ES2299201T3 - Piñon. - Google Patents

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ES2299201T3 ES98905659T ES98905659T ES2299201T3 ES 2299201 T3 ES2299201 T3 ES 2299201T3 ES 98905659 T ES98905659 T ES 98905659T ES 98905659 T ES98905659 T ES 98905659T ES 2299201 T3 ES2299201 T3 ES 2299201T3
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Norihiko Takamori
Jichu Oh
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Sunstar Giken KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/30Chain-wheels

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Abstract

Un piñón (1) incluyendo al menos una parte de montaje (7) para montaje en un elemento rotativo y una parte periférica exterior (2) que tiene una pluralidad de dientes (5) que pueden enganchar con una cadena, teniendo el piñón un primer lado de superficie de chapa y un segundo lado de superficie de chapa opuesto al primer lado de superficie de chapa, donde dicha parte de montaje (7) incluye una primera sección (9A) elevada sobre el primer lado de superficie de chapa con respecto a un plano longitudinalmente central que se extiende a lo largo del centro del piñón (10) y una segunda sección elevada sobre el segundo lado de superficie de chapa con respecto al plano longitudinalmente central, con el fin de reducir la aparición de distorsión o curvatura debido a endurecimiento; donde dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) tienen una porción plana superior (15A, 15B); caracterizado porque: cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9A) y dichasegunda sección (9B) se engancha con una superficie de montaje de un elemento rotativo al montar en el elemento rotativo, y cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9A) está provista de un agujero de montaje (8).

Description

Piñón.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un piñón para un dispositivo de transmisión de potencia del tipo de devanado para transmitir potencia o cualquier otra fuerza a través de una cadena según el preámbulo de la reivindicación 1. Más en concreto, la presente invención se refiere a un piñón que puede reducir el volumen, el peso o análogos usando material para una chapa fina o análogos, que puede realizar un enganche apropiado de un piñón con una cadena haciendo concordar la posición del piñón con la posición de la cadena, y que puede evitar la aparición de una curvatura plana o el alabeo al endurecimiento.
Antecedentes técnicos
En general, se ha adoptado una unidad de transmisión del tipo de devanado que utiliza una cadena y un piñón para uso amplio en un sistema de transmisión de potencia de motocicletas o bicicletas o máquinas industriales. Las formas y los tamaños de la cadena y el piñón para uso en esta unidad de transmisión se han especificado y definido como JIS (Normas Industriales Japonesas) B1801.
Como piñones convencionales, se facilita, por ejemplo, un piñón normal como el representado en la figura 32(a). Este dibujo (figura 32(a)) ilustra una vista en sección de una porción lateral de un piñón normal producido, una vista en sección del piñón en un plano longitudinalmente central que se extiende a través de y sobre el centro del piñón, cuando se mira desde la dirección A y desde la dirección B, una vista en sección de su porción lateral cuando está montado en una rueda, y una vista en sección de su porción lateral que representa un estado de alabeo al endurecimiento del piñón. Las figuras 32(h) y 32(c) ilustran las mismas ilustraciones para diferentes piñones producidos. En el dibujo, una porción sombreada en cada una de la vista en sección de las porciones laterales y la vista en sección en el plano longitudinalmente central indica la presencia de material o elemento.
Como se representa en la figura 32(a), el piñón producido convencional se puede montar en una rueda en un estado en el que la superficie de extremo inferior (o la superficie de extremo superior) del piñón engancha con la superficie de una pestaña de la rueda. Por lo tanto, la posición del piñón se hace concordar con la posición de la cadena al efectuar el montaje en la rueda, de modo que las secciones de dientes del piñón se pueden enganchar con la cadena de forma apropiada. Además, como la porción media superior y la porción media inferior del piñón desde el plano longitudinalmente central son simétricas una con otra con respecto al plano longitudinalmente central, el piñón puede presentar las ventajas de que no produce alabeo o produce poco alabeo o curvatura al endurecimiento mejorando la durabilidad.
Sin embargo, el piñón producido convencional representado en la figura 32(a) tiene los defectos de que es pesado y caro en lo que respecta a los costos de producción del piñón debido a los altos costos de material porque se llena con dicho material en toda la zona que se extiende desde la superficie de extremo inferior a la superficie de extremo superior, simplemente excluyendo las porciones de agujero. Para hacer ligero el piñón, se ha considerado naturalmente hacer más fina toda la zona del piñón. Por otra parte, una cadena enganchable con el piñón está configurada de tal manera que dos hojas de una chapa de aro de pasador y una chapa de aro de rodillo estén dispuestas alternativamente, que estén dispuestas paralelas una a otra y que estén conectadas mecánicamente una a otra con pasadores. Por lo tanto, la resistencia a la tracción aceptable tiene sus propios límites. Si se utiliza una cadena de una anchura menor que la actualmente en uso, la cadena puede producir problemas relativos a la resistencia de la cadena. Sin embargo, el piñón no tiene porción de conexión mecánica en ella. Además, recientemente se ha propuesto hacer el piñón de material de alta resistencia y rigidez. En este caso, aunque el grosor del piñón sería menos de la mitad del grosor del piñón convencional,
se puede lograr sustancialmente la misma resistencia y rigidez que un piñón preparado usando material convencional.
También se ha propuesto proporcionar un piñón, como se representa en la figura 32(b), que está rebajado en lados superior e inferior y está provisto de una sección ondulada que tiene amplitud en la dirección del grosor en la parte periférica exterior del piñón y además con dientes al menos en las porciones de borde exteriores de las partes plegadas superiores de la sección ondulada (solicitud de patente japonesa publicada número 8-214.529). Este piñón puede reducir drásticamente una cantidad de material a usar para la producción del piñón y, aunque el material se usaría en una cantidad de la mitad a un tercio del piñón convencional hecho de un material convencional, el piñón puede lograr sustancialmente la misma resistencia que el convencional. Además, los dientes formados en la sección ondulada están dispuestos alternativamente en la dirección del grosor, de modo que el piñón puede ser usado en combinación con una cadena que tiene una anchura convencional. Además, como la porción media superior y la porción media inferior del piñón son simétricas una a otra con respecto al plano longitudinalmente central que se extiende a través de y sobre el centro del piñón, el piñón puede retener las ventajas de que se produce poco o nada de alabeo o curvatura al producirse el endurecimiento.
Sin embargo, cuando el piñón de esta configuración se monta en una rueda existente, la superficie de montaje en la que se monta el piñón en la rueda, está situada encima de la superficie de extremo inferior de la sección ondulada, como se representa en la figura 32(b). Por lo tanto, puede surgir el problema nuevo de que la posición del piñón no concuerda con la posición de una cadena.
Con el fin de resolver este problema, se ha considerado proporcionar un piñón con un lado rebajado, como se representa en la figura 32(c), en el que su superficie de montaje para montaje en la rueda está adelgazada, como en la realización representada en la figura 32(b). En esta configuración, el piñón está configurado de tal manera que la superficie de montaje del piñón para montaje en la rueda se pueda concordar con la superficie de extremo inferior del piñón colocando la superficie de montaje del piñón excéntricamente hacia un lado con respecto al plano longitudinalmente central que se extiende a través del centro del piñón. Por lo tanto, esta configuración puede hacer que la posición del piñón concuerde con la posición de la cadena al efectuar el montaje en la rueda.
Sin embargo, en el piñón representado en la figura 32(c), el material se distribuye de manera asimétrica con respecto al plano longitudinalmente central que se extiende sobre y a través del centro del piñón. Esta distribución asimétrica del material sobre el piñón puede producir alabeo o curvatura durante el proceso de endurecimiento, y estos defectos pueden dar lugar eventualmente a no coincidencia de la posición del piñón con la posición de la cadena.
El documento de la técnica anterior más próxima WO98/06962 describe un piñón incluyendo una región ondulada formada al menos en la periferia exterior del piñón y que se extiende de forma ondulada a lo largo de la circunferencia del piñón.
Descripción de la invención
Con el fin de resolver los problemas expuestos específicamente en la descripción anterior de los antecedentes técnicos, como se representa en las figuras 32(a) a 32(c), la presente invención tiene el objeto de proporcionar un piñón que puede reducir el volumen y el peso usando material para uso al preparar chapas finas o análogos, que puede realizar un estado apropiado de enganche del piñón con una cadena haciendo coincidir la posición del piñón con la posición de una cadena, y que produce nulo o poco alabeo o curvatura en una superficie del piñón al endurecimiento del piñón.
Con el fin de lograr el objeto, la presente invención proporciona un piñón según la reivindicación 1. El piñón incluye al menos una parte de montaje para montaje en un elemento rotativo y una parte periférica exterior en la que se forman dientes que pueden enganchar con una cadena, donde la parte de montaje incluye una primera porción elevada hacia un lado de superficie de chapa y una segunda sección elevada hacia el lado de superficie de chapa opuesto. El término "elemento rotativo" aquí utilizado pretende significar cualquier elemento rotativo que pueda transmitir una fuerza de accionamiento a través de una cadena, cuando el piñón esté montado en el elemento rotativo. Tal elemento rotativo incluye, por ejemplo, una rueda para uso con vehículos de dos ruedas, bicicletas, motocicletas, etc.
Las reivindicaciones dependientes muestran otras realizaciones de la presente invención.
También se ha de indicar aquí que la presente invención no se limita a la provisión de la sección ondulada en la parte periférica exterior del piñón. Por ejemplo, el piñón de la presente invención se puede preparar de tal manera que la parte periférica exterior se haga de material que tiene un grosor de chapa convencional (figura 32(a)) y solamente la parte de montaje se hace de material que tiene un grosor de chapa más fino.
Breve descripción de los dibujos acompañantes
La configuración detallada, las características y las ventajas de la presente invención serán evidentes a lo largo de la descripción siguiente con referencia a los dibujos acompañantes.
La figura 1 es una vista en planta que representa un piñón según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea BOB' del piñón 1 de la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva que representa la parte de montaje 7 del piñón de la figura 1.
La figura 4 es una vista en sección que representa la parte de montaje 7 tomada a lo largo de la línea F-F' de la figura 1.
La figura 5 es una vista en sección del lado del piñón 1 de la figura 1, vistas en sección en el plano longitudinalmente central del piñón cuando se mira desde el lado A y el lado B, una vista lateral del piñón 1 cuando está montado en una rueda, y una vista lateral del piñón 1 después del endurecimiento.
La figura 6 es una vista frontal que representa los detalles de porciones de la sección ondulada 2 del piñón 1 como se representa en la figura 1.
La figura 7 es una vista desarrollada que representa el lado de la sección ondulada 2 del piñón 1 de la figura 6.
La figura 8 es una vista en sección que representa el piñón 1, tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 6.
La figura 9 es una vista en sección que representa el piñón 1, tomada a lo largo de la línea IV-IV de la figura 6.
La figura 10 es una vista que explica un estado de enganche entre dientes 5 del piñón 1 de la figura 6 y una cadena.
La figura 11(A) es una vista correspondiente a la figura 4, donde el grosor de chapa T1 es un tercio de todo el grosor de chapa T2 del piñón.
La figura 11(B) es una vista correspondiente a la figura 4, donde el grosor de chapa T1 es de dos tercios de todo el grosor de chapa T2 del piñón.
La figura 12 es una vista frontal que representa un piñón provisto de una parte de montaje 7B como una primera variación de la parte de montaje.
La figura 13 es una vista frontal que representa un piñón provisto de una parte de montaje 7C como una segunda variación de la parte de montaje.
La figura 14 es una vista frontal que representa un piñón provisto de una parte de montaje 7D como una tercera variación de la parte de montaje.
La figura 15 es una vista frontal que representa un piñón 1G como otra realización (1) relativa a la parte periférica exterior del piñón.
La figura 16 es una vista desarrollada que representa dientes del piñón representados en la figura 15.
La figura 17 es una vista correspondiente a la figura 8, que representa el piñón representado en la figura 15.
La figura 18 es una vista frontal que representa un piñón 31 como otra realización (2) relativa a la parte periférica exterior del piñón.
La figura 19 es una vista en sección del piñón 31 tomada a lo largo de la línea xx-xx de la figura 18.
La figura 20 es una vista que explica un estado de enganche del piñón de la figura 18 con una cadena.
La figura 21 es una vista frontal que representa un piñón 41 como otra realización (3) relativa a la parte periférica exterior del piñón.
La figura 22 es una vista correspondiente a la figura 8, que representa el piñón representado en la figura 21.
La figura 23 es una vista que explica un estado de enganche del piñón de la figura 21 con una cadena.
La figura 24 es una vista que representa una variación de secciones gruesa y fina como se representa en la figura 22.
La figura 25 es una vista frontal que representa un piñón 51 como otras realizaciones (4) y (5) relativas a la parte periférica exterior del piñón.
La figura 26 es una vista lateral que representa secciones de diente situadas en el rango que indica la línea x-x del piñón de la figura 25 en la realización (4).
La figura 27 es una vista en sección que representa secciones de diente tomadas a lo largo de la línea E-E' del piñón de la figura 25 en la realización (4).
La figura 28 es una vista lateral que representa secciones de diente situadas en el rango que indica la línea x-x del piñón de la figura 25 en la realización (5).
La figura 29 es una vista en sección que representa secciones de diente tomadas a lo largo de la línea E-E' del piñón de la figura 25 en la realización (5).
La figura 30 es una vista frontal que representa un piñón en otra realización (6) donde un elemento amortiguador anular está dispuesto en la sección de diente del piñón 1 representado en la figura 1.
La figura 31 es una vista que representa otra variación de un elemento amortiguador según la realización (6).
La figura 32 es una vista que explica los antecedentes técnicos, donde (a) representa un piñón producido convencional; (b) representa un piñón producido con secciones onduladas y de dientes y con ambos lados rebajados; y (c) representa un piñón producido, con secciones onduladas y de dientes y con un lado rebajado.
Mejores modos de llevar a la práctica la invención
El piñón según la presente invención se describirá con más detalle con referencia a los dibujos acompañantes.
Las figuras 1 y 2 son una vista frontal y una vista en sección transversal, respectivamente, que representan un piñón según una realización de la presente invención. Como se representa en la figura 1, un piñón 1 es un elemento circular de chapa que tiene una sección ondulada 2 dispuesta radial y periféricamente en la longitud correspondiente a desde aproximadamente un tercio del radio que se extiende desde el borde exterior hacia el centro del piñón, teniendo la sección ondulada 2 una amplitud en la dirección del grosor de chapa con pliegues dispuestos alternativamente en un ciclo constante y regular a lo largo de la dirección periférica del piñón. En la posición radial dentro de la sección ondulada 2, una parte de montaje 7 que actúa como un conjunto para montaje en una rueda, está dispuesta mediante una porción plana 7A. Una porción interior central dentro de la parte de montaje 7 está provista de un agujero pasante 6 que se extiende a través de todo su grosor. El piñón 1 se puede preparar por moldeo en prensa o cualesquiera otros medios apropiados, tal como vaciado. El grosor de chapa de cada porción del piñón 1 puede se uniforme, con un grosor tan fino como T1.
La parte de montaje 7 está dividida periféricamente en ocho secciones teniendo cada una de ellas una zona igual, estando dispuestas cuatro secciones como una primera sección elevada 9A y estando dispuestas otras cuatro secciones como una segunda sección elevada 9B, y las primeras secciones elevadas 9A y las segundas secciones elevadas 9B están dispuestas alternativamente a lo largo de la dirección periférica. Las primeras secciones elevadas 9A están provistas de un agujero de montaje 8, mientras que las segundas secciones elevadas 9B no están provistas de agujero de montaje. Las secciones elevadas son de forma axialmente idéntica.
La figura 2 representa una sección del piñón 1 que se extiende a lo largo de la línea BOB' de la figura 1. Como se representa en la figura 2, el piñón 1 está configurado de tal manera que el grosor en el rango de la superficie de extremo inferior 18A al extremo superior plano 18B del piñón 1 esté situado dentro de todo el grosor de chapa T2. En esta realización, todo el grosor de chapa T2 del piñón 1 es aproximadamente dos veces el grosor de chapa T1 de cada porción. Y el plano que se extiende sobre toda la zona situada en el centro del grosor de chapa del piñón se denomina un plano longitudinalmente central 17, y la distancia a la superficie de extremo inferior 18A del piñón 1 es igual a su extremo superior plano 18B entre la superficie de extremo inferior 18A y el extremo superior plano 18B del piñón 1, cada uno del plano longitudinalmente central 17. En esta configuración, la superficie de extremo inferior 18A, el plano longitudinalmente central 17, y la superficie de extremo superior 18B se extienden en la dirección perpendicular al eje central 16 que se extiende a través del centro del piñón 1 a lo largo de su dirección axial.
La figura 3 representa una vista en perspectiva del piñón 1 y la figura 4 representa una vista en sección de la parte de montaje 7, tomada a lo largo de la línea F-F' de la figura 3. Como se representa en las figuras 2 a 4, cada una de las primeras secciones elevadas 9A se eleva hacia abajo del plano longitudinalmente central 17 el grosor de chapa T1 y, a la inversa, cada una de las segundas secciones elevadas 9B se eleva hacia arriba del plano longitudinalmente central 17 el grosor de chapa T1, según se ve en los dibujos. Las superficies superiores de las primeras secciones elevadas 9A se extienden generalmente a un nivel con el plano longitudinalmente central 17, y las superficies inferiores de las segundas secciones elevadas 9B se extienden generalmente a nivel con el plano longitudinalmente central 17. En otros términos, las superficies superiores de las primeras secciones elevadas 9A están rebajadas hacia abajo con relación a las superficies superiores de las segundas secciones elevadas 9B, mientras que las superficies inferiores de las primeras secciones elevadas 9A están rebajadas hacia abajo con relación a las superficies inferiores de las segundas secciones elevadas 9B. Por lo tanto, la parte de montaje 7 se divide en dos divisiones con respecto al plano longitudinalmente central 17, siendo dos divisiones iguales en volumen y peso. Las porciones superiores de las primeras y segundas secciones elevadas 9A y 9B están provistas de porciones planas superiores 15A y 15B, respectivamente, que suponen la mayor parte del área superficial de las secciones elevadas.
Como se representa en las figuras 2 y 4, la porción plana superior 15A de la primera sección elevada 9A está a un nivel con la superficie de extremo inferior de la sección ondulada 2, definiendo por ello la superficie de extremo inferior 18A del piñón 1. Por otra parte, la porción plana superior 15B de la segunda sección elevada 9B está a un nivel con la superficie de extremo superior de la sección ondulada 2, definiendo por ello la superficie de extremo superior 18B del piñón 1. Por lo tanto, el piñón 1 en conjunto está dividido por igual en volumen total y peso total con respecto al plano longitudinalmente central 17.
A continuación se describirá la configuración detallada de la sección ondulada 2 con referencia a las figuras 6 a 9.
Como se representa en la figura 6, la sección ondulada 2 incluye una pluralidad de porciones superiores 3 y una pluralidad de porciones plegadas en forma de U 4 dispuestas entre las porciones superiores adyacentes 3, según se ve el piñón 1 desde la dirección axial. Las porciones superiores 3 están dispuestas en toda su zona periférica que se extiende radialmente, cada una en un ángulo igual hacia los bordes exteriores de la porción plana 7A. Además, un diente 5 está dispuesto en un borde periférico exterior de cada porción superior 3, y el diente 5 se define por una punta de diente 3a formada en la punta de la porción superior 3 y una parte inferior de diente 4a formada en una sección inferior en forma de U de la porción plegada en forma de U 4. En el lado de la superficie superior de la punta del diente 5 se ha formado una sección achaflanada 5a.
Como se representa en la figura 7, cuando se observa la sección ondulada 2 desde el lado periférico, las porciones superiores 3 están dispuestas de manera que tengan una amplitud a un ciclo constante en la dirección del grosor de chapa como se describirá con más detalle (con referencia a la figura 8). Por lo tanto, los dientes 5 están dispuestos alternativamente en un ciclo constante en las posiciones de extremo superior e inferior, en asociación con la disposición de la porción superior 3.
La porción de extremo inferior del diente 5 situado en la posición de extremo inferior está aproximadamente a nivel con la superficie inferior 18A del piñón 1, y la porción de extremo superior del diente 5 situada en la posición de extremo superior está aproximadamente a nivel con la superficie superior 18B del piñón 1. Más específicamente, el intervalo entre la porción de extremo superior del diente 5 situada en la posición de extremo superior y la porción de extremo inferior del diente 5 adyacente a ella es de un grosor aproximadamente igual a todo el grosor T2 del piñón. Si los dos dientes 5 se superponen uno sobre otro de forma imaginaria desviándolos en la dirección periférica, están configurados de tal manera que la forma en sección de los dientes virtualmente superpuestos sea aproximadamente la misma forma en sección de una pieza de un diente de un piñón convencional.
Cuando se observa la sección tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 6, la sección ondulada 2 está configurada de tal manera que una zona cerca de una parte central dentro de su porción periférica de borde esté ondulada para amplificación en un ciclo constante, como se representa en la figura 8. Además, se ha hallado que la sección de la porción superior 3 dispuesta en un estado de enganche de los dientes 5 con la cadena, tomada a lo largo de la línea IV-IV de la figura 6, puede realizar un enganche apropiado del diente 5 de una porción superior 3 (una porción sombreada) y el diente 5 de la porción superior adyacente 3 (una porción en blanco), teniendo la cadena una anchura de enganche correspondiente al grosor T2, como se representa en la figura 9.
Cuando el piñón 1 de la configuración anterior se ha de montar en una rueda de un vehículo tal como una motocicleta y bicicleta, el piñón 1 se inserta en un eje rotativo de una rueda trasera desde su superficie de extremo inferior 18A y se alinea con él. Después de la alineación, se introducen cuatro pernos en los respectivos agujeros de montaje 8 del piñón 1 y enganchan con los respectivos agujeros roscados de montaje para fijar el piñón 1 a una porción de pestaña del eje rotativo.
Ahora se describirá la acción del piñón 1 según la realización de la presente invención.
Si se engancha la porción plana superior 15A de la primera sección elevada 9A con la superficie de pestaña de la rueda y se monta el piñón 1 de la presente invención en la rueda, como se representa en la figura 5, la superficie de pestaña de la rueda se sitúa a un nivel con la posición plana de la superficie de extremo inferior 18A del piñón 1. Por lo tanto, la superficie de pestaña de la rueda no se sitúa dentro del alcance del grosor T2 del piñón, como un piñón producido convencional con ambos lados rebajados (figura 32(b)), de modo que la posición del piñón puede coincidir completamente con la posición de la cadena.
Si el piñón 1 se engancha con una cadena 10 que tiene una anchura de enganche convencional del grosor T2 en esta configuración, como se representa en la figura 10, los dientes 5 están dispuestos de manera que enganchen alternativamente con un rodillo 11 en un lado de extremo de un rodillo 11 y en su otro lado de extremo. Esta configuración puede proporcionar una holgura apropiada entre cada diente 5 del piñón 1 así como una chapa de aro de rodillo 12 y una chapa de aro de pasador 13, manteniendo por ello un estado de enganche siempre apropiado del piñón 1 con la cadena 10.
En esta realización, aunque el grosor de material del piñón 1 sea aproximadamente la mitad del grosor convencional como se ha descrito anteriormente, el piñón 1 se puede enganchar con la cadena 10 en un estado siempre apropiado. Por lo tanto, el piñón 1 de la presente invención puede reducir su volumen y peso totales usando sólo aproximadamente la mitad del material del piñón, incluso sin realizar un agujero, etc, que puede reducir el volumen y peso del piñón. La reducción de la cantidad de material puede dar lugar a una disminución de los costos de producción.
Aunque el piñón 1 se endureciese, se produciría un alabeo o curvatura nulo o pequeño al endurecimiento porque el volumen y el peso totales del piñón 1 se divide por igual en múltiples divisiones con respecto al plano longitudinalmente central 17. Por lo tanto, la posición del piñón puede coincidir completamente con la posición de la cadena incluso después del endurecimiento. Además, todas las primeras y segundas secciones elevadas 9A y 9B son de forma igual y se hacen de igual material, de modo que el piñón 1 asuma una forma simétrica al girar alrededor de un eje central 16. Esto también puede servir para reducir más la aparición de alabeo debido a endurecimiento.
Como se ha descrito anteriormente, el piñón 1 en esta realización puede reducir su volumen y peso y produce nulo o poco alabeo o curvatura al endurecimiento. Además, el piñón 1 puede realizar un estado de enganche apropiado del piñón con la cadena porque la posición del piñón coincide bien con la posición de la cadena.
El piñón 1 en esta realización de la presente invención también puede lograr efectos distintos de los antes descritos formando la parte periférica exterior del piñón 1 en forma ondulada. Esto puede mejorar la resistencia y la rigidez del piñón en conjunto contra la curvatura o el alabeo. Además, la suciedad o el agua con barro, etc, adheridos al piñón 1 se pueden expulsar suavemente a lo largo de ranuras 2a de la sección ondulada 2, de modo que el daño del piñón 1 y la cadena 10 producido por adhesión de dicha suciedad o agua con barro, etc, al piñón se puede evitar con anterio-
ridad.
Se ha de indicar aquí que, aunque en esta realización se usa para el piñón 1 un material que tiene un grosor de chapa T1 de aproximadamente la mitad de todo el grosor T2 del piñón 1, el grosor del piñón no se limita a ese concreto. Por ejemplo, el grosor de chapa T1 puede ser de un rango de 4/5 a 1/5 de todo el grosor. Si el grosor de chapa T1 fuese mayor que 4/5 de todo el grosor T2 en la dirección del grosor de la raíz de diente del diente adyacente 5, no se podría obtener la ventaja lograda reduciendo el peso del piñón. Por otra parte, si el grosor de chapa T1 fuese menos de 1/5 de todo el grosor T2, no se podría asegurar un nivel suficiente de resistencia. Sin embargo, si la resistencia lo permite, el grosor de chapa T1 puede ser del rango de 4/5 a 1/10 de todo el grosor T2.
Si el grosor de chapa T1 es distinto de la mitad de todo el grosor T2, no es necesario que la superficie inferior de cada sección elevada coincida con el plano longitudinalmente central 17. Por ejemplo, si el grosor de chapa T1 se pone a T1 = T2/3, la forma en sección de cada sección elevada está configurada de tal manera que la superficie inferior de cada sección elevada esté situada en el lado elevado aparte del plano longitudinalmente central 17 y que se forme un espacio entre el plano longitudinalmente central 17 y su superficie inferior, como se representa en la figura 11(A). Alternativamente, si el grosor de chapa T1 se pone a T1 = 2 x T2/3, la forma en sección de cada sección elevada está configurada de tal manera que la superficie inferior de cada sección elevada esté situada en el lado opuesto al lado elevado del plano longitudinalmente central 17 y el plano longitudinalmente central 17 se extiende dentro de cada sección elevada, como se representa en la figura 11(B). En otros términos, cada sección elevada también se puede formar de tal manera que una porción parcial del volumen de cada sección elevada esté en la posición opuesta al lado elevado del plano longitudinalmente central 17.
La forma y tamaño de cada una de las secciones elevadas 9A y 9B de la parte de montaje 7 se puede modificar y variar de forma opcional y apropiada. Por ejemplo, el radio de la parte de montaje 7B se puede ampliar de manera que la periferia exterior de la parte de montaje 7B se aproxime o toque la periferia interior de la sección ondulada 2, como se representa en la figura 12. Además, como en esta configuración, no hay que proporcionar una porción plana 7A. Además, también es posible formar la parte periférica exterior de cada sección elevada en forma semicircular, según se ve desde el lado superior del piñón, y formar el tabique adyacente de cada sección elevada en forma de pared recta, como se representa en la figura 13. Además, también en la realización representada en la figura 13, la parte de montaje 7C se puede formar de modo que la porción semicircular superior de cada sección elevada se aproxime o toque la periferia interior de la sección ondulada 2, como en la realización representada en la figura 12.
Además, la parte de montaje 7D puede estar configurada de tal manera que cada sección elevada sea de forma pentagonal, según se ve desde el lado superior del piñón, como se representa en la figura 14. En esta configuración, el tabique entre las secciones elevadas adyacentes de la forma pentagonal constituye un lado de cada uno de los lados pentagonales de modo que se pueda formar una pared recta en los lados adyacentes. En la realización representada en la figura 14, la parte de montaje 7D también se puede formar de modo que la porción pentagonal superior de cada sección elevada se aproxime o toque la periferia interior de la sección ondulada 2, como en la realización representada en la figura 12.
Como se representa en las figuras 1 y 12-14, cada una de las partes de montaje puede asumir una forma simétrica una con otra, cuando se giran 90º alrededor del eje central 16. Por lo tanto, el piñón 1 se puede preparar fácilmente y la aparición de curvatura o alabeo al endurecimiento se puede reducir más.
También se ha de indicar aquí que el número de secciones elevadas de la parte de montaje 7 se puede modificar y variar de forma opcional y apropiada a condición de que las primeras secciones elevadas 9A y las segundas secciones elevadas 9B estén dispuestas alternativamente a lo largo de la dirección periférica del piñón. Por ejemplo, en las realizaciones representadas en las figuras 1 y 12-14, la parte de montaje 7 está provista de un número total de ocho secciones elevadas, es decir, cuatro primeras secciones elevadas 9A y cuatro segundas secciones elevadas 9B. Se ha de indicar, sin embargo, que el número de las secciones elevadas no se limita a ocho y puede ser 10 o 4 o 6.
Otras realizaciones
Las partes de montaje 7 y 7B-7D del piñón en las realizaciones descritas anteriormente puede presentar los efectos a lograr por la presente invención mediante la combinación de la sección ondulada 2 y la parte periférica exterior de varias formas. Ahora, se describirán otras realizaciones (1) a (6) en las que las partes exteriores periféricas del piñón de las realizaciones anteriores se varían de forma diferente. Se ha de indicar aquí que los elementos estructurales análogos de las realizaciones anteriores están provistos de idénticos números de referencia y que se omite una descripción detallada por razones de brevedad de la explicación.
Realización (1)
En las realizaciones anteriores descritas anteriormente, la sección ondulada 2 del piñón 1 (figura 1) está provista de un número par de dientes porque tiene amplitud en un ciclo constante. Sin embargo, como la sección ondulada 1 de un piñón 1G en una realización representada en las figuras 15 a 17, la sección ondulada 2 también puede estar provista de un número impar de dientes haciendo que un paso de un pliegue entre las porciones superiores adyacentes 3 sea el doble del paso P1 de un pliegue entre las otras porciones 3, es decir, que corresponda a dos ciclos. En esta configuración donde el diente 5 está dispuesto en la porción periférica exterior de la porción superior 3 y un diente 5G también está dispuesto en la porción periférica exterior en una posición intermedia de la porción plegada 4G entre las porciones superiores adyacentes 4G (figura 16), el piñón 1 puede estar provisto de un número impar de los dientes si el número de las partes plegadas 4G es impar. Por otra parte, si el número de las partes plegadas 4G es par, el piñón está provisto de un número par de los dientes. Si se dispone una pluralidad de las partes plegadas 4G, se pueden disponer preferiblemente en un ciclo constante a lo largo de la dirección periférica con el fin de asegurar un equilibrio del piñón 10 en conjunto.
Realización (2)
Como se representa en las figuras 18 y 19, un piñón 31 puede estar configurado de tal manera que al menos una parte periférica exterior del piñón 31 esté provista de una sección ondulada anular 32 que tiene amplitud en la dirección del grosor de chapa que se extiende en un ciclo constante en una dirección radial y los dientes 35 están dispuestos en la porción periférica exterior de la sección ondulada 32. Como se representa en la figura 20, las dos porciones superiores adyacentes 33 de la sección ondulada 32 con los dientes 35 formados encima están situadas entre dos chapas de aro de rodillo opuestas 12, de modo que el enganche del piñón 31 con la cadena 10 se pueda mantener en un estado apropiado. Se ha de indicar aquí que la sección ondulada 2 se puede formar en una zona opcional incluyendo una porción de borde periférico exterior del piñón 31.
Realización (3)
Como se representa en las figuras 21 y 22, un piñón 41 está configurado de tal manera que las secciones gruesas 42 y las secciones finas 43 estén dispuestas al menos en su parte periférica exterior, que se disponen alternativamente a un intervalo constante a lo largo de la dirección periférica del piñón, y que haya un diente 45 en una porción de borde exterior de cada una de las secciones gruesas 42. Dado que los dientes 45 formados en las secciones gruesas 42 pueden enganchar con el rodillo 11 de la cadena 10 aproximadamente en toda su longitud, como los dientes de un piñón convencional, como se representa en la figura 23, el enganche del piñón 41 con la cadena 10 se puede mantener en un estado apropiado. También se ha de indicar aquí que también se puede formar una sección fina 43A en una forma ondulada como la sección fina 43, como se representa en la figura 24.
Realización (4)
Como se representa en la figura 25, un piñón 51 está configurado de tal manera que una pluralidad de secciones de diente 60 estén formadas a un intervalo constante a lo largo de la dirección periférica del piñón al menos en la parte periférica exterior del piñón, sin la formación de ninguna sección ondulada como en las realizaciones anteriores, y que se forme una ranura de diente curvada 61 entre las secciones de diente adyacentes 60. Cuando las secciones de diente situadas dentro de la zona, como indica la línea x-x de la figura 25, se ven desde el lado del piñón, cada una de las secciones de diente 60 se extiende desde su parte de base a su parte de borde periférico de pared 64, como se representa en la figura 26. Como se ha indicado en la vista en sección de la sección de diente 60 (figura 27) tomada a lo largo de la línea E-E' de la figura 25, el grosor de la sección de diente 60 a lo largo de la dirección axial del piñón es igual a todo el grosor T2 del piñón 51 y es mayor que el grosor de una porción plana 62 dispuesta entre la parte de montaje 7 y la sección de diente 60, es decir, el grosor de chapa T1 de la parte de montaje 7. En otros términos, en la realización (4), la sección de diente 60 formada en la parte periférica exterior del piñón es la misma que en un piñón convencional (figura 32(a)) y la parte de montaje 7 de la presente invención se monta dentro de su parte periférica exterior.
Realización (5)
Para reducir más el peso del piñón 51 como se representa en la figura 25, cada sección de diente 60 puede estar provista de una ranura 63 que se extiende dentro de la parte de borde periférico de pared 64 en la dirección radial del piñón, como se ha indicado en una vista frontal (figura 28) que representa la porción lateral de la sección de diente 60 tomada a lo largo de la línea y-y de la figura 25 y en una vista en sección (figura 29) que representa su porción en sección tomada a lo largo de la línea E-E' de la figura 25. La ranura 63 divide en dos la sección de diente 60 que tiene todo el grosor T2: una primera porción de paso 65 y una segunda porción de paso 67, extendiéndose cada una de las porciones de paso en una fila a lo largo de la dirección axial del piñón, el piñón en la realización (5) puede reducir el volumen de la sección de diente por el volumen correspondiente al de la ranura 63, de modo que el piñón de la realización (5) sea más ligero que el piñón de la realización (4).
Realización (6)
En las realizaciones anteriores y las realizaciones (1) a (5), se puede prever un medio reductor de ruido que pueda reducir los ruidos producidos al contacto del piñón con la cadena. Por ejemplo, como se representa en la figura 30, se puede disponer un elemento amortiguador anular 50 alrededor del piñón 1 de la figura 1, haciéndose el elemento amortiguador anular de material de caucho que tiene flexibilidad y elasticidad. En esta configuración, el elemento amortiguador 50 es flexible de modo que el elemento amortiguador esté dispuesto alternativamente en un estado curvado forzado a lo largo de los dientes así como que una porción del elemento amortiguador esté dispuesta fuera de la dirección radial alrededor de las partes inferiores de diente 4a. Los elementos amortiguadores 50 se fijan posteriormente al piñón con adhesivo. Dado que el elemento amortiguador 50 está dispuesto cerca de las partes inferiores de diente 4a, el rodillo 11 de la cadena 10 puede entrar en contacto con el elemento amortiguador 50 al enganche del piñón con la cadena 10 de modo que se puedan reducir los ruidos producidos de otro modo por el contacto del piñón con la cadena 10.
En la realización representada en la figura 30, el elemento amortiguador 50 está formado en forma de aro. También se puede disponer un elemento amortiguador, como se representa en la figura 31, de tal manera que un elemento amortiguador en forma de aro 51 esté provisto de una parte rebajada 52 en la porción que, a su vez, entra en contacto con el diente 5 y que está dispuesta de manera análoga como se ha descrito anteriormente. La parte rebajada 52 se puede disponer alrededor del piñón sin curvar el elemento amortiguador 51. Por lo tanto, en esta realización, el elemento amortiguador 51 también se puede hacer de material de caucho o cualquier material plástico que tenga nula o poca flexibilidad. Además, si la parte rebajada 52 se conforma de manera que coincida con la forma del diente 5, el elemento amortiguador se puede montar en el piñón sin formar ningún intervalo entre el elemento amortiguador 50 y el diente 5. Aunque las realizaciones representadas en las figuras 30 y 31 se refieren a ejemplos donde el elemento amortiguador está dispuesto en forma de aro, también es posible prever el elemento amortiguador para cada parte inferior de diente 4a (figura 30) del diente. Si se formase la sección ondulada 2 que tiene amplitud en la dirección del grosor que se extiende Radialmente en un ciclo constante (como en la figura 1), se puede incrustar un elemento amortiguador en la porción plegada en el lado superior e inferior de la sección ondulada 2.
Como material para uso con el piñón según cada realización de la presente invención, se puede usar un material tal como acero bajo en carbono de un contenido de carbono de 0,25% en peso, preferiblemente de 0,10 a 0,20% en peso. Si se utiliza un acero bajo en carbono que tiene un contenido de carbono superior a 0,25% en peso, por una parte, se puede ganar dureza en grado suficiente extensión, pero los costos de producción de material pueden ser caros dando lugar a mayores costos de producción del piñón propiamente dicho. Con el fin de reducir los costos de material todo lo posible, es preferiblemente inferior a 0,2% en peso. Por otra parte, si el contenido de carbono de acero bajo en carbono es inferior a 0,10% en peso, la llamada dureza Rockwell C es 35 o menor incluso alrededor de la dureza teóricamente mayor de modo que no se puede lograr un amplio nivel de resistencia a la abrasión. Por lo tanto, se prefiere poner el contenido del acero bajo en carbono a 0,10% en peso o más.
Los piñones según la presente invención se pueden preparar por procesos que constan principalmente de procesado en prensa, reduciendo el contenido de carbono de los piñones como se ha descrito anteriormente. Esto puede simplificar el proceso de fabricación para la producción de los piñones y reduce los costos de producción en gran medida. Además, esto sirve para mejorar fácilmente la precisión al efectuar el procesado.
En el proceso para la producción de los piñones que consiste principalmente de procesado en prensa, también se puede formar al menos secciones de diente del piñón mediante procesado mecánico. Esto puede evitar efectivamente la aparición de fisuras al endurecimiento. El proceso de corte de engranajes también se puede realizar por procesado en prensa. En este caso, sin embargo, se prefiere biselar después del proceso de corte de los engranajes.
En el proceso de endurecimiento de los piñones según la presente invención, el proceso de endurecimiento puede ser realizado calentando las secciones de diente del piñón a temperatura superior a la temperatura de transformación A3 (por ejemplo, 870ºC o superior) por medio del denominado dispositivo de calentamiento de alta frecuencia y rociando posteriormente agua sobre las secciones de diente inmediatamente después de la interrupción del procedimiento de calentamiento. En este proceso de temple, la temperatura de las secciones de diente se puede enfriar rápidamente por debajo de 500ºC o menos en 0,5 segundo, permitiendo por ello que la dureza de las secciones de diente llegue a un rango de 35 a 55 de dureza Rockwell C en torno a la dureza teórica más alta.
Los piñones según la presente invención se pueden procesar fácilmente en prensa en varias formas poniendo el índice de contenido de carbono del material para uso en los piñones a varios valores dentro de un rango predeterminado. Además, los piñones pueden asegurar un nivel suficiente de resistencia a abrasión por medio del proceso de endurecimiento usando un dispositivo de calentamiento de alta frecuencia o de otro modo.
Se ha de indicar aquí que la presente invención no se interpreta limitada a las realizaciones descritas anteriormente y se entiende fácilmente que cualesquiera modificaciones y variaciones quedan incluidas dentro del alcance sin apartarse del espíritu de la invención.
Por ejemplo, en las realizaciones anteriores de la presente invención, el piñón de la presente invención se divide en divisiones que tienen sustancialmente igual volumen y peso total del piñón con respecto al plano longitudinalmente central 17. Se ha de indicar aquí, sin embargo, que la presente invención no se limita a esta característica particular y las divisiones del piñón que son algp menos iguales en el volumen y peso total también pueden ser aceptables a condición de que el alabeo o la curvatura del plano debido a endurecimiento se pueda evitar en grado suficiente.
Además, en las realizaciones anteriores de la presente invención, todas las secciones elevadas son iguales en forma y volumen. La presente invención no se limita, sin embargo, a estas características. La presente invención puede abarcar dentro de su alcance extensiones donde cada una de las secciones elevadas son de forma diferente. Por ejemplo, aunque cada sección elevada está provista de una porción superior plana en las realizaciones anteriores, una porción superior de la primera sección elevada en una realización modificada puede ser de una forma diferente de la de la segunda sección elevada o la primera sección elevada en una realización modificada puede ser de una forma diferente de la segunda sección elevada, a condición de que se pueda adaptar a la forma de la porción de pestaña de la
rueda.
Además, la parte de montaje 7 puede estar provista de una porción distinta de las primeras secciones elevadas y las segundas secciones elevadas.
En las realizaciones anteriores, la superficie de extremo (la superficie de extremo inferior 18A o el extremo superior plano 18B) de la parte de montaje 7 se pone a nivel con la superficie de extremo de su parte periférica exterior. El piñón de la presente invención, sin embargo, puede ser de una forma en la que la superficie de extremo de la parte de montaje 7 esté situada axialmente fuera de la superficie de extremo de su parte periférica exterior, si lo permite la posición de montaje del piñón en la rueda.
Además, las realizaciones anteriores se refieren al caso donde el piñón de la presente invención se monta en la rueda de una motocicleta u otros vehículos de dos ruedas tales como una bicicleta. Se ha de entender, sin embargo, que el piñón se puede montar en un elemento rotativo distinto de la rueda, a condición de que la potencia pueda ser transmitida por la cadena.
Además, se puede formar una pluralidad de agujeros en posiciones opcionales y apropiadas del piñón con el fin de reducir el peso y volumen del piñón, aunque no se representa en el dibujo. Por ejemplo, se puede disponer agujeros en la porción plana 7A de la figura 1 o análogos, o se puede formar agujeros distintos del agujero de montaje 8 en las secciones elevadas primeras y segundas con el fin de reducir el peso del piñón.
En las realizaciones descritas anteriormente, la sección ondulada 2 tiene las porciones superiores 3 dispuestas extendiéndose a lo largo de la dirección radial (como se representa en la figura 6). También es posible formar la sección ondulada 2 de modo que las porciones superiores 3 se inclinen en la dirección radial. Esta característica también se puede aplicar a las otras realizaciones en las que se prevén las porciones superiores 3.

Claims (18)

1. Un piñón (1) incluyendo al menos una parte de montaje (7) para montaje en un elemento rotativo y una parte periférica exterior (2) que tiene una pluralidad de dientes (5) que pueden enganchar con una cadena, teniendo el piñón un primer lado de superficie de chapa y un segundo lado de superficie de chapa opuesto al primer lado de superficie de chapa, donde
dicha parte de montaje (7) incluye una primera sección (9A) elevada sobre el primer lado de superficie de chapa con respecto a un plano longitudinalmente central que se extiende a lo largo del centro del piñón (10) y una segunda sección elevada sobre el segundo lado de superficie de chapa con respecto al plano longitudinalmente central, con el fin de reducir la aparición de distorsión o curvatura debido a endurecimiento;
donde dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) tienen una porción plana superior (15A, 15B); caracterizado porque: cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) se engancha con una superficie de montaje de un elemento rotativo al montar en el elemento rotativo, y cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9A) está provista de un agujero de montaje (8).
2. El piñón (1) según la reivindicación 1, donde dicha parte de montaje (7) incluye la primera sección (9A) y la segunda sección (9B) con el fin de dividir el volumen total y el peso del piñón (1) en divisiones sustancialmente iguales en el plano longitudinalmente central (17).
3. El piñón (1) según la reivindicación 1 o 2, donde cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) define una superficie de extremo inferior y una superficie de extremo superior del piñón (1), respectivamente.
4. El piñón (1) según la reivindicación 3, donde cada una de las porciones planas superiores de dicha primera sección (9) y dicha segunda sección (9B) está a un nivel con la superficie de extremo inferior y la superficie de extremo superior de dicha parte periférica exterior (2), respectivamente.
5. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) están dispuestas en pluralidad.
6. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) están dispuestas alternativamente a lo largo de una dirección periférica del piñón (1).
7. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde dicha parte de montaje (7) es simétrica cuando se gira un ángulo predeterminado alrededor del eje central (0) del piñón.
8. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) son de forma sustancialmente idéntica y dicha primera sección (9A) y dicha segunda sección (9B) están dispuestas en igual número.
9. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde un grosor de chapa de dicha parte de montaje (7) es menor que todo el grosor de dicha parte periférica exterior (2).
10. El piñón (1) según la reivindicación 9, donde el piñón (1) en conjunto se hace de material que tiene un grosor de chapa uniforme.
11. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde una sección ondulada (2) que tiene amplitud en la dirección del grosor está formada a lo largo de la dirección periférica en dicha parte periférica exterior (2) y un diente (5) está formado al menos en una parte de borde exterior de una porción superior (3) de un pliegue (4) de la sección ondulada.
12. El piñón (1) según la reivindicación 11, donde un paso de al menos un pliegue (4) entre porciones superiores (3) de dicha sección ondulada (2) se hace diferente de un paso de otro pliegue (4) entre sus porciones superiores (3); y se ha formado un diente (5) en una porción de borde exterior de la porción superior (3) del pliegue (4) de dicha sección ondulada (2) y se ha formado en una porción de borde exterior en una posición intermedia de una porción plegada (4) entre las porciones superiores (3).
13. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde una sección ondulada anular que tiene amplitud en la dirección del grosor se ha formado a lo largo de la dirección radial en dicha parte periférica exterior (2); y se han dispuesto dientes (5) en una porción periférica exterior de dicha sección ondulada (2).
14. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde una sección gruesa y una sección fina están dispuestos alternativamente a lo largo de una dirección periférica en dicha parte periférica exterior (2); y se ha previsto un diente (5) en una porción de borde exterior de dicha sección gruesa.
15. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde cada diente (5) formado en dicha parte periférica exterior de dicha sección gruesa está provisto de dos porciones de borde de diente (65, 67) que miran una a otra en la dirección del grosor; y entre dichas dos partes de borde de diente (65, 67) se ha dispuesto una ranura (63) que se extiende dentro en la dirección radial.
16. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde se ha dispuesto un elemento amortiguador (5) en la parte periférica exterior (2) para reducir ruidos producidos por el contacto del piñón (1) con una cadena.
17. El piñón (1) según la reivindicación 9, donde un grosor de chapa de material para dicha parte de montaje (7) es más fino que un grosor de chapa de material para dicha parte periférica exterior (2).
18. El piñón (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, donde se ha formado un agujero (8) en dicha parte de montaje (7) con el fin de reducir el peso del piñón.
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