ES2959999T3 - Articulación giratoria de velocidad constante - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una junta homocinética (10) para transmisión de par, en la que un primer tipo de pares de pistas de bolas (20a; 40a) está diseñado de tal forma que los centros de curvatura de las líneas centrales (MN) de la Las pistas de bolas se encuentran en el plano central de la articulación (EM) cuando la articulación (10) está en línea recta. Un segundo tipo de pares de pistas de pistas de bolas (20b; 40b) está diseñado de tal manera que sus líneas centrales (MS) tienen al menos dos porciones (MSi; MSa). Cada línea central (MS) de las pistas de bolas exteriores (20b) del segundo tipo de pares de pistas tiene al menos una parte interior (MSi) y una parte exterior (MSa), estando situada la parte interior (MSi) en el lado de conexión (61) de la parte exterior de la junta (11), mientras que la parte exterior (MSa) se encuentra en el lado de abertura (60) de la parte exterior de la junta (11), y la parte interior (MSi) está curvada. El centro de curvatura (OT) de esta porción interior (MSi) se encuentra dentro del volumen hueco de la parte exterior de la junta (11) en un desplazamiento del plano central de la junta (EM) hacia el lado de apertura (60) cuando la junta (10)) está en línea recta, mientras que la línea central (MS) se ensancha a través de la porción exterior (MSa) hacia el lado de apertura (60). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Articulación giratoria de velocidad constante
La invención se refiere a una articulación giratoria de velocidad constante para la transmisión de momento de giro de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Una articulación giratoria de velocidad constante es un acoplamiento mecánico, el cual conecta dos árboles entre sí, siendo la velocidad de giro de un árbol de salida independiente del ángulo de flexión de la articulación igual a la velocidad de giro de un árbol de entrada. Una articulación giratoria de velocidad constante presenta a este respecto una parte exterior de articulación con varias trayectorias de esfera exteriores, una parte interior de articulación con varias trayectorias de esfera interiores y esferas de transmisión de momento de giro, las cuales están guiadas respectivamente por pares de trayectorias de trayectorias de esfera exteriores y trayectorias de esferas interiores. Está prevista, además, una jaula, la cual aloja las esferas en ventanas de jaula y, en caso de articulación giratoria de velocidad constante extendida, las mantiene en un plano central de articulación común. En caso de acodamiento de la articulación, la jaula mantiene las esferas en el plano homocinético (bisectriz). Una superficie exterior esférica de la jaula se encuentra a este respecto en contacto con holgura con una superficie interior esférica de la parte exterior de articulación, mientras que una superficie interior esférica de la jaula está en contacto con holgura con una superficie exterior esférica de la parte interior de articulación, para permitir de este modo un pivotamiento libre de la jaula entre las dos partes de articulación.
El documento US 2011/212789 A1 divulga una articulación giratoria de velocidad constante para la transmisión de momento de giro, presentando: una parte exterior de articulación (1) con varias trayectorias de esfera exteriores (11b, 12b), una parte interior de articulación (2) con varias trayectorias de esfera interiores (21b,22b), esferas transmisoras de momento de giro (3), las cuales están guiadas respectivamente por pares de trayectorias a partir de trayectorias de esfera exteriores (11b, 12b) y trayectorias de esfera interiores (21b,22b), y una jaula (4), la cual aloja las esferas (3) en ventanas de jaula distribuidas por el perímetro y, en caso de articulación giratoria de velocidad constante extendida, las mantiene en un plano central de articulación común.
A partir de esta situación, el objetivo de la invención ha sido poner a disposición una articulación giratoria de velocidad constante, en cuyo caso la proporción entre transmisión de momento de giro con respecto a volumen constructivo es lo más grande posible y que está mejorada en particular en lo que se refiere a suavidad de marcha y grado de eficiencia. En particular con grandes ángulos de articulación (más de 50°, por ejemplo, 54°) ha de poder transmitirse un momento de giro lo más grande posible.
De acuerdo con la invención este objetivo se resuelve mediante una articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la reivindicación independiente 1. Perfeccionamientos ventajosos de la articulación resultan de las reivindicaciones dependientes 2-12.
La articulación de velocidad constante de acuerdo con la invención presenta una, habitualmente en forma de olla, parte exterior de articulación, la cual tiene un primer eje longitudinal y, dispuestos axialmente opuestos entre sí, un primer lado de conexión y un lado de apertura y que presenta en su superficie perimetral interior trayectorias de esfera exteriores. El lado de conexión está configurado, por ejemplo, como espiga de árbol o para el alojamiento de una espiga de árbol. La articulación de velocidad constante presenta además una parte interior de articulación, la cual presenta un segundo eje longitudinal y por su superficie perimetral exterior trayectorias de esfera interiores. Habitualmente la parte interior de articulación está dispuesta en el volumen hueco configurado por la parte exterior de articulación. De acuerdo con la invención están previstas varias esferas para la transmisión de momento de giro entre parte exterior de articulación y parte interior de articulación. No de forma obligatoria, pero preferentemente, se trata de esferas con las mismas dimensiones, De acuerdo con la invención está prevista además una jaula de esferas dispuesta entre parte interior de articulación y parte exterior de articulación con varias ventanas de jaula distribuidas en una dirección perimetral, en las cuales se guían las esferas. Esta jaula está configurada en particular anularmente.
La parte interior de articulación y la parte exterior de articulación están dispuestas de tal modo que respectivamente una trayectoria de esfera exterior de la parte exterior de articulación y una trayectoria de esfera interior de la parte interior de articulación se encuentran opuestas configurando un par de trayectorias, habiendo alojada en cada par de trayectorias una de las esferas. El posible recorrido de los puntos centrales de las esferas en las trayectorias de esfera de un par de trayectorias está definido respectivamente como línea central de la correspondiente trayectoria de esfera. A este respecto, una esfera se desplaza en caso de articulación flexionada respectivamente a lo largo de una o de varias líneas de contacto exteriores en la trayectoria de esfera exterior y a lo largo de una o de varias líneas de contacto interiores en la trayectoria de esfera interior. Una línea de contacto de esfera, denominada en lo sucesivo de forma abreviada línea de contacto, puede extenderse a este respecto a lo largo de la correspondiente base de la trayectoria, pero también a lo largo de ambos flancos o de uno de los flancos. Por ejemplo, la sección transversal de las trayectorias de esfera puede ser gótica o elíptica, o corresponderse con un círculo parcial. El movimiento realizado por las esferas en las trayectorias de esfera se explica a continuación mediante las correspondientes líneas centrales, las cuales describen el movimiento de rodamiento del punto central de esfera de una esfera que rueda por la correspondiente trayectoria de esfera, teniendo validez de este modo, dejando de lado una holgura necesaria para las esferas, las declaraciones relativas a la respectiva línea central correspondientemente para la línea de contacto.
Existen de este modo una línea central exterior y una interior de un par de trayectorias, que finalmente reproducen el comportamiento de rodadura de las esferas determinado por la geometría de la trayectoria de esfera. Las líneas centrales de las trayectorias exteriores e interiores de un par de trayectorias están adaptadas de tal modo entre sí, que en caso de articulación extendida son esencialmente simétricas en espejo con respecto al plano central de articulación. Esto se cumple dejando de lado una holgura necesaria en la práctica entre las partes de articulación móviles. Ligeras desviaciones intencionadas de la simetría de espejo son, sin embargo, también posibles.
La articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la invención presenta diferentes tipos de pares de trayectorias de trayectorias de esfera, en cuyo caso estas líneas centrales tienen formas diferentes. De acuerdo con la invención está previsto que un primer tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera esté configurado de tal manera que puntos centrales de curvatura de las líneas centrales de las trayectorias de esfera se encuentran en caso de articulación extendida en el plano central de articulación. Se trata de este modo de al menos trayectorias de esfera de desarrollo concéntrico, que tienen por la totalidad de la zona de ángulo de flexión un alto ángulo de envoltura y de este modo provocan una alta transmisión de momento de giro.
Además, un segundo tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera está configurado de tal modo que sus líneas centrales presentan al menos dos secciones, las cuales tienen diferente forma. A este respecto, la correspondiente línea central de las trayectorias de esfera exteriores del segundo tipo de pares de trayectorias presenta al menos una sección interior y una sección exterior, encontrándose la sección interior en el lado de conexión de la parte exterior de articulación, mientras que la sección exterior se encuentra en el lado de apertura de la parte exterior de articulación. La sección interior está curvada y el punto central de curvatura de esta sección interior se encuentra, en caso de articulación extendida, desplazado dentro del volumen hueco de la parte exterior de articulación en dirección hacia el plano central de articulación, mientras que la línea central se ensancha por la sección exterior hacia el lado de apertura.
Para un ensanchamiento de la línea central hacia el lado de apertura, la sección exterior puede estar configurada de diferentes maneras. En una forma de realización de la invención se ensancha la línea central, por ejemplo, linealmente por la sección exterior. En otra forma de realización de la invención está previsto que las al menos dos secciones de la línea central estén curvadas en direcciones opuestas. El punto central de curvatura de la sección exterior se encuentra en particular fuera del volumen hueco de la parte exterior de articulación. Preferentemente se encuentra a este respecto también desplazado con respecto al plano central de articulación, y concretamente en particular desplazado hacia el lado de apertura. De este modo se forma en el segundo tipo de pares de trayectorias un desarrollo en forma de S de las trayectorias de esfera.
El ángulo de apertura del segundo tipo de pares de trayectorias se abre hacia el lado de apertura de la parte exterior de articulación. El ángulo de apertura está definido a este respecto como ángulo entre tangentes con una esfera en sus puntos de contacto con las trayectorias de esfera. Las trayectorias de esfera del segundo tipo de pares de trayectorias están equipadas de este modo de manera que las esferas en caso de un acodamiento de la articulación se dirigen a través de la forma de sus trayectorias de esfera hacia el plano de simetría. Para ello, el punto central de curvatura de al menos una sección de las trayectorias de esfera, no se encuentra en el plano de simetría de la articulación, sino desplazado con respecto a este. Las esferas dirigidas de este modo son ventajosas, para de este modo asegurar con ángulos de flexión pequeños un suficiente control de las esferas en la articulación. Durante el accionamiento con grandes ángulos de flexión, en particular de más de 50°, esto bien es cierto que conduce a que el ángulo de envoltura sea en la zona exterior de las trayectorias de esfera únicamente pequeño. Junto con este tipo de esferas con función de control se utilizan de acuerdo con la invención también, sin embargo, las esferas descritas en trayectorias de esfera de extensión al menos parcialmente concéntrica. Estas esferas, por así decirlo, neutrales, no solicitan la jaula axialmente y tienen por la totalidad de la zona de ángulo de flexión un gran ángulo de envoltura. Mediante la combinación de ambos tipos de trayectorias de esfera pueden aprovecharse las ventajas de ambas trayectorias de esfera. Debido a este tipo de pares de trayectorias neutrales, la falta de envoltura y la resistencia mecánica reducida del par de trayectorias de control del segundo tipo pueden compensarse en el estado flexionado de la articulación.
Al mismo tiempo, el ensanchamiento previsto de acuerdo con la invención, en particular en forma de S, permite al segundo tipo de trayectorias de esfera una mayor flexión de articulación que en el caso de trayectorias de esfera, las cuales presentan únicamente una única sección de curvatura, cuyo punto central se encuentra desplazado con respecto al plano central de articulación. Las esferas que durante la flexión de la articulación se mueven hacia la apertura de articulación pueden guiarse por una zona de flexión mayor aún en las trayectorias de esfera y contribuir a la transmisión de momento de giro.
Observado en general, de este modo puede maximizarse en caso de una articulación giratoria de velocidad constante con gran ángulo de flexión la proporción entre capacidad de transmisión de momento de giro y espacio constructivo. Debido a la neutralidad de fuerza axial de las esferas en este tipo de pares de trayectorias (esferas neutrales) se reducen las pérdidas por fricción entre los componentes. Estas esferas están sometidas a un movimiento rodante. El control de la jaula (de este modo también del plano homocinético de las esferas) en caso de pequeños ángulos de flexión se produce a través de las esferas en el segundo tipo de pares de trayectorias (esferas controladas). Al aumentar el ángulo de flexión, también las esferas neutrales favorecen debido al ladeo de sus trayectorias de esfera parcialmente el control a través de acodamiento. Una liberación temprana de las esferas al extenderse con grandes ángulos de flexión puede tenerse en consideración debido al gran número de esferas que quedan enganchadas.
Los radios de curvatura de las líneas centrales de las diferentes trayectorias de esfera se seleccionan correspondientemente. En una forma de realización de la invención, en el caso de la línea central de una trayectoria de esfera exterior del segundo tipo de pares de trayectorias, la proporción de un radio de curvatura de la sección interior con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera se encuentra, por ejemplo, entre 1,5 y 2,5. Además, en el caso de una línea central de este tipo, la proporción de un radio de curvatura de la sección exterior con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera se encuentra, por ejemplo, entre 1,0 y 10.
En una segunda forma de realización de la invención, la proporción de un radio de curvatura de las líneas centrales del primer tipo de pares de trayectorias con respecto al diámetro Desfera con respecto a una correspondiente esfera se encuentra, por ejemplo, entre 1,5 y 2,5.
Preferentemente está prevista una misma cantidad de pares de trayectorias de ambos tipos y los pares de trayectorias se alternan por el perímetro. En particular la cantidad de las esferas es, por lo tanto, par, de modo que hay dispuestas de forma alterna esferas neutrales y controladas. Preferentemente la cantidad de esferas es de al menos ocho o exactamente ocho. De este modo pueden disponerse cuatro esferas controladas y cuatro esferas neutrales respectivamente con un ángulo de aproximadamente 90° entre sí. Al menos tres esferas controladas en una disposición de este tipo permiten un control fiable de la articulación. Existe por lo tanto también la posibilidad, de prever en total seis esferas, es decir, de forma alterna tres esferas neutrales en pares de trayectorias del primer tipo y tres esferas de control en pares de trayectorias del segundo tipo.
En una forma de realización de la invención las secciones curvadas de forma opuesta de las líneas centrales de las trayectorias de esfera del segundo tipo de pares de esferas presentan secciones adicionales, las cuales se unen a estas secciones curvadas. No ha de tratarse por lo tanto de una forma en S pura de las trayectorias de esfera, sino que la forma en S puede estar formada también por más de dos secciones con diferente curvatura. Estas secciones adicionales pueden tener forma lineal o curvada.
La orientación de las trayectorias de esfera con respecto al eje longitudinal correspondiente de una parte de articulación puede ser diferente. Es concebible una posición inclinada de las trayectorias de esfera con respecto al eje longitudinal, siendo, por ejemplo, la posición inclinada de las líneas centrales interiores opuesta a la de las líneas centrales exteriores, de modo que la articulación se calificaría como perteneciente a las articulaciones con ranura transversal. Preferentemente, las trayectorias de esfera están dispuestas respectivamente, sin embargo, en planos radiales. La articulación de acuerdo con la invención puede estar configurada además como articulación fija o articulación desplazable.
De acuerdo con una configuración de la invención está previsto que para el segundo tipo de los pares de trayectorias y para una correspondiente esfera, la cual se mueve a lo largo del recorrido de la correspondiente línea central exterior e interior, en caso de articulación flexionada al máximo, giratoria, el correspondiente ángulo de apertura a mantiene la correspondiente, principal dirección de su apertura. Expresado de otro modo: para el segundo tipo de los pares de trayectorias se abre el correspondiente ángulo de apertura para todas las posibles posiciones, pero básicamente para aquellas dependientes de la posición de flexión de la articulación del punto de corte de la línea central exterior e interior, que define las posibles posiciones de la esfera, en dirección hacia el lado de apertura de la parte exterior de articulación.
Está previsto, además, de acuerdo con otra configuración, que el radio de las trayectorias de esfera exteriores neutrales, se ensanche también hacia el lado de apertura. Las trayectorias de esfera neutrales no se forman entonces a través de un radio individual, dispuesto concéntricamente, sino que también estas trayectorias de esfera pueden presentar adicionalmente al menos una sección con otro radio de curvatura opuesto. Consecuentemente una forma de realización prevé que el primer tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera esté configurado de tal manera que la correspondiente línea central de las trayectorias de esfera exteriores de este primer tipo de pares de trayectorias presente al menos una sección interior y una sección exterior, encontrándose la sección interior en el lado de conexión de la parte exterior de articulación, mientras que la sección exterior se encuentra en el lado de apertura de la parte exterior de articulación. El punto central de curvatura de la sección interior se encuentra entonces en el plano central de articulación, mientras que el punto central de curvatura de la sección exterior se encuentra fuera de la parte exterior de articulación. La curvatura concéntrica puede ensancharse en otra forma de realización, sin embargo, también linealmente, o el punto central de curvatura de la sección que se ensancha se encuentra desplazado con respecto al plano central de articulación dentro del volumen hueco de la parte exterior de articulación.
Otras ventajas, particularidades y perfeccionamientos convenientes de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente representación de ejemplos de realización preferentes mediante los dibujos.
De las figuras, muestra:
Fig. 1 una vista frontal del lado de apertura de una forma de realización de la articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la invención en posición extendida;
Fig. 2 una vista en sección de la forma de realización de la Fig. 1 a lo largo de la línea de sección E-E;
Fig. 3 una representación esquemática de la forma de líneas centrales de dos tipos de pares de trayectorias en una articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la Fig. 2;
Fig. 4 una vista frontal del lado de apertura de la articulación giratoria de velocidad constante de la Fig. 1 en posición acodada;
Fig. 5 una vista en sección de la articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la Fig. 4 a lo largo de la línea de sección A-A;
Fig. 6 una vista en sección de la articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la Fig. 4 a lo largo de la línea de sección C-C.
En la Fig. 1 y la correspondiente sección longitudinal E-E a lo largo de los dos ejes longitudinales La, Li de la articulación de la Fig. 2 se muestra una forma de realización de la articulación giratoria de velocidad constante 10 de acuerdo con la invención. Esta presenta una parte exterior de articulación 11 en forma de olla y una parte interior de articulación 12. Entre la parte exterior de articulación 11 y la parte interior de articulación 12 hay dispuesta una cantidad de ocho esferas iguales en diámetro, de las cuales, por ejemplo, dos esferas están indicadas con las cifras de referencia 30 y 31. Estas esferas se guían, por una parte, por trayectorias de esfera exteriores 20a, 20b, y, por otra parte, por trayectorias de esfera interiores 40a, 40b, indicándose también únicamente las correspondientes trayectorias de esfera con cifras de referencia. Las trayectorias de esfera exteriores 20a, 20b están configuradas en una superficie perimetral interior de la parte exterior de articulación 11 y se extienden desde un lado de apertura 60 hasta un lado de conexión 61 de la parte exterior de articulación 11. La parte exterior de articulación 11 forma en su lado de conexión 61, por ejemplo, una espiga de árbol (no representado).
La parte interior de articulación 12 dispuesta en el volumen hueco configurado en la parte exterior de articulación 11 forma respectivamente trayectorias de esfera interiores 40a, 40b, las cuales están opuestas a las trayectorias de esfera exteriores 20a, 20b por pares alojando respectivamente una esfera 30, 31. La parte interior de articulación 12 forma, por ejemplo, un alojamiento de eje 13, que no se muestra, sin embargo, en las figuras 2, 5 y 6 por motivos de simplificación. La parte exterior de articulación 11 rota en caso de uso de acuerdo con lo previsto alrededor de un primer eje longitudinal La y la parte interior de articulación 12 rota correspondientemente alrededor de un segundo eje longitudinal Li. Todos los pares formados por disposición opuesta espacialmente, a partir una trayectoria de esfera exterior 20a, 20b y una trayectoria de esfera interior 40a, 40b pueden distribuirse debido a diferente forma de las trayectorias de esfera en particular en dirección axial en dos tipos de pares de trayectorias, los cuales se denominan en lo sucesivo como primer tipo de pares de trayectorias 20a, 40a y como segundo tipo de pares de trayectorias 20b, 40b. Las esferas dispuestas en los respectivos tipos de pares de trayectorias se denominan de forma diferente únicamente debido a esta pertenencia y no debido a una diferencia constructiva, denominándose con 30 la esfera perteneciente al primer tipo de pares de trayectorias 20a, 40a, con 31 la esfera perteneciente al segundo tipo de pares de trayectorias 20b, 40b.
En el caso de las esferas 30 se trata de esferas neutrales en pares de trayectorias, cuyas trayectorias de esfera tienen un punto central de curvatura, el cual en caso de articulación extendida se encuentra en el plano central de articulación EM. En el caso de las esferas 31 se trata de esferas controladas en pares de trayectorias, cuyas trayectorias de esfera consisten en al menos dos secciones, las cuales están curvadas en direcciones opuestas, encontrándose la sección interior de la trayectoria de esfera exterior 20b desplazada en dirección hacia el lado de apertura 60 con respecto al plano central de articulación EM. Una sección exterior se ensancha con un radio opuesto hacia el lado de apertura 60.
Los pares de trayectorias de un tipo no se diferencian y están distribuidos por tipo de forma uniforme en dirección perimetral, en este caso desplazados entre sí a razón de 90° en la superficie perimetral interior de la parte exterior de articulación 11 o de la superficie perimetral exterior de la parte interior de articulación 12. Los tipos de pares de trayectorias están dispuestos de forma alterna por el perímetro. Entre pares de trayectorias de diferente tipo se encuentra debido a ello un ángulo de 45°. La sección E-E se extiende de este modo a través de una esfera neutral 30 y una esfera controlada 31.
Las esferas 30, 31 se sujetan en una jaula de esferas 50 común, manteniéndose los puntos centrales de las esferas 30, 31 en un plano común, el llamado plano central de articulación EM, que en caso de articulación extendida es perpendicular con respecto al primer eje longitudinal La y al segundo eje longitudinal Li (véase la Fig. 2). En caso de articulación 10 flexionada, tal como se muestra en la figura 5, el plano central de articulación EM se corresponde con un plano de bisección entre el primer eje longitudinal La y el segundo eje longitudinal Li. Una superficie exterior esférica de la jaula 50 se encuentra a este respecto en contacto con holgura con una superficie interior esférica de la parte exterior de articulación 11, mientras que una superficie interior esférica de la jaula 50 está en contacto con holgura con una superficie exterior esférica de la parte interior de articulación 12, para permitir de este modo un pivotamiento libre de la jaula 50 entre las dos partes de articulación 11, 12.
La diferencia constructiva que representa esencialmente el tipo de pares de trayectoria ha de aclararse mediante la imagen en sección de la Fig. 2 y la representación esquemática de la Fig. 3, encontrándose la articulación respectivamente en la posición extendida, en la que el primer eje longitudinal La y el segundo eje longitudinal Li se hacen coincidir. Debido a motivos de simplificación, pero sin limitar la invención a ello, se ha supuesto en este caso que las esferas 30, 31 ruedan respectivamente sobre una línea base de la respectiva trayectoria de esfera y correspondiéndose de este modo en las figuras el desarrollo de las líneas centrales MN, MS determinadas por el punto central de esfera, de las trayectorias de esfera exteriores, desplazado en paralelo a razón del radio de esfera, con la correspondiente línea de base de trayectoria.
Mediante las figuras 2 y 3 se explican con más detalle a continuación, la configuración de la trayectoria de esfera exterior 20a y trayectoria de esfera interior 40a pertenecientes al primer tipo de pares de trayectoria. La línea de contacto perteneciente a la trayectoria de esfera exterior 20a del primer tipo y la línea central<m>N que se extiende en paralelo con respecto a ella, se describen mediante trayectorias circulares concéntricas, cuyo punto central de círculo 0 se encuentra en el plano central de articulación EM en su punto de corte con el primer eje longitudinal La y con el segundo eje longitudinal Li. Para los pares de trayectorias del primer tipo el ángulo de apertura 3 es por lo tanto 0°. Debido al desarrollo concéntrico circular de la línea central MN, este ángulo permanece con el valor 0° por el rango de pivotamiento. Expresado de otro modo, las esferas 30, las cuales forman parte de este primer tipo de par de trayectorias, no experimentan fuerzas axiales debido a la curvatura de las correspondientes trayectorias de esfera 20a, 40a, ni en la posición extendida, ni en la posición acodada de la articulación 10. También sobre estas esferas 30 pueden actuar fuerzas axiales en dependencia de la desviación de la articulación, que están condicionadas, sin embargo, por la forma constructiva de la articulación y no por la curvatura específica de sus trayectorias de esfera y el ángulo de apertura 3 resultante. Por ejemplo, actúan en caso de articulación acodada fuerzas axiales sobre esferas en posiciones, en las cuales se cruzan la trayectoria de esfera exterior e interior.
La Fig. 2 muestra el radio R3a de la trayectoria de esfera exterior 20a y el radio R3i de la trayectoria de esfera interior 40a de un par de trayectorias neutrales de este tipo con radio de curvatura concéntrico. En la Fig. 3 se muestra por el contrario solo la línea central MN de la trayectoria de esfera exterior 20a y su radio R3 con respecto al punto central de articulación 0.
Las trayectorias neutrales se producen de este modo en esta forma de realización a través de un único radio R3 (R3i, R3a) dispuesto concéntricamente con respecto al centro de articulación 0.
En el caso de pares de trayectorias de control del segundo tipo con esferas 31, las trayectorias de esfera interiores y exteriores 20b, 40b, o sus líneas centrales, las cuales describen el recorrido de las esferas, consisten en al menos dos secciones, las cuales están curvadas en direcciones opuestas en esta forma de realización. El radio de curvatura de la sección exterior MSa puede ser también, no obstante, infinito, es decir, la línea central MS se ensancha linealmente a través de la sección exterior MSa. En la forma de realización de la Fig. 3 el punto central de curvatura OT' de una sección interior MSi de la línea central MS de la trayectoria de esfera exterior 20b se encuentra desplazado con respecto al plano central de articulación EM y concretamente se encuentra desplazado hacia el lado de apertura 60, preferentemente en el eje longitudinal La. El resultante radio R1 se indica. El punto central de curvatura X de una sección exterior MSa de la línea central MS de la trayectoria de esfera exterior 20b se encuentra fuera del volumen hueco de la parte exterior de articulación 11. Se encuentra a este respecto también desplazado con respecto al plano central de articulación EM y concretamente se encuentra desplazado hacia el lado de apertura 60. El resultante radio R2 se indica.
La Fig. 2 observa esto en relación con las trayectorias exterior e interior 20b, 40b, indicándose para la trayectoria de esfera exterior 20b el radio R1a y el radio R2a con los correspondientes puntos centrales de curvatura OT' y Xa. Lo mismo se cumple para la trayectoria de esfera interior 40b con el radio R1i, el radio R2i y los correspondientes puntos centrales de curvatura OT'' y Xi.
De la Fig. 3 se desprenden también el ángulo de apertura a de las trayectorias de esfera para las esferas controladas 31, y el ángulo de apertura 3 de las trayectorias de esfera para las esferas neutrales 30. Las figuras 2 y 3 aclaran además que el paso tangencial 70 entre la curvatura de la sección interior MSi y la curvatura de la sección exterior MSa se encuentra de forma preferente relativamente cerca de la apertura 60. El ángulo 8 entre el plano central de articulación EM y una línea entre el punto central de articulación 0 y este paso tangencial o punto de viraje 70 es preferentemente mayor a 8°. En particular se encuentra entre 16° y 18°, de manera particular preferentemente en aproximadamente 17°. Los radios R1 y R2 se seleccionan correspondientemente para ello, para dar lugar a un viraje lo más tardío posible.
En una forma de realización, la proporción de un radio de curvatura R1 de la sección interior MSi con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera 31 se encuentra, por ejemplo, entre 1,5 y 2,5. La proporción de un radio de curvatura R2 de la sección exterior MSa con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera 31 se encuentra, por ejemplo, entre 1,0 y 10. La proporción de un radio de curvatura R3 de las líneas centrales MN del primer tipo de pares de trayectorias con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera 30 se encuentra, por ejemplo, entre 1,5 y 2,5.
La Fig. 4 muestra una articulación giratoria de velocidad constante de acuerdo con la Fig. 1 en un estado acodado. La Fig. 5 muestra el desarrollo de sección A-A centralmente a través de dos esferas neutrales 30 opuestas una a la otra, mientras que la Fig. 6 muestra el desarrollo de sección C-C ligeramente desplazado a través de dos esferas neutrales 30 que se encuentran una opuesta a la otra. A este respecto queda claro que las esferas neutrales 30 en caso de pronunciada flexión de la articulación se liberan de forma temprana. Esto puede asumirse, sin embargo, debido a la alta cantidad de esferas que se mantienen enganchadas.
Lista de referencias:
10 Articulación giratoria de velocidad constante
11 Parte exterior de articulación
12 Parte interior de articulación
13 Alojamiento de eje
20a,20b Trayectoria de esfera exterior
30 Esfera, neutral
31 Esfera, controlada
40a,40b Trayectoria de esfera interior
50 Jaula
60 Lado de apertura
61 Lado de conexión
70 Paso tangencial, punto de viraje
R1,R1a,R1i Radio lado de conexión, desplazamiento
R2,R2a,R2i Radio lado de apertura, desplazamiento
R3,R3a,R3i Radio, concéntrico
EM Plano central de articulación
Li Eje longitudinal de la parte interior de articulación
La Eje longitudinal de la parte exterior de articulación
0 Punto central de articulación
OT',OT" Punto central de curvatura
X,Xi,Xa Punto central
MS,MN Línea central
MSi Sección interior
MSa Sección exterior
a,IJ Ángulo de apertura
Claims (12)
1. Articulación giratoria de velocidad constante (10) para la transmisión de momento de giro, presentando:
una parte exterior de articulación (11) con varias trayectorias de esfera exteriores (20a; 20b),
una parte interior de articulación (12) con varias trayectorias de esfera interiores (40a; 40b), esferas transmisoras de momento de giro (30; 31), las cuales están guiadas respectivamente por pares de trayectorias de trayectorias de esfera exteriores (20a;20b) y trayectorias de esfera interiores (40a;40b), y
una jaula (50), la cual aloja las esferas (30;31) en ventanas de jaula distribuidas por el perímetro y, en caso de articulación giratoria de velocidad constante (10) extendida, las mantiene en un plano central de articulación común (EM),
presentando la parte exterior de articulación (11) un eje longitudinal (La) y con disposición opuesta axialmente entre sí un lado de apertura (60) y una parte de conexión (61), y estando definido el recorrido de los puntos centrales de las esferas (30;31) respectivamente como línea central (MS;MN) de la respectiva trayectoria de esfera, ycaracterizada por que
un primer tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera (20a;40a) está configurado de tal manera que puntos centrales de curvatura de las líneas centrales (MN) de las trayectorias de esfera se encuentran en caso de articulación (10) extendida en el plano central de articulación (EM), mientras un segundo tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera (20b;40b) está configurado de tal modo que sus líneas centrales (MS) presentan al menos dos secciones (MSi;MSa), y la correspondiente línea central (MS) de las trayectorias de esfera exteriores (20b) del segundo tipo de pares de trayectorias presenta al menos una sección interior (MSi) y una sección exterior (MSa), encontrándose la sección interior (MSi) en el lado de conexión (61) de la parte exterior de articulación (11), mientras que la sección exterior (MSa) se encuentra en el lado de apertura (60) de la parte exterior de articulación (11), y la sección interior (MSi) está curvada y el punto central de curvatura (OT) de la sección interior (MSi) se encuentra, en caso de articulación (10) extendida, dentro del volumen hueco de la parte exterior de articulación (11) desplazado hacia el lado de apertura (60) con respecto al plano central de articulación (EM), mientras que la línea central (MS) se ensancha a través de la sección exterior (MSa) hacia el lado de apertura (60).
2. Articulación giratoria de velocidad constante según la reivindicación 1,
caracterizada por quela línea central (MS) se ensancha linealmente a través de la sección exterior (MSa).
3. Articulación giratoria de velocidad constante según la reivindicación 1,
caracterizada por quelas al menos dos secciones (MSi;MSa) están curvadas en direcciones opuestas, y el punto central de curvatura (X) de la sección exterior (MSa) se encuentra fuera del volumen hueco de la parte exterior de articulación (11).
4. Articulación giratoria de velocidad constante según la reivindicación 3,
caracterizada por quela proporción de un radio de curvatura (R1) de la sección interior (MSi) con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera (31) se encuentra entre 1,5 y 2,5.
5. Articulación giratoria de velocidad constante según la reivindicación 3 o 4,
caracterizada por quela proporción de un radio de curvatura (R2) de la sección exterior (MSa) con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera (31) se encuentra entre 1,0 y 10.
6. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 3 a 5,
caracterizada por queel punto central de curvatura (Xa) de la sección exterior (MSa) se encuentra hacia el lado de apertura (60) desplazado con respecto al plano central de articulación (EM).
7. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizada por quela proporción de un radio de curvatura (R3) de las líneas centrales (MN) del primer tipo de pares de trayectorias con respecto al diámetro Desfera de una correspondiente esfera (30) se encuentra entre 1,5 y 2,5.
8. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada por quelas secciones (MSi;MSa) de las líneas centrales (MS) de las trayectorias de esfera (20b;40b) del segundo tipo de pares de trayectorias presentan secciones adicionales, las cuales se unen a las secciones (MSi;MSa).
9. Articulación giratoria de velocidad constante según la reivindicación 8,caracterizada por quelas secciones adicionales tienen forma lineal o curvada.
10. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizada por queestá prevista una misma cantidad de pares de trayectorias de ambos tipos y los pares de trayectorias de ambos tipos se alternan.
11. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizada por quela cantidad de esferas es de al menos ocho.
12. Articulación giratoria de velocidad constante según una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizada por queel primer tipo de pares de trayectorias de trayectorias de esfera (20a;40a) está configurado de tal manera que la correspondiente línea central (MN) de las trayectorias de esfera exteriores (20a) del primer tipo de pares de trayectorias presenta al menos una sección interior y una sección exterior,encontrándose la sección interior en el lado de conexión (61) de la parte exterior de articulación (11), mientras que la sección exterior se encuentra en el lado de apertura (60) de la parte exterior de articulación (11), y el punto central de curvatura de la sección interior se encuentra en el plano central de articulación (EM), mientras que el punto central de curvatura de la sección exterior se encuentra fuera de la parte exterior de articulación (11).
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