ES2279701B1

ES2279701B1 - Diferencial para vehiculos.

Info

Publication number: ES2279701B1
Application number: ES200502233A
Authority: ES
Inventors: Jose Gimenez Vidal
Original assignee: Amebba Project S L; AMEBBA PROJECT SL
Current assignee: Amebba Project S L; AMEBBA PROJECT SL
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2008-08-16
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: US8057348B2; WO2007031439A1; US20080220926A1; CN101268297B; JP5015158B2; KR20080045747A; EP1924787B1; JP2009508071A; KR101117514B1; EP1924787A1; ES2279701A1; CN101268297A

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.

Antecedentes de la invención

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.

Descripción de la invención

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.

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.

Breve descripción de los dibujos

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.

Descripción de una realización preferida

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

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).