con un ángulo respecto al eje longitudinal del elemento
436 de brida de conexión se transmite al otro árbol 435, 434
mediante el mecanismo 400D de centrado y el mecanismo 400D de
centrado provoca que el otro árbol 435, 434 se mueva asimismo con el
mismo ángulo respecto al eje longitudinal del elemento 436 de brida
de conexión.
La junta 400 universal puede montarse mediante
el siguiente procedimiento:
El conjunto 407 de cierre de cojinete se
presiona en la parte inferior del orificio 419 del tubo 401 de leva.
Este procedimiento se repite con el cojinete 408 en el orificio 420
del tubo 401 de leva. La varilla 402 de leva se inserta en el
conjunto 407 de cierre de cojinete. Se coloca la bola 404 en la
cavidad 414 de la varilla 402 de leva. La varilla 403 de leva se
inserta en el cierre 408 de cojinete de modo que los dientes 415 y
416 de engranaje se engranan entre sí y así se captura la bola 404
en las cavidades 413 y 414. Esto completa el montaje del mecanismo
400D de centrado.
Los cojinetes 409 y 410 se insertan en el
orificio 421 de la brida del árbol 434. Este proceso se repite con
los cojinetes 411 y 412 en el orificio 422 de la brida del árbol
435. El mecanismo 400D de centrado se instala en la junta 400 de la
misma manera que se instala el mecanismo 300C de centrado en la
junta 300. Puede utilizare el mismo método de montaje de la junta
300 para el montaje de la junta 400.
Los ángulos 401A y 402B del tubo 401 de leva
junto con los ángulos 403C y 404D de las varillas 402 y 403 de
leva, de la figura 22, se combinan para crear los ángulos 405E y
406F del mecanismo 400D de centrado. El ángulo 405E y el ángulo
406F son siempre iguales cuando se gira la varilla 402 de leva
dentro del tubo 401 de leva provocando una magnitud de rotación
igual de la varilla 403 de leva dentro del tubo 401 de leva. En
otras palabras, si el ángulo 401A es igual al ángulo 402B del tubo
401 de leva y el ángulo 403C es igual al ángulo 404D de las
varillas 402 y 403 de leva, entonces cuando se gira la varilla 402
de leva con el tubo 4301 de leva girando así la varilla 403 de
leva, entonces el ángulo 405E igualará al 406F. Los ángulos 405E y
406F pueden variar entre 0º y un ángulo máximo que es igual a la
suma de los ángulos 401A, 402B, 403C y 404D (por ejemplo 90º).
El montaje de la junta 400 puede ser similar a
la técnica anterior.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Incluso si no formara parte de una junta
universal (tal como en aplicaciones robóticas), también podría
utilizarse el mecanismo 400D de centrado para unir y soportar dos
tubos o vigas, mientras que permite el desalineamiento angular de
los dos elementos.
La junta 500 universal difiere de las juntas
100, 200, 300 y 400 en la construcción de los anillos. Los anillos
(o conjuntos de anillos) 537 y 538 están compuestos cada uno de
cuatro cuadrantes idénticos que pueden encajarse entre sí por sus
extremos de una manera en la que bloquea o retiene mecánicamente los
cuadrantes de anillos juntos. Este procedimiento de construcción de
anillos y montaje de junta puede ser ventajoso respecto a otros
procedimientos por las siguientes razones.
1. Las superficies de cojinetes pueden
mecanizarse o formarse solidarias con el cuadrante de anillo,
eliminando la necesitad de una tapa de cojinete.
2. Los pasadores de muñón pueden formarse
solidarios con los elementos de brida, eliminando la necesidad de
pasadores de muñón separados.
3. La utilización de cuadrantes de anillo
proporciona una junta más compacta y más resistente.
4. Los cuadrantes de anillo podrían hacerse de
plásticos y metales que pueden moldearse, moldearse por colada o
conformarse, reduciendo o eliminando las operaciones de
mecanizado.
5. Los cuadrantes de anillo pueden fijarse entre
sí mediante ajuste con apriete o adhesivos o soldadura.
La junta 500 universal incluye un primer anillo
537 hecho de una pluralidad de segmentos 501, 502, 503, 504 de
anillo que se encajan entre sí por sus extremos de una manera para
retener mecánicamente los segmentos de anillo entre sí y un segundo
anillo 538 hecho de una pluralidad de segmentos 505, 506, 507, 508
de anillo que se encajan entre sí por sus extremos de una manera
para retener mecánicamente los segmentos de anillo entre sí, una
primera brida y una segunda brida dispuestas dentro de los anillos
primero y segundo, respectivamente; y un primer árbol 534 y un
segundo árbol 535. Los primeros medios de pasador (que incluye los
pasadores 511, 512) interconectan de manera pivotante la primera
brida y el primer anillo 537. Los segundos medios de pasador (que
incluye los pasadores 509 y 510) interconectan de manera pivotante
el primer eje 524 y el primer anillo 537. Los terceros medios de
pasador interconectan de manera pivotante la segunda brida y el
segundo anillo 538. Los cuartos medios de pasador interconectan de
manera pivotante el segundo árbol y el segundo anillo. Unos medios
de acoplamiento interconectan la primera brida y la segunda brida.
Los medios de acoplamiento, primera brida, y segunda brida forman el
elemento 536 de brida de acoplamiento. Una pluralidad de medios de
cojinete alojan los medios de pasador. Los segmentos 501 a 508 de
anillo son cuadrantes que son sustancialmente idénticos entre sí.
Los medios de centrado (mecanismo 300C de centrado) interconectan
el primer árbol 534 y el segundo árbol 535. El mecanismo 300C de
centrado incluye la primera varilla 302 de leva y la segunda
varilla 303 de leva acoplada de manera giratoria a la primera
varilla 302 de leva. La segunda varilla 303 de leva está
longitudinalmente alineada con y conectada de manera giratoria a la
primera varilla 302 de leva mediante una pluralidad de varillas
304, 305, 306 acodadas.
La junta 500 universal puede montarse mediante
el siguiente procedimiento.
La junta 500 universal puede utilizar mecanismos
de 100A, 200B, 300C, ó 400D de centrado para soporte interno. La
figura 26 muestra la junta 500 universal con el mecanismo 300C de
centrado. El mecanismo 300C de centrado se instala en la junta 500
universal de la misma manera que se describe en el montaje de la
junta 300 universal anterior. La junta 500 universal puede montarse
de la misma manera que las juntas 100, 200, 300 y 400 universales
si los cuadrantes 501, 502, 503 y 504 de anillo están fijados entre
sí para formar un anillo, así como los cuadrantes 505, 506, 507 y
508 de anillo están fijados entre sí para formar un segundo
anillo.
Si los pasadores 509 y 510 de muñón fueran
solidarios al árbol 534 y los pasadores 511, 521, 519 y 529 de
muñón fueran solidarios al elemento 536 de brida de acoplamiento y
los pasadores 517 y 518 de muñón fueran solidarios al árbol 535,
entonces la junta 500 se montaría mediante el siguiente
procedimiento: el cuadrante 502 de anillo se instala sobre el
pasador 509 de muñón y el cuadrante 504 de anillo se instala sobre
el pasador 510 de muñón. Este proceso se repite con los cuadrantes
501, 503, 505, 506, 507 y 508 de anillo instalados sobre los
pasadores 511, 512, 519, 520, 517 y 518 de muñón. El mecanismo 300C
de centrado se coloca dentro de la brida 536 de acoplamiento. El
árbol 534 con los cuadrantes 502 y 504 de anillo se fija al elemento
536 de brida de acoplamiento con los cuadrantes 501 y 503 de anillo
presionando los extremos de los cuadrantes 502 y 504 de anillo
sobre los extremos de los cuadrantes 501 y 503 de anillo como se
muestra en la figura 27. Este proceso se repite con el elemento 536
de brida de conexión y los pasadores 519, 520 de muñón y los
cuadrantes 506 y 508 de anillo junto con el árbol 535 y los
pasadores 517 y 518 de muñón y los cuadrantes 505 y 507 de
anillo.
La junta 500 universal incluye un mecanismo 300C
de centrado para soportar la junta universal y hacer que las dos
mitades de la junta operen con el mismo ángulo, provocando así que
la junta 500 opere a velocidad constante en todos los ángulos. Cada
árbol 534, 535 de la junta 500 está conectado de manera giratoria al
mecanismo 300C de centrado. El movimiento de uno de los árboles
534, 435 con un ángulo respecto al eje longitudinal del elemento
536 de brida de conexión se transmite al otro árbol 535, 534
mediante el mecanismo 300C de centrado y el mecanismo 300C de
centrado provoca que el otro árbol 535, 534 se mueva asimismo con el
mismo ángulo respecto al eje longitudinal del elemento 536 de brida
de conexión.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Cómo funciona el mecanismo de centrado de
varilla de leva:
Las cinemáticas de las juntas 100, 200, 300,
400, y 500 son sustancialmente idénticas a las de una junta
universal de doble cardán, una descripción de la misma puede
encontrarse en "Universal Joint and Drive Shaft Design
Manual", AE-7, publicado por la Society of
Automotive Engineers, Inc. Como la junta de doble cardán, las
juntas 100, 200, 300, 400 y 500 requieren el uso de un mecanismo
100A, 200B, 300C, 400D de centrado o soporte interno, de modo que
las juntas 100, 200, 300, 400 y 500 sean autoportantes y
autoalineantes. A diferencia de la junta de doble cardán, las
juntas 100, 200, 300, 400 y 500 transmiten salida de verdadera
velocidad constante con todos los ángulos de junta de
funcionamiento. El uso de soporte interno no es necesario cuando se
suministran cojinetes de soporte de extremo para los árboles de
entrada/salida (árboles 134, 135) tal como en un sistema de
transmisión de vástago marino. Sin embargo, cuando sólo se prevé un
soporte de extremo tal como en transmisiones de automóviles, ejes
de transmisión, y aplicaciones de dirección, el uso de un soporte
interno o de un mecanismo de centrado es necesario.
Los dispositivos de centrado de la junta 100,
200, 300, 400 y 500 son ventajosos respecto a otros mecanismos de
centrado de las siguientes maneras: los dispositivos de centrado de
juntas universales de doble cardán permiten a la junta operar a una
velocidad constante con sólo un máximo de dos ángulos de junta, 0º y
algún otro ángulo de funcionamiento de diseño. Debido a que la bola
y cavidad de la junta de doble cardán se desvía del plano de ángulo
bisector de las dos mitades de la junta se produce un error o
desigualdad entre las dos mitades de la junta provocando que la
junta opere próxima pero no a verdadera velocidad constante excepto
en 0º y algún otro ángulo. Los efectos de la función y la ubicación
del dispositivo de centrado de doble cardán pueden verse en la
página 112 de Universal Joint And Drive Shaft Design Manual,
de SAE. De manera adicional, se necesitan mecanismos de centrado de
juntas universales de doble cardán para moverse lateralmente con
respecto al eje central de la brida de conexión lo que requiere que
la brida de conexión sea más grande. Los mecanismos de centrado de
juntas 100, 200, 300, 400 y 500 permiten a las juntas operar a
verdadera velocidad constante con todos los ángulos de junta desde
0 hasta la capacidad de desalineamiento máxima de junta. El
funcionamiento a verdadera velocidad constante se logra como
resultado de mantener, por ejemplo, el ángulo 105E igual al ángulo
106F con todos los ángulos de junta de funcionamiento.
Al igual que la brida de conexión de la junta de
doble cardán las bridas de conexión de junta 100, 200, 300, 400 y
500 no giran a una velocidad uniforme cuando la junta está operando
con un ángulo. Este movimiento no uniforme puede crear ruido
inaceptable, vibración, y aspereza (NVH) en el grupo de engranajes
conductores. Por tanto es deseable que el elemento de brida de
conexión tenga un momento de inercia de masa bajo. Los mecanismos
100A, 200B, 300C, 400D de centrado de junta 100, 200, 300, 400 y 500
permiten el diseño de una junta universal de velocidad constante
que puede presentar un elemento de brida de acoplamiento con un
momento de inercia de masa bajo sin renunciar a un alto
desalineamiento de junta.
Los dispositivos 100A, 200B, 300C, 400D de
centrado son ventajosos respecto a otros mecanismos de centrado de
junta universal ya que pueden proporcionar soporte con altos ángulos
de junta sin movimiento lateral del mecanismo de centrado dentro
del elemento de brida de acoplamiento. Eliminar el movimiento
lateral de un mecanismo de centrado permite a los diseñadores
concentrar la masa de los elementos de brida de acoplamiento más
próximos al centro de rotación de la junta reduciendo de ese modo
la excitación (vibración) de inercia provocada por las
características de movimiento no uniforme de este componente. Las
limitaciones en ángulo de funcionamiento alto se producen como
resultado de la necesidad de desplazamiento lateral grande de los
mecanismos de soporte de juntas de doble cardán que da como
resultado un aumento del tamaño de paquete, limitaciones de ángulo
de funcionamiento y perturbaciones de la transmisión.
Las características novedosas de la presente
invención incluyen: no hay movimiento lateral del mecanismo de
centrado con respecto al elemento de brida de conexión; no hay
desplazamiento axial del mecanismo de centrado con respecto a los
árboles de entrada/salida; y cada barra de leva, en las tres
versiones, presenta dos ejes en el mismo plano, que crean la leva,
la intersección de los dos ejes de barra de leva se produce más
preferiblemente en el centro de pivote de la junta y en el plano de
ángulo bisector de la junta para funcionamiento apropiado.
La siguiente es una lista de piezas y materiales
ejemplares adecuados para su uso en la presente invención:
- 101
- tubo de leva (preferiblemente hecho de aluminio 6061-T6)
- 102
- varilla de leva (acero 8620 de dureza 60 HRC)
- 103
- varilla de leva (acero 8620 de dureza 60 HRC)
- 104
- brida de conexión de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 105
- cubo de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 106
- cubo de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 107
- pasador de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 108
- pasador de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 109
- pasador de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 110
- pasador de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS20271 B16)
- 111
- pasador de retención (pasador de resorte de fijación, número de pieza 28092)
- 112
- pasador de retención (pasador de resorte de fijación, número de pieza 28092)
- 113
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B2020)
- 114
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B2020)
- 115
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT2017)
- 116
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT2017)
- 117
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT2017)
- 118
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT2017)
- 119
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B2020)
- 120
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B2020)
- 121
- arandela de cojinete de empuje (Garlock bearing Co. número de pieza G12 DU)
- 122
- arandela de cojinete de empuje (Garlock bearing Co. número de pieza G12 DU)
- 123
- junta tórica/resorte de empuje (Apple Rubber Co. número de pieza AS686691-118, 122, 125)
- 124
- junta tórica/resorte de empuje (Apple Rubber Co. número de pieza AS686691-118, 122, 125)
- 125
- orificio en varilla 102 de leva
- 126
- orificio en varilla 103 de leva
- 127
- primer orificio inclinado en tubo 101 de leva
- 128
- segundo orificio inclinado en 101 de leva
- 129
- ventana en tubo 101 de leva
- 130
- primer orificio de acceso de pasador en tubo 101 de leva
- 131
- segundo orificio de acceso de pasador en tubo 101 de leva
- 132
- separador de cojinete
- 133
- separador de cojinete
- 134
- árbol de entrada/salida
- 135
- árbol de entrada/salida
- 136
- elemento de brida de acoplamiento
- 137
- cubierta de tubo 101 de leva
- 156
- anillo
- 157
- anillo
- 158
- banda
- 159
- banda
- 160
- conjunto de cojinete de agujas
- 161
- conjunto de cojinete de agujas
- 162
- conjunto de cojinete de agujas
- 163
- conjunto de cojinete de agujas
- 164
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 165
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 166
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 167
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 201
- tubo de leva (Aluminio 6061-T6 o acero)
- 202
- varilla de leva (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 203
- varilla de leva (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 204
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DB76557N)
- 205
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B1010)
- 206
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DD-76433)
- 207
- cubo de mecanismo de centrado (Apex-Cooper Power Tools, número de pieza MS-20271-B8)
- 208
- cubierta para tubo 201 de leva
- 209
- cojinete de empuje (INA Bearing Co, número de pieza AXK-0414TN)
- 210
- arandela de empuje (INA Bearing Co, número de pieza AS 0414)
- 211
- cierre de tapón
- 212
- anillo interno a presión
- 213
- separador de cojinete
- 214
- cierre de junta tórica
- 215
- cierre de junta tórica
- 216
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DB-76557N)
- 217
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DB-76557N)
- 218
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DB-76557N)
- 219
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 220
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DD-76433)
- 221
- separador de cojinete
- 222
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 224
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DD-764.33)
- 225
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DB-76433)
- 226
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 227
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B-1010)
- 228
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza B-1010)
- 230
- anillo
- 231
- anillo
- 232
- banda
- 233
- banda
- 234
- árbol de entrada/salida (acero aleado)
- 235
- árbol de entrada/salida (acero aleado)
- 236
- elemento de brida de acoplamiento (acero aleado)
- 237
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza DD-76433)
- 238
- pasador de munón (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 301
- tubo de leva (aluminio o acero aleado)
- 302
- varilla de leva (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 303
- varilla de leva (acero aleado E9310, 60 HRC)
- 304
- varilla acodada (acero aleado E4340, 50 HRC)
- 305
- varilla acodada (acero aleado E4340, 50 HRC)
- 306
- varilla acodada (acero aleado E4340, 50 HRC)
- 307
- cierre de cojinete (Garlock 18DP06)
- 308
- cierre de cojinete (Garlock 18DP06)
- 309
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 310
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 311
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 312
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 324
- tapa de cojinete
- 325
- tapa de cojinete
- 326
- tapa de cojinete
- 327
- tapa de cojinete
- 328
- pasador de munón
- 329
- pasador de munón
- 330
- pasador de munón
- 331
- pasador de munón
- 334
- árbol de entrada/salida
- 335
- árbol de entrada/salida
- 336
- elemento de brida de conexión
- 339
- anillo
- 340
- anillo
- 341
- cierre de junta tórica
- 342
- cierre de junta tórica
- 401
- tubo de leva
- 402
- varilla de leva
- 403
- varilla de leva
- 404
- bola (acero de cojinetes, 60 HRC)
- 407
- cierre de cojinete
- 408
- cierre de cojinete
- 409
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 410
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 411
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 412
- conjunto de cojinete de agujas (Torrington Bearing Co. número de pieza JT-1813)
- 423
- cierre de junta tórica
- 424
- cierre de junta tórica
- 425
- conjunto de cojinete de agujas
- 426
- anillo de retención de cojinete
- 427
- pasador de munón
- 428
- anillo
- 434
- árbol de entrada/salida
- 435
- árbol de entrada/salida
- 436
- brida de acoplamiento
- 437
- resorte
- 438
- cojinete de empuje
- 439
- resorte
- 440
- cojinete de empuje
- 501
- cuadrante de anillo
- 502
- cuadrante de anillo
- 503
- cuadrante de anillo
- 504
- cuadrante de anillo
- 505
- cuadrante de anillo
- 506
- cuadrante de anillo
- 507
- cuadrante de anillo
- 508
- cuadrante de anillo
- 509
- pasador de munón
- 510
- pasador de munón
- 511
- pasador de munón
- 512
- pasador de munón
- 513
- cierre de cojinete
- 514
- cierre de cojinete
- 515
- cierre de cojinete
- 516
- cierre de cojinete
- 517
- pasador de munón
- 518
- pasador de munón
- 519
- pasador de munón
- 520
- pasador de munón
- 534
- árbol de entrada/salida
- 535
- árbol de entrada/salida
- 536
- elemento de brida de conexión
- 537
- conjunto de anillo
- 538
- conjunto de anillo
Todas las mediciones dadas a conocer en el
presente documento son a temperatura y presión estándar, en el
nivel del mar sobre la Tierra, a menos que se indique lo contrario.
Todos los materiales utilizados o que se pretende utilizar en un
ser humano son biocompatibles, a menos que se indique lo
contrario.
Claims (14)
1. Una junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
que comprende:
(a) árboles (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434,
435; 534, 535) primero y segundo;
(b) medios (136, 236, 336, 436, 536) de
acoplamiento para transmitir el par de torsión del primer árbol
(134, 234, 334, 434, 534) al segundo árbol (135, 235, 335, 435,
535);
(c) medios (100A, 200B, 300C, 400D) de centrado
que interconectan el primer árbol (134, 234, 334, 434, 534) y el
segundo árbol (135, 235, 335, 435, 535) para provocar que el segundo
árbol (135, 235, 335, 435, 535) se mueva con el mismo ángulo
respecto a los medios (136, 236, 336, 436, 536) de acoplamiento como
lo hace el primer árbol (134, 234, 334, 434, 534), en la que
dichos medios de centrado comprenden una primera
varilla (102, 202, 302, 402) de leva y una segunda varilla (103,
203, 303, 403) de leva, estando un extremo (168, 171; 239, 240; 343,
344; 441, 442) de cada una articulado para rotación en dichos
árboles primero y segundo respectivamente y el otro extremo (169,
170; 241, 242; 345, 346; 443, 444) de cada una articulada para
rotación en un tubo (101, 201, 301, 401) de leva,
caracterizado porque
los ejes (175, 177) de rotación de las varillas
de leva en los árboles están inclinados con ángulos (103C, 104D;
203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D) de varillas de leva primera y
segunda con los ejes (176, 178) respectivos de rotación de las
varillas de leva en el tubo de leva; porque
dichas varillas de leva primera y segunda giran
conjuntamente en el tubo de leva; y porque
dichos ángulos de varillas de leva primera y
segunda son el mismo.
2. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según la reivindicación 1, en la que el tubo (101, 201, 301, 401)
de leva incluye diámetros (127, 128; 316, 317; 419, 420) interiores
que soportan las varillas (102, 103; 202, 203; 302, 303; 402, 403)
de leva con ángulos (101A, 102B; 203A, 204B; 303A, 304B; 403A, 404B)
iguales entre sí, y que son los mismos que los ángulos (103C, 104D;
203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D) de varilla de leva, de modo que
cuando las varillas de leva acopladas giran dentro del tubo de leva,
los ejes (175, 177) de los extremos (168, 171; 239, 240; 343, 344;
441, 442) de las varillas de leva en dichos árboles pueden
alinearse ellos mismos entre sí o pueden desalinearse entre sí hasta
un ángulo igual a cuatro veces el ángulo (103C, 104D; 203C, 204D;
303C, 304D; 403C, 404D) de varilla de leva.
3. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según la reivindicación 1 ó 2, en la que el tubo (101, 201, 301,
401) de leva soporta de manera giratoria la primera varilla (102,
202, 302, 402) de leva y la segunda varilla (103, 203, 303, 403) de
leva, y por la que la primera varilla (102, 202, 302, 402) de leva,
la segunda varilla (103, 203, 303, 403) de leva, y el tubo (101,
201, 301, 401) de leva soportan e interconectan de manera giratoria
el primer árbol (134, 234, 334, 434, 534) y el segundo árbol (135,
235, 335, 435, 535) para provocar que el segundo árbol (135, 235,
335, 435, 535) se mueva con el mismo ángulo respecto a los medios de
acoplamiento como lo hace el primer árbol (134, 234, 334, 434,
534).
4. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que
comprende:
(a) anillos primero (156, 230, 340, 428, 537) y
segundo (157, 231, 339, 429, 538);
(b) bridas (136, 236, 336, 436, 536) primera y
segunda dispuestas dentro de los anillos primero y segundo,
respectivamente;
(c) dichos árboles (134, 135; 234, 235; 334,
335; 434, 435; 534; 535) primero y segundo;
(d) primeros medios (164, 166; 219, 222; 511;
512) de pasador que interconectan de manera pivotante la primera
brida y el primer anillo;
(e) segundos medios (165, 167; 226, 238; 427;
509; 510) de pasador que interconectan de manera pivotante el
primer árbol y el primer anillo;
(f) terceros medios (329, 331) de pasador que
interconectan de manera pivotante la segunda brida y el segundo
anillo;
(g) cuartos medios (328, 330) de pasador que
interconectan el segundo árbol y el segundo anillo;
(h) medios (136) de acoplamiento que
interconectan la primera brida y la segunda brida; y
(i) una pluralidad de medios (160 a 163; 220,
224, 225, 237; 324 a 327; 425) de cojinete que alojan los medios de
pasador.
5. La junta (500) universal según la
reivindicación 4, en la que cada anillo (537, 538) comprende una
pluralidad de segmentos (501 a 504, 505 a 508) de anillo que se
encajan entre sí por sus extremos de una manera para retener
mecánicamente los segmentos de anillo entre sí.
6. La junta (500) universal según la
reivindicación 5, en la que los segmentos (501 a 504, 505a 508) de
anillo son cuadrantes.
7. La junta (100) universal según la
reivindicación 6, en la que los cuadrantes son sustancialmente
idénticos entre sí.
8. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en la que hay
medios de cojinete en cada anillo, alojando los medios (160 a 163;
220, 224, 225, 237; 425) de cojinete en el primer anillo (156, 230,
340, 428, 537 los medios (164 a 167; 219, 222, 226, 238; 427; 509 a
512) de pasador primeros y segundos, y alojando los medios (324 a
327) de cojinete en el segundo anillo (157, 231, 339, 429, 538) los
medios (328 a 331) de pasador terceros y cuartos.
9. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en la que los
medios (164 a 167; 219, 222, 226, 238; 427; 509 a 512) de pasador
primeros y segundos presentan centros (172) de pivote y los medios
(328 a 331) de pasador terceros y cuartos presentan centros (174) de
pivote, la primera varilla (102, 202, 302, 402) de leva presenta
sus ejes (175, 176) de rotación y la segunda varilla (103, 203,
303, 403) de leva presenta sus ejes (177, 178) de rotación, y los
ejes (175, 176) de rotación de la primera varilla de leva
intersecan con los centros (172) de pivote de los medios de pasador
primeros y segundos y los ejes (177, 178) de rotación de la segunda
varilla de leva intersecan con los centros (174) de pivote de los
medios de pasador terceros y cuartos.
10. La junta (100, 200, 300, 400, 500) universal
según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en la que ambas
varillas de leva están soportadas de manera pivotante con ángulos
(101A, 102B; 203A, 204B; 303A, 304B; 403A, 404B) iguales dentro del
tubo (101, 201, 301, 401) de leva.
11. La junta (300, 500) universal según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda
varilla (303) de leva está alineada longitudinalmente con y
conectada de manera giratoria a la primera varilla (302) de leva
mediante una pluralidad de varillas (304 a 306) acodadas.
12. La junta (300, 500) universal según la
reivindicación 11, en la que la primera varilla (302) de leva y la
segunda varilla (303) de leva están conectadas con ángulos (301A,
302B) iguales, los medios (336) de acoplamiento presentan un eje de
rotación, hay un plano (173) bisector de la junta universal que es
perpendicular al eje de rotación de los medios de acoplamiento, y
los respectivos ejes de rotación de la primera varilla de leva,
varillas acodadas y segunda varilla de leva intersecan en los puntos
(172, 174) de pivote de los árboles (34, 35) primero y segundo y el
plano (173) bisector.
13. La junta (100, 200) universal según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la primera
varilla (102, 202) de leva está acoplada de manera giratoria a la
segunda varilla (103, 203) de leva mediante una junta universal de
pasador (107 a 110) y cubo (105, 106; 207) que está soportada dentro
del tubo (101; 201) de leva.
14. La junta (100) universal según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que:
la primera varilla (102, 202, 302, 402) de leva
incluye una primera sección (168; 239; 343; 441) que presenta un
primer eje (175) de rotación y una segunda sección (169; 241; 345;
443) que presenta un segundo eje (176) de rotación;
la segunda varilla (103, 203, 303, 403) de leva
incluye una primera sección (171; 240; 344; 442) que presenta un
primer eje (177) de rotación y una segunda sección (170; 242; 346;
444) que presenta un segundo eje (178) de rotación;
los medios (164 a 167; 219, 222, 226, 238; 427;
509 a 512) de pasador primeros y segundos presentan centros (172)
de pivote y los medios (328 a 331) de pasador terceros y cuartos
presentan centros (174) de pivote;
los ejes (175, 176) de rotación de la primera
varilla de leva se intersecan entre sí en los centros (172) de
pivote de los medios de pasador primeros y segundos y los ejes (177,
178) de rotación de la segunda varilla de leva se intersecan entre
sí en los centros (174) de pivote de los medios de pasador terceros
y cuartos;
los medios (136, 236, 336, 436, 536) de
acoplamiento presentan un eje longitudinal;
el eje longitudinal de los medios de
acoplamiento interseca con los ejes (175, 176) de rotación de la
primera varilla de leva donde se intersecan entre sí; y el eje
longitudinal de los medios de acoplamiento intersecan con los ejes
(177, 178) de rotación de la segunda varilla de leva donde se
intersecan entre sí.
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