ES2279701B1 - Diferencial para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
El diferencial para vehículos comprende una carcasa giratoria (1) en cuyo interior se alojan un par de engranajes planetarios (2) solidarios en rotación con los semiejes de dos de las ruedas del vehículo, y por lo menos un par de engranajes satélites (5) vinculados entre sí y desplazables uno respecto al otro, siendo cada uno de dichos engranajes satélites (5) solidario en rotación con uno de dichos engranajes planetarios (2), y se caracteriza por el hecho de que dichos engranajes satélites (5) están vinculados entre sí mediante unos cilindros roscados (3) con roscas inversas del mismo paso y diámetro. Permite siempre la diferenciación de giro entre las ruedas.
Description
Diferencial para vehículos.
La presente invención se refiere a un
diferencial para vehículos, que está colocado entre los semiejes de
las ruedas tractoras de un vehículo.
Como es conocido, el diferencial en un vehículo
se coloca entre los semiejes de las ruedas tractoras de un vehículo
y permite la diferenciación en las revoluciones de cada ruedas
cuando el vehículo gira.
En la actualidad se conocen diferenciales que
han mejorado el rendimiento de los diferenciales convencionales.
Estos diferenciales están generalmente formados por engranajes
engranados entre sí, de manera que son desplazables ligeramente,
generando así fricción entre componentes, intentado que las ruedas
no derrapen.
Estos diferenciales consiguen endurecer el
sistema diferencial por fricción, haciendo que la rueda tarde más
en derrapar, pero presentan el inconveniente de que las ruedas
siempre están entre sí positivamente engranadas y son dependientes
de los mismos. El dentado helicoidal permite que los engranajes
satélites siempre giren, al mismo tiempo que se desplazan entre sí
para generar fricción.
Como es conocido, en la presente descripción se
describirán los engranajes planetarios como aquellos engranajes que
transmiten el movimiento de rotación a los semiejes de las ruedas,
mientras que los engranajes satélites son aquellos que permite la
diferenciación en las revoluciones de las ruedas.
Con el diferencial de la invención se consiguen
resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que
se describirán.
El diferencial para vehículos de la presente
invención que comprende una carcasa giratoria en cuyo interior se
alojan un par de engranajes planetarios solidarios en rotación con
los semiejes de dos de las ruedas del vehículo, y por lo menos un
par de engranajes satélites vinculados entre sí y desplazables uno
respecto al otro, siendo cada uno de dichos engranajes satélites
solidario en rotación con uno de dichos engranajes planetarios, y
se caracteriza por el hecho de que dichos engranajes satélites están
vinculados entre sí mediante roscas.
Ventajosamente, dichas roscas de los engranajes
satélites pueden ser roscas trapezoidales o roscas cuadradas.
Si se desea, cada engranaje planetario puede
estar formado por un casquillo provisto de un dentado interior.
Según otra realización, cada engranaje
planetario puede comprender una valona.
Preferentemente, cada engranaje planetario está
asociado a un disco de fricción.
Dependiendo de las características del vehículo,
el diferencial de la presente invención puede comprender uno, dos o
tres pares de engranajes satélites, o el número de pares adecuado
para los requerimientos del vehículo.
Ventajosamente, dicha carcasa comprende unos
alojamientos para dichos cilindros roscados.
El diferencial de la presente invención es
aplicable a vehículos con tracción delantera, trasera o total
permanente, así como a vehículos con diferencial
central.
central.
Con el diferencial de la presente invención se
consiguen las siguientes ventajas:
- Permite siempre la diferenciación de giro
entre las ruedas;
- No permite que las ruedas derrapen;
- No permite que una rueda se pare si la otra
gira;
- Mantiene una distribución constante de la
tracción en ambas ruedas;
- Si una de las ruedas pierde contacto con el
suelo, la otra recibe tracción total;
- Es fácil de fabricar;
- Presenta un número de piezas reducido;
- Es de poco peso y volumen, comparado con un
diferencial estándar equivalente;
- Puede construirse para ajustarse a todas las
características y cargas;
- Hace innecesario el uso de un control
electrónico de tracción.
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a
título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de
realización.
La figura 1 es una vista en perspectiva de los
componentes que forman el diferencial de la presente invención en
despiece, según una primera realización;
La figura 2 es una vista en perspectiva del
diferencial de la presente invención según la primera realización,
estando la carcasa parcialmente seccionada;
La figura 3 es una vista en sección longitudinal
del diferencial de la figura 2;
La figura 4 es una vista en sección transversal
a lo largo de la línea IV-IV indicada en la figura
3;
La figura 5 es una vista en sección a lo largo
de la línea V-V indicada en la figura 3;
La figura 6 es una vista en perspectiva de los
componentes que forman el diferencial de la presente invención en
despiece, según una segunda realización;
La figura 7 es una vista en perspectiva de los
componentes que forman el diferencial de la presente invención en
despiece, según una tercera realización; y
La figura 8 es una vista en perspectiva de los
componentes que forman el diferencial de la presente invención en
despiece, según una cuarta realización.
Tal como se puede apreciar en la figuras 1 a 5,
en donde se representa una primera realización del diferencial de
la presente invención, éste comprende una carcasa giratoria 1,
accionada por la transmisión del vehículo, en cuyo interior se
alojan un par de engranajes planetarios 2, cada uno de los cuales es
solidario en rotación con los semiejes de dos de las ruedas de un
vehículo (no representados), y un par de engranajes satélites 5 con
sus cilindros roscados 3, uno a izquierdas y el otro a derechas con
el mismo paso y diámetro, e interconectados en su periferia y
desplazables longitudinalmente entre sí guiados por unos
alojamientos 9 previstos en la carcasa 1.
Cada cilindro roscado 3 comprende en uno de sus
extremos un dentado 5 que engrana con uno de los engranajes
planetarios 2.
Según la realización representada, cada
engranaje planetario 2 está formado por un casquillo provisto de un
dentado interno 4, y está asociado a un disco de fricción 6.
Los engranajes satélites 5 están vinculados
entre sí mediante roscas invertidas, que pueden ser de perfil
trapezoidal o cuadrado. La función de dichas roscas es desplazar
longitudinalmente un cilindro roscado 3 respecto al otro. Cuando el
vehículo se desplaza en línea recta, las dos ruedas giran con las
mismas revoluciones y los engranajes satélites 5 con sus cilindros
roscados 3 se desplazan entre sí hasta bloquear el diferencial.
Cuando el vehículo traza una curva, es decir, cuando las
revoluciones de una de las ruedas es diferente a las revoluciones
de la otra rueda, los engranajes satélites 5 con sus cilindros
roscados 3 no se desplazan porque giran a la misma velocidad y en
direcciones opuestas, permitiendo así la diferenciación.
Para comprender mejor el funcionamiento del
diferencial de la presente invención es esencial entender primero
la funcionalidad de un par de satélites interconectados por sus
cilindros de roscas invertidas, ya que son la esencia del
sistema.
Partiendo de la base de que ambos satélites
interconectados por sus respectivos cilindros de roscas invertidas
se encuentran guiados y alineados longitudinalmente, de forma que
ninguno de los dos sobresale respecto al otro, ocurre que:
a) Cuando los satélites giran en la misma
dirección, se desplazan y se expansionan;
b) Cuando los satélites giran a distintas
velocidades, e independientemente de sus direcciones de giro, se
desplazan y se expansionan;
c) Cuando uno de los satélites gira y el otro
permanece estacionario, se desplazan y se expansionan;
d) Sólo cuando los satélites giran a la misma
velocidad y en direcciones opuestas no se desplazan ni se
expansionan.
A partir de lo expuesto se puede apreciar que
los satélites se desplazan y se expansionan siempre, excepto cuando
se da la condición d), que es la condición que permite la
diferenciación entre ruedas y evita la pérdida de tracción de las
mismas.
El funcionamiento del diferencial de la presente
invención es el siguiente:
Cuando la carcasa 1 es obligada a girar (sobre
unos rodamientos no representados) por la acción motriz de la
transmisión del vehículo, los planetarios 2 conectados directamente
a las ruedas en reposo y que soportan el peso del vehículo se
resisten a girar, pero los satélites 5 con sus correspondientes
cilindros roscados 3 (roscados en direcciones opuestas)
entrelazados y con sus engranajes directamente engranados con el
dentado interior de los planetarios 2 se ven forzados a girar en la
misma dirección y velocidad en los alojamientos 9 de la carcasa 1 y
obligados por el giro de las roscas opuestas, a expansionarse,
desplazando hacia el exterior los planetarios 2 y aprisionando los
discos de fricción 6 contra unas tapas 8 solidarias a la carcasa 1.
De esta manera se bloquea todo el mecanismo y se arrastran ambas
ruedas con su giro, iniciando así el desplazamiento del vehículo en
línea recta.
Cuando el vehículo requiere diferenciación de
giro entre las ruedas y cuando se toma una curva, la rueda del
exterior de la curva es forzada a girar más rápidamente, y la rueda
interior de la curva gira más lentamente que el giro nominal de la
carcasa 1 del diferencial, lo cual provoca que los cilindros
roscados 3 entrelazados giren en direcciones opuestas pero a la
misma velocidad por la imposición de giro de los planetarios 2,
liberando presión de bloqueo el cilindro roscado 3 del planetario 2
de la rueda exterior, a la vez que de forma simultánea el cilindro
roscado 3 del planetario 2 del interior aumenta proporcionalmente la
presión, permitiendo la diferenciación equilibrada justa para la
toma de la curva.
En el supuesto de que una de las ruedas iniciase
una pérdida de tracción, el giro de los cilindros roscados 3
entrelazados seguiría siendo en direcciones opuestas, pero a
velocidades distintas, lo que tendería a expandir los cilindros
roscados 3 entrelazados, provocando a la vez un aumento de presión
de bloqueo, que eliminaría al instante el intento de pérdida de
tracción en el mismo momento de iniciarse. La presión de bloqueo del
diferencial es proporcional al par.
En la figura 6 se ha representado una segunda
realización del diferencial de la presente invención. La diferencia
principal respecto a la realización anterior es la presencia de dos
pares de engranajes satélites 5 con sus correspondientes cilindros
roscados 3. Además, en lugar del casquillo, cada engranaje
planetario 2 está formado por una rueda dentada que comprende una
valona 7. También en este caso, cada engranaje planetario 2 está
asociado con un disco de fricción 6.
En la figura 7 se representa una tercera
realización del diferencial de la presente invención, cuya única
diferencia respecto a la realización anterior es que comprende tres
pares de engranajes satélites 5 con sus correspondientes cilindros
roscados 3.
En la figura 8 se representa una cuarta
realización del diferencial de la presente invención, cuya única
diferencia respecto a la segunda realización es la eliminación de
la valona de los planetarios 2 y que los cilindros roscados 3 se
expanden directamente contra las tapas 8 solidarias a la carcasa
1.
Debe indicarse que la rosca de los engranajes
satélites puede ser cualquier rosca adecuada, es decir puede tener
perfiles y profundidades diferentes. Como se ha indicado
anteriormente, la finalidad de la rosca es que uno de los
engranajes satélites se desplace longitudinalmente respecto al otro,
sin que haya arrastre, es decir, sin que uno de los engranajes
satélites describa un movimiento de rotación por la acción de la
rosca, a diferencia de los diferenciales conocidos actualmente, en
los cuales los engranajes helicoidales provocan dicho movimiento de
rotación.
Por otro lado, la presencia del casquillo o de
la valona en los engranajes planetarios no es imprescindible,
pudiéndose utilizar cualquier configuración de engranaje planetario
adecuada para cualquiera de las realizaciones descritas
anteriormente, tal como se muestra en la figura 8.
A pesar de que se ha hecho referencia a una
realización concreta de la invención, es evidente para un experto
en la materia que el diferencial descrito es susceptible de
numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles
mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente
equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Diferencial para vehículos, que comprende una
carcasa giratoria (1) en cuyo interior se alojan un par de
engranajes planetarios (2) solidarios en rotación con los semiejes
de dos de las ruedas del vehículo, y por lo menos un par de
engranajes satélites (5) vinculados entre sí y desplazables uno
respecto al otro, siendo cada uno de dichos engranajes satélites
(5) solidario en rotación con uno de dichos engranajes planetarios
(2), caracterizado por el hecho de que dichos engranajes
satélites (5) están vinculados entre sí mediante unos cilindros
roscados (3) con roscas inversas del mismo paso y diámetro.
2. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos cilindros roscados
(3) de los engranajes satélites (5) son roscas trapezoidales.
3. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos cilindros roscados
(3) de los engranajes satélites (5) son roscas cuadradas.
4. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que cada engranaje planetario
(2) está formado por un casquillo provisto de un dentado interior
(4).
5. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que cada engranaje planetario
(2) comprende una valona (7).
6. Diferencial según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado por el hecho de que cada engranaje planetario
(2) presenta asociado un disco de fricción (6).
7. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende uno, dos, tres o
más pares de engranajes satélites (5) con sus correspondientes
cilindros roscados (3).
8. Diferencial según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha carcasa (1) comprende
unos alojamientos (9) para dichos cilindros roscados (3).
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FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2279701B1 Country of ref document: ES |
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PC2A | Transfer of patent | ||
FD2A | Announcement of lapse in spain |
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