ES2322993T3 - Embrague de piñon libre bidireccional para un eje de motor primario. - Google Patents
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Abstract
Un embrague de piñón libre bi-direccional (30, 100, 200) para controlar la transmisión de par a segmentos de árbol (22, 24) de un eje de accionamiento primario de una máquina de ruedas, comprendiendo el embrague de piñón libre bi-direccional: un engranaje de entrada (32, 110, 212) adaptado para ser acoplado con un árbol de entrada para transmisión de rotación del árbol de entrada a rotación del engranaje de entrada; una carcasa de embrague (32, 108, 214) acoplada y adaptada para ser girada por el engranaje de entrada, teniendo la carcasa de embrague una superficie de leva interior sobre la misma; una pareja de cubos (54, 124, 218), cada uno de los cuales está adaptado para acoplarse con un extremo de un segmento de árbol de un accionamiento primario axial para rotación con el mismo; un conjunto de rodillos (38, 114) dispuesto dentro de la carcasa de embrague, incluyendo el conjunto de rodillos: una pluralidad de rodillos (40, 116) dispuestos en dos juegos de rodillos, estando colocado cada juego alrededor de al menos una porción de un cubo, y una jaula de rodillos (42, 118, 216) que tiene una pluralidad de ranuras, estando localizado cada rodillo dentro de una ranura, estando localizada la jaula de rodillos al menos alrededor de una porción de uno de los cubos para colocar cada conjunto de rodillos alrededor de uno de los cubos; estando localizado el conjunto de rodillos adyacente a la superficie de leva interior (36, 112), estando adaptada la superficie de leva interior para proporcionar acoplamiento de chaveta de los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos cuando la carcasa del embrague es girada en una primera dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento hacia delante y cuando la carcasa de embrague es girada en una segunda dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento inverso, estando la segunda dirección de rotación opuesta a la primera dirección; y al menos un miembro de fricción (72, 150/152, 228) en contacto con una porción extrema axialmente exterior de la jaula de rodillos y el cubo, provocando el miembro de fricción que la jaula de rodillos gire con los cubos con relación a la carcasa de embrague para acoplar los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos en la posición de acoplamiento hacia delante, permitiendo el miembro de fricción que al menos uno de los cubos se mueva con relación a la jaula de rodillos cuando ese cubo está girando más rápidamente que la carcasa del embrague; y caracterizado porque comprende: una pluralidad de muelles (46) fijados a la jaula de rodillos de manera que dos muelles están asociados y localizados sobre lados opuestos de cada rodillo, permitiendo los muelles que los rodillos se muevan con relación a la jaula de rodillos y la carcasa de embrague, de tal manera que todos los rodillos se enchavetan con un cubo al mismo tiempo.
Description
Embrague de piñón libre bidireccional para un
eje de motor primario.
La presente invención se refiere y reivindica la
prioridad de la solicitud de los Estados Unidos titulada
"Bi-Directional Overrunning Cluth for a Primary
Drive Axle", presenta el 24 de Septiembre de 1002 (Referencia Nº
5058-38 US), Nº de serie 10/253.357.
La presente invención se refiere a embragues y,
más particularmente, a un embrague de piñón libre para controlar la
transmisión de par al eje de accionamiento primario de una máquina
de ruedas.
El documento US 2 191 763 describe un embrague
con las características del preámbulo de la reivindicación 1.
En años recientes ha existido una demanda
tremenda para añadir propulsión a motor a las máquinas que
anteriormente habían sido impulsadas manualmente. Un ejemplo de un
dispositivo de este tipo es un equipo de potencia impulsados al
caminar detrás de ellos. Estos dispositivos solamente eran
impulsados por empuje. Sin embargo, modelos más recientes son
auto-propulsados. Ejemplos de tales equipos son
cortacésped, aspiradoras de césped, soplantes de nieve, máquinas
recortadoras, sierras de cantear, cuchillas de hormigón y de asfalto
y similares. Un número de factores han impulsado a moverse hacia la
auto-propulsión, tales como el deseo de equipo
mayor que requiera menos esfuerzo y que permita un control más
detallado. La velocidad de la operación es otro factor que ha
impulsado la demanda creciente de equipo
auto-propulsado. Los sistemas actuales de
auto-propulsión para equipo impulsado a caminar
detrás del mismo caen generalmente en dos categorías, simple y
complejo.
En un sistema de accionamiento de tipo simple,
un árbol o correa de accionamiento está conectado a un eje de
accionamiento sencillo, que acciona ambas ruedas. Puesto que las
ruedas se encuentran sobre un árbol común, giran a la misma
velocidad. La deficiencia principal con este tipo de dispositivo es
que no se permite ninguna rotación diferencial entre las ruedas de
accionamiento. Como resultado, la máquina no es eficiente durante
la circulación en curvas, que requiere que la rueda exterior recorra
una distancia mayor que la rueda interior. Debido a que la rueda
exterior debe circular más rápidamente que la rueda interior en la
misma cantidad de tiempo, la rueda exterior debe girar más rápida
que la rueda interior. Cuando las ruedas exterior e interior están
fijadas a un eje común, sin embargo, no se permite esta rotación
diferencial. El resultado es que o bien la rueda interior es
accionada más rápida o la rueda exterior es accionada más lente que
lo necesario. En cualquier caso, la toma de la curva por el equipo
requiere que una de las ruedas resbale o patine. Esto da como
resultado un desgaste prematuro de la rueda.
La dificultad en la circulación en curvas y el
resbalamiento de la rueda son dos inconvenientes principales con el
uso de equipo que tiene ruedas de accionamiento fijadas a un eje
común. Adicionalmente, el operador debe realizar un esfuerzo para
superar las fuerzas de acoplamiento con el suelo para permitir que
una rueda resbale. Adicionalmente, el resbalamiento de la rueda
puede causar daño a las superficies sobre las que el equipo está
funcionando, así como desgaste acelerado de los neumáticos. Por
ejemplo, el giro de un cortacésped con este tipo de sistema de
accionamiento daña el césped que se encuentra debajo de la rueda que
resbala.
Una solución a este problema se describe en la
patente de los Estados Unidos Nº 6.209.697, que describe un
embrague de piñón libre unidireccional, que está montado en el cubo
de una rueda de un dispositivo convencional impulsado caminando
detrás del mismo, tal como un cortacésped.
Los sistemas de accionamiento complejos para
equipo auto-propulsado impulsado caminando detrás de
los mismos proporcionan generalmente un diferencial entre la pareja
de ruedas de accionamiento. El diferencial permite rotación
independiente o diferencial de las ruedas de accionamiento sobre un
eje cuando el usuario toma una curva.
Muchos diferenciales existentes actualmente en
el mercado utilizan alguna forma de embrague de piñón libre para
transmitir par cuando se necesita a un árbol accionado. Una
utilización con éxito de un embrague de piñón libre en un vehículo
todo terreno se describe en la patente de los Estados Unidos Nº
5.036.939. En esa patente, el vehículo incorpora embragues de piñón
libre en los que el cubo de la rueda está montado en el eje,
permitiendo de esta manera que cada rueda se desacople de una manera
independiente cuando se requiere.
Otra utilización con éxito de un embrague de
piñón libre en un diferencial se describe en la patente de los
Estados Unidos Nº 5.971.123, propiedad en común del concesionario de
la presente invención. Esa patente describe un diferencial de
embrague de piñón libre bi-direccional
electro-mecánico innovador, que soluciona muchos de
los problemas inherentes a los sistemas de accionamiento de la
técnica anterior. El diferencial de embrague de piñón libre
bi-direccional utiliza una bobina controlada
eléctricamente para hacer avanzar y/o retardar una jaula de
rodillos, controlando de esta manera la capacidad del diferencial
para acoplarse o desacoplarse en función del estado operativo de
las ruedas primaria y secundaria. El diferencial
bi-direccional de la patente de los Estados Unidos
Nº 5.971.123 describe también un sistema de accionamiento inverso.
El sistema de accionamiento inverso se acopla activamente con los
árboles secundarios en ciertas situaciones, en las que se necesita
tracción extra. Por ejemplo, cuando el vehículo está bajando por una
pendiente, el sistema se acopla con las ruedas delanteras, que son
las ruedas con la mejor tracción.
Los diferenciales complejos convencionales y los
embragues de piñón libre son, en general, costosos de fabricar y,
por lo tanto, están relegados a vehículos más costosos, tales como
automóviles y vehículos de accionamiento a las cuatro ruedas.
Existe una necesidad de un embrague de piñón
libre bi-direccional menos complejo y menos costoso,
que se puede utilizar en varias máquinas
auto-propulsadas y en vehículos ligeros, tales como
soplantes de nieve, cortacésped, carros de golf, y cuchillas de
hormigón y de asfalto.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un embrague de piñón libre para controlar la transmisión
de para una pareja de segmentos de árbol de un eje de accionamiento
primario en una máquina de ruedas. El embrague de piñón libre
incluye una pareja de cubos, cada uno de los cuales está acoplado
con un exterior interior de un segmento de árbol correspondiente
del eje de accionamiento primario. El embrague de piñón libre
incluye, además, un conjunto de rodillos que tiene rodillos
dispuestos en dos juntos, cada uno de los cuales está asociado con
uno de los cubos y una jaula de rodillos que tiene una pluralidad de
recesos, incluyendo cada receso al menos un rodillo. La jaula de
rodillos define una abertura central en la que es recibida la
pareja de cubos. El embrague de piñón libre incluye también una
superficie de levas, que está localizada radialmente fuera del
conjunto de rodillos. La superficie de levas, que actúa en
combinación con los cubos, está adaptada para proporcionar
acoplamiento enchavetado de los rodillos entre la superficie de leva
y los cubos cuando la jaula de rodillos es girada con relación a la
carcasa del embrague (posición de acoplamiento hacia delante). El
embrague de piñón libre incluye, además, al menos un miembro de
fricción que está en contacto con la jaula de rodillos y el cubo,
de tal manera que, durante el funcionamiento, el miembro de fricción
genera fuerzas de fricción entre la jaula de rodillos y el cubo,
que provocan que la jaula de rodillos gire con el cubo, colocando
de esta manera la jaula de rodillos en la posición de acoplamiento
hacia delante.
De acuerdo con una forma de realización de la
invención, el embrague de piñón libre incluye una pareja de
cubiertas montadas sobre lados opuestos de la jaula de rodillos para
rotación concomitante con ella. En esta forma de realización, el
miembro de fricción incluye una pareja de miembros de fricción
elásticos, tales como juntas tóricas, uno montado en compresión
entre cada cubo y una cubierta adyacente, de tal manera que el
miembro elástico provoca que la jaula de rodillos gire en
combinación con el cubo. En otra forma de realización de la
invención, el miembro de fricción es un muelle ondulado localizado
entre la jaula de rodillos y el cubo.
Las características anteriores y otras
características de la invención y las ventajas de la presente
invención serán más evidentes a la luz de la siguiente descripción
detallada de las formas de realización preferidas, como se ilustra
en las figuras que se acompañan. Como se comprenderá, la invención
es capaz de modificaciones en varios aspectos, sin apartarse de la
invención. De acuerdo con ello, los dibujos y la descripción deben
considerarse como ilustrativos por naturaleza, y no como
restricción.
Para fines de ilustración de la invención, los
dibujos muestran una forma de la invención que se prefiere
actualmente. No obstante, debería entenderse que está invención no
está limitada a las disposiciones precisas e instrumentalidades
mostradas en los dibujos.
La figura 1A es una vista lateral de un soplante
de nieve que incorpora la presente invención.
La figura 1B es una ilustración esquemática de
las ruedas, eje y embrague del soplante de nieve de la figura 1A
girado hacia la izquierda.
La figura 1C es una ilustración esquemática de
las ruedas, eje y embrague del soplante de nieve de la figura 1A
girando a la derecha.
La figura 2 es una ilustración esquemática de
una forma de realización del embrague de piñón libre de acuerdo con
la presente invención, para uso en una máquina de accionamiento
positivo, tal como el soplante de nieve de la figura 1A.
La figura 3 es una vista en perspectiva
despiezada ordenada de un embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una forma de
realización de la presente invención.
La figura 4 es una vista de la sección
transversal del embrague de sobre-marcha
bi-direccional de la figura 3.
La figura 4A es una vista lateral del embrague
de piñón libre bi-direccional de la figura 4 en su
posición neutral.
\newpage
La figura 4B es una vista lateral del embrague
de piñón libre bi-direccional de la figura 4 en su
posición de acoplamiento de accionamiento positivo.
La figura 4C es una vista lateral del embrague
de piñón libre bi-direccional de la figura 4 en su
posición de acoplamiento de accionamiento inverso.
La figura 5 es una vista lateral del embrague de
piñón libre bi-direccional de la figura 4.
La figura 6 es una vista de la sección
transversal del embrague tomada a lo largo de las líneas de sección
A-A en la figura 7.
La figura 7 es una vista de la sección
transversal lateral del embrague tomada a lo largo de las líneas
B-B en la figura 6.
La figura 8 es una vista en perspectiva
despiezada ordenada de otra forma de realización de un embrague de
piñón libre bi-direccional de acuerdo con la
presente invención.
La figura 9 es una vista lateral derecha,
parcialmente en sección del embrague de piñón libre
bi-direccional de la figura 8.
La figura 10 es una vista lateral izquierda de
un embrague de piñón libre bi-direccional de la
figura 8.
La figura 11 es una vista de la sección
transversal del embrague de piñón libre
bi-direccional de la figura 8.
La figura 12 es una vista delantera de un eje
transversal que incorpora un embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la presente
invención; y
La figura 13 es una vista en sección del eje
transversal de la figura 12 que ilustra la incorporación del
embrague bi-direccional entre un árbol intermedio y
dos cubos de salida.
Con referencia ahora a los dibujos, en los que
los mismos números de referencia ilustran elementos
correspondientes o similares a través de las varias vistas, las
figuras 1A-1C ilustran un soplante de nieve 10 que
incorpora un embrague de piñón bi-direccional de
acuerdo con la presente invención. El soplante de nieve incluye un
eje de accionamiento 12 que está soportado para rotación con
respecto a un bastidor 14 de una manera convencional. Un motor 16
proporciona la potencia para un conjunto de soplante 18 así como
potencia para propulsar el soplante de nieve 10, como se describirá
con más detalle. Una manivela 20 está conectada al bastidor 14 para
proporcionar el funcionamiento del soplante de nieve caminando
detrás del mismo.
Como se ve en la figura 2, el eje de
accionamiento 12 incluye segmentos de árbol 22, 24 separados que
están conectados a ruedas 26, 28, respectivamente, para rotación con
ellas. Cada uno de los segmentos de árbol 22, 24 está conectado
también en un extremo interior opuesto a un embrague de piñón libre
bi-direccional 30 que se puede acoplar con el motor
16. La conexión se puede realizar a través de cualquier medio
convencional, pero en la forma de realización ilustrada es una
conexión con chavetas.
El embrague de piñón libre
bi-direccional 30 está construido para transferir
par motor a los segmentos del árbol 22, 24 para accionar las ruedas
26, 28. Como se describirá con más detalle, la construcción del
embrague 30 facilita el giro del soplante de nieve 10 permitiendo
que una rueda exterior y el segmento de árbol asociado giren más
rápidamente que la rueda interior y el segmento de árbol asociado,
que permanecen asociados positivamente por el embrague 30. Por lo
tanto, el embrague 30 permite a la rueda exterior girar
independientemente mientras la rueda interior continúa accionando la
máquina. El eje de accionamiento 12 y las ruedas 26, 28 se muestran
con línea discontinua en las figuras 1B y 1C, cando son accionadas a
lo largo de una trayectoria recta hacia la izquierda y con línea
continua cuando son accionadas a través de giros. En el giro a la
izquierda ilustrado en la figura 1B, se permite que la rueda 26
sobrepase el embrague 30 mientras la rueda 28 permanece siendo una
rueda accionada positivamente. En el giro a la derecha mostrado en
la figura 1C, la rueda 28 sobrepasa mientras la rueda 26 es
accionada positivamente por el embrague 30.
Con referencia a la figura 3, la construcción
del embrague bi-direccional 30 de acuerdo con la
presente invención se ilustra en una vista en perspectiva
despiezada. El embrague 30 incluye una carcasa de embrague 32 que
tiene dientes de engrane 34 formados integralmente alrededor de una
superficie exterior del mismo. Como se comprenderá mejor por un
técnico en la materia, los dientes de engrane 34 están adaptados
para acoplarse e cooperación con dientes formados de un engranaje
accionado por motor (no mostrado) para transmitir rotación desde un
árbol de accionamiento hasta la carcasa del embrague 32. Además,
aunque los dientes de engrane se muestran formados integralmente
con la carcasa de embrague, debería comprenderse fácilmente que los
dientes de engrane 34 pueden estar formados sobre un componente
separado que se fija a la carcasa de embrague 32.
La carcasa de embrague 32 incluye una superficie
de leva interior 36 para transferir rotación de la carcasa de
embrague 32 a otros componentes del embrague 30, como se describirá
con más detalle a continuación.
El embrague 30 incluye, además, un conjunto de
rodillo 38 que tiene rodillos 40 dispuestos en dos juegos, con
preferencia de seis rodillos cada uno, aunque se pueden utilizar
otros números de rodillos en la presente invención. El conjunto de
rodillos 38 incluye también una jaula de rodillos 42 para soportar
de forma giratoria los rodillos 40. La jaula de rodillos 42 incluye
ranuras o recesos espaciados 44 formados sobre lados opuestos de la
jaula 42. Las ranuras 44 están dimensionadas para recibir los
rodillos 40.
El conjunto de rodillos 38 incluye una
pluralidad de clips de resorte 48 para posicionar los rodillos 40
en las ranuras 44. Cada uno de los clips 46 está configurado con
preferencia sustancialmente en forma de C con una porción de base
50 y dos brazos 48 que se curvan hacia fuera, que se extienden desde
extremos opuestos de la porción de base 50. Como se ve en la figura
3, los brazos 48 para cada uno de los clips son recibidos en
ranuras 44 adyacentes con la posición de base 50 posicionada contra
la cara lateral de la jaula de rodillos 42. Los canales 52 están
formados con preferencia en las ranuras 44 y están dimensionados
para recibir los extremos de los brazos 48 opuestos a la porción de
base 50 para guiar y retener los brazos en las ranuras. La
curvatura de los brazos 48 es tal que se curvan hacia dentro en las
ranuras 44 y funcionan para posicionar los rodillos 40 dentro de la
jaula de rodillos 42. Más específicamente, como se muestra, un brazo
desde cada clip de resorte 46 adyacente está localizado dentro de
cada ranura. La forma arqueada de cada brazo se curva una hacia la
otra, desviando de esta manera los rodillos sustancialmente en el
centro de la ranura, que es la posición neutral del rodillo. La
posición de base del clip de resorte 46 incluye con preferencia un
taladro que recibe un dispositivo de sujeción, tal como un tornillo
para montar el clip de resorte 46 a la jaula de rodillos. Los
muelles compensan las tolerancias en la fabricación de los varios
componentes, de manera que todos los rodillos se acoplan al mismo
tiempo.
Aunque las figuras ilustran el uso de clips de
resorte en forma de C 46 descritos anteriormente para el
posicionamiento de los rodillos, se pueden sustituir otros muelles
en el conjunto de rodillos. Por ejemplo, un clip de resorte
adecuado se describe en la solicitud simultánea Nº de serie
09/803.059, presentada el 9 de Marzo de 2001 y titulada "Spring
Assembly For A Bi-Directional Overrunning Cluth",
que es propiedad en común de la concesionaria de la presente
invención. Esa solicitud se incorpora aquí por referencia en su
integridad.
El embrague 30 incluye, además, cubos 54 que
tienen chavetas 56 formadas sobre una superficie interior de los
mismos para recibir extremos de chavetas de los segmentos de árbol
22, 24. Naturalmente, el cubo puede incluir en su lugar una porción
de árbol de adaptación con otras chavetas para acoplamiento con
chavetas interiores sobre un segmento de árbol. Otros tipos de
conexiones bien conocidas pueden sustituir a las chavetas
ilustradas. La conexión de chavetas asegura los cubos 54 a los
segmentos de árbol 22, 24, de tal manera que cada uno de los cubos
54 gira en combinación con uno de los segmentos de árbol 22, 24.
Como se ve mejor en las figuras 6 y 7, por ejemplo, los cubos 54
son recibidos en el interior de la jaula de rodillos 42, de tal
manera que los rodillos 40 están localizados entre la superficie
exterior de los cubos 54 y la superficie de leva interior 36. Una
arandela o cojinete 57 está localizado entre los cubos 54 para
facilitar la rotación relativa entre los dos cubos 54 durante el
giro del soplante de nieve 10 mostrado en las figuras 1B y 1C. La
arandela 57 puede estar fabricada de cualquier material de baja
fricción adecuado o puede ser un rodillo o cojinete de empuje.
También se pueden utilizar otros tipos de componentes.
Con referencia de nuevo a la figura 3, cada uno
de los cubos 54 incluye una primera porción de acoplamiento del
rodillo 58 y una segunda porción 59 que tiene una superficie
exterior que está con preferencia reducida en el diámetro con
respecto a la de la porción de acoplamiento del rodillo 58. La
porción de diámetro reducido 59 está dimensionada con preferencia
para extenderse a través de una abertura central 62 en una de las
cubiertas opuestas 60. El montaje de los cubos 54 y de las
cubiertas 60 a la carcasa de embrague 60 se muestra en las figuras
4 y 6. Una pluralidad de bulones 54 se extienden a través de
aberturas 66 en las cubiertas y se enroscan en aberturas 68 en la
jaula de rodillos 42 para asegurar las cubiertas 60 a la jaula de
rodillos, como se ve en la figura 7. Como se ve en la figura 3,
cada uno de los clips de resorte 46 incluye también una abertura 70
en la porción de base 50. Cuando los clips de resorte 46 se acoplan
con la jaula de rodillos, las aberturas 70 en la porción de base 50
están alineadas con los taladros 68 roscados en la jaula de rodillos
42. Por lo tanto, la fijación de la cubierta 60 a la jaula de
rodillos 42 asegura también los clips 46 a la jaula de rodillos
42.
En la forma de realización de la invención
mostrada en las figuras 3 a 7, el embrague de piñón libre
bi-direccional 30 incluye también juntas tóricas
interiores y exteriores 72, 74, respectivamente, que proporcionan
una junta de grasa para el conjunto de rodillos 38. Como se ve en
las figuras 2, 3 y 6, las juntas tóricas interiores 72 están
localizadas entre el lado radialmente interno de la jaula de
rodillos 42, las cubitas 60 y los cubos 54. Las juntas tóricas
exteriores 74 están localizadas entre un borde exterior de la
carcasa de embrague 32 y la cubierta 60. Como se describirá con más
detalle, las juntas tóricas interiores 72 funcionan también como un
miembro de fricción para asistir en el control de la transferencia
de par entre la carcasa de embrague 32 y los segmentos del árbol
22, 24, como se describirá con más detalle. Como será evidente, los
componentes de fricción no tienen que ser necesariamente juntas
tóricas, sino que pueden ser componentes elásticos o muelles.
Con referencia a las figuras 4, 4A, 4B y 6, se
describirá con más detalle el funcionamiento del embrague de piñón
libre bi-direccional 30. Aunque los dibujos ilustran
la incorporación del embrague de piñón libre
bi-direccional en un soplante de nieve 10 de eje
individual impulsado caminando detrás del mismo, será bastante
evidente a partir de la siguiente descripción que la presente
invención no está limitada al uso solamente con un soplante de
nieve. En su lugar, la presente invención se puede utilizar con
cualquier máquina adecuada que tiene un eje de accionamiento
principal con dos segmentos de eje que están accionados. Como se ha
descrito anteriormente, las cubiertas 60 y la jaula de rodillos 42
están aseguradas juntas por los bulones 64. Actuando de esta
manera, las juntas tóricas interiores 72 son comprimidas entre las
cubiertas 60 y los cubos 54, como se muestra en la figura 6. Las
fuerzas de fricción generadas por la compresión de las juntas
tóricas 72 (o miembro elástico similar) proporcionan restricción
limitada contra movimiento relativo entre la combinación de jaula
de rodillos 42/cubiertas 60 y los cubos 54.
La figura 4A ilustra el embrague de piñón libre
bi-direccional antes del acoplamiento. Como se
muestra, los rodillos 40 del conjunto de rodillos 38 están
localizados entre porciones delantera y trasera de la superficie de
levas 36. Más específicamente, como se muestra en las figuras 4A y
7, el contorno de la superficie de leva 36 incluye una pluralidad
de picos y valles. Cuando la jaula de rodillos 42 está localizada
dentro de la carcasa de embrague 32, los rodillos 40 están
localizados dentro de los valles con la superficie de leva 36
estrechándose cónicamente hacia dentro hacia la jaula de rodillos
sobre cada lado de los rodillos 40 (referidas generalmente aquí
como porciones cónicas 37_{T}). La superficie de leva 36, el cubo
54 y los rodillos 40 proporcionan las capacidades de piñón libre
bi-direccional, como se describirá más adelante. Las
superficies de leva y las jaulas de rodillos en embrague de piñón
libre son bien conocidas en la técnica, Ver, por ejemplo, las
patentes de los estados Unidos Nº 4.373.407 y 5.971.123 que se
incorporan aquí por referencia en su integridad. Como tal, no se
requiere una descripción detallada de las características de una
superficie de leva.
En la posición mostrada en la figura 4A, el cubo
54 no está acoplado con la carcasa de embrague 32, puesto que los
rodillos 40 no están enchavetados entre la carcasa de embrague 32 y
el cubo 54. Sin embargo, en la presente invención, el miembro de
fricción, que en la forma de realización ilustrada son las juntas
tóricas interiores 72, proporciona conexión por fricción entre la
jaula de rodillos 42 y los cubos 24 provocando que la jaula de
rodillos 42 se mueva con los cubos 54. Como tal, cualquier
movimiento relativo entre la carcasa de embrague 32 y el cubo 54
provocará que la jaula de rodillos 42 indexe o posicione los
rodillos 40 para acoplamiento. Por lo tanto, aunque la posición de
los rodillos mostrados en la figura 4A no proporciona teóricamente
ninguna transferencia de par motor directa entre el engranaje de
entrada 34 y el cubo, en realidad, se produce accionamiento
positivo de una manera esencialmente instantánea después del
acoplamiento. Por ejemplo, en la forma de realización ilustrada, se
produce acoplamiento con tan sólo 8 grados de rotación.
Con referencia ahora a la figura 4B, el embrague
bi-direccional 30 se muestra con el conjunto de
rodillo en su posición de acoplamiento delantero. Como se ha
descrito anteriormente, cuando el sistema de accionamiento del
soplante de nieve 10 se acopla para accionamiento delantero del
soplante de nieve, la carcasa del embrague 32 girará con respecto
al bastidor 14 del soplante de nieve 10. Puesto que los cubos 54 se
acoplan con las ruedas 26, 28 a través de los segmentos de árbol
22, 24, los cubos no se mueven inicialmente. Sin embargo, las
fuerzas de fricción generadas por las juntas tóricas interiores 72
entre las cubiertas 60 y los cubos 54 provocan que la jaula de
rodillos 42 gire con los cubos 54. Como resultado, los rodillos 40
se enchavetan entre las porciones cónicas delanteras 37_{T} de la
superficie de levas 36 y el cubo 54. El enchavetado de los rodillos
40 proporciona una trayectoria para la transmisión de par desde el
engranaje de entrada a través de los rodillos 40 hasta el cubo 54.
esto representa la posición de acoplamiento delantero del embrague
bi-direccional que permite la rotación accionada por
motor de los cubos 54 y los segmentos de árbol 22, 24 asociados y
las ruedas 26, 28.
La construcción descrita anteriormente del
embrague bi-direccional 30, sin embargo, permite
también que los segmentos de árbol 22, 24 sobregiren separadamente
(se desacoplen) de la posición de acoplamiento delantero. Esto es
particularmente importante durante el giro, donde es beneficioso
para permitir que una rueda (es decir, la rueda exterior) gire más
rápidamente que la otra rueda (es decir, la rueda interior). Esto
previene el desgaste abrasivo y el desgaste resultante de la rueda
que se mueve más lentamente. Lo que es más importante, el sobregiro
reside en gran medida el esfuerzo requerido para dirigir el
vehículo. La presente invención consigue este objetivo en el eje de
accionamiento primario permitiendo que cada cubo 54 sobregire por
separado, es decir, gire independientemente de la carcasa del
embrague 32, cuando el cubo 54 gira más rápidamente que la carcasa
del embrague 32. Como se ha descrito anteriormente, la fuerza de
fricción generada por las juntas tóricas 72 entre las cubiertas 60
y los cubos 54 actúa para restringir la rotación relativa entre la
jaula de rodillos 42 y los cubos 54. Tal restricción, aunque es
beneficiosa para establecer el acoplamiento de chaveta del conjunto
de rodillos 38, tenderá también a restringir los cubos 54 contra
rotación relativa con respecto a la jaula de rodillos 42 cuando el
sobregiro del embrague por los segmentos de árbol 22, 24 es
deseable para el giro. Sin embargo, la fuerza de fricción es
limitada. En particular, las juntas tóricas 72 están diseñadas para
proporcionar fricción suficiente para acoplar la jaula de rodillos
42, pero que es superada fácilmente por la rotación del cubo 54 con
relación a la carcasa del embrague 32.
La condición de sobregiro del embrague 30
durante el giro del soplante de nieve 10 se ilustra en la figura
1B. Como se ha descrito anteriormente, en la posición de
acoplamiento delantero mostrada en la figura 4B, los rodillos 40
están enchavetados entre las porciones cónicas delanteras 37_{T}
de las superficies de levas 36 y las porciones de acoplamiento de
rodillos 58 (figura 3) de los cubos 54. Cuando el soplante de nieve
10 es dirigido en un giro a la izquierda en el modo accionado hacia
delante como se muestra en la figura 1B, las fuerzas de fricción
desde la junta tórica 72 asociada con el cubo acoplado con el
segmento de árbol 22 serán superadas por el cubo que gira más
rápidamente que la carcasa del embrague 32. El cubo 54 y el
segmento de árbol 22 asociado excederán al embrague, previendo que
los rodillos 40 sobre ese lado de la jaula de rodillos 42 se
enchaveten con la porción cónica 37_{T}. El desacoplamiento de los
rodillos 40 permite que la rueda exterior 26 gire más rápidamente
que la rueda interior 28. Además, puesto que los rodillos 40 no
están enchavetados sobre ese lado del embrague, no existe ninguna
transferencia de par motor desde la carcasa del embrague 32 hacia
la rueda exterior 26. Sin embargo, la rueda interior 28 y el
segmento de árbol 24 y el cubo 54 asociado con el mismo permanecen
accionados por el embrague durante el giro mostrado en la figura 1B
(es decir, que los rodillos sobre el lado interior permanecen
acoplados). Como tal, el cubo 54 sobre la rueda interior gira con
la jaula de rodillos 42. Después de entrar de nuevo en una
trayectoria recta después del giro, la velocidad de rotación del
segmento de árbol sobregirado se igualará con la velocidad de
rotación del segmento de árbol accionado y la carcasa de embrague
32. La igualación de las velocidades relativas provoca que los
rodillos 40 se enchaveten de nuevo entre la carcasa del embrague 32
y los cubos 54 en la posición de acoplamiento delantero, después de
que ambos ejes son accionados por el engranaje de entrada.
Con referencia a la figura 7, la superficie de
leva 36 incluye superficies de acoplamiento inverso, que son las
porciones cónicas 37_{T} opuestas a las superficies de
acoplamiento delantero asociadas con la posición de acoplamiento
delantero mostrada en la figura 4B. Como tal, el embrague es
bi-direccional, lo que permite que sea accionado de
forma reversible. Por ejemplo, si el soplante de nieve en la forma
de realización ilustrada estuviera diseñado con un engranaje
inverso, después de conmutar a inversión, el engranaje de entrada
giraría de la manera opuesta a la forma de realización ilustrada en
la figura 4B. Por lo tanto, los rodillos se acoplarían con las
porciones cónicas 37_{T} asociadas con la posición de acoplamiento
inverso. El embrague bi-direccional de acuerdo con
la presente invención permite la transferencia de par motor
(accionamiento) en tal dirección inversa. Además, como con el
accionamiento del vehículo hacia delante, la presente invención
permite también el sobregiro en la dirección inversa.
Otro aspecto del embrague
bi-direccional de acuerdo con la presente forma de
realización es que permite el accionamiento hacia atrás, lo que
tiene particular importancia en situaciones en las que es necesario
o deseable prevenir que las ruedas giren más rápidamente que el
engranaje de entrada. Por ejemplo, cuando la máquina está siendo
accionada sobre una pendiente descendente. La velocidad de las
ruedas tiende a ser más rápida que la velocidad del engranaje de
entrada. En un embrague de piñón libre en una dirección, las ruedas
sobregirarían y la máquina rodaría libremente (incontrolada). Para
limitar la velocidad de las ruedas, la presente invención utiliza
la posición de acoplamiento inverso para acoplar las ruedas con el
engranaje de entrada. A medida que las ruedas 26, 28 sobregiran el
embrague 30, las fuerzas de fricción generadas por la junta tórica
interna 72 provocarán que la jaula de rodillos 42 avance con
respecto a la superficie de leva interior 36. El desplazamiento de
la jaula de rodillos 42 provoca que los rodillos 40 se acoplen con
las porciones cónicas 37_{T} de la superficie de leva 36 opuesta
a las porciones cónicas 37_{T} en la posición de acoplamiento
delantero. Esto se muestra en la figura 4C y corresponde a la
posición de acoplamiento inverso del embrague. El enchavetado de
los rodillos 40 entre la superficie de leva interior 36 y los cubos
54 previene que las ruedas 26, 28 sobregiren la carcasa del
embrague 32. El desplazamiento de la jaula de rodillos 42 a la
posición de embrague de acoplamiento inverso proporciona, por lo
tanto, la operación controlada del soplante de nieve 10 sobre una
pendiente descendente, forzando a las ruedas 26, 28 a girar a la
misma velocidad relativa que la velocidad de rotación del engranaje
de entrada de la carcasa del embrague 32.
La forma de realización mostrada en las figuras
2 a 7 es un diseño compacto que funcionaría bien en máquinas y
vehículos convencionales de accionamiento de dos ruedas impulsados
caminando detrás de ellos y ligeros, en los que se requiere
sobregiro sobre el eje de accionamiento primario. No obstante, la
invención se puede aplicar de la misma manera para proporcionar
accionamiento positivo para máquinas y vehículos pesados, tales
como vehículos de accionamiento de 2 y 4 ruedas. Con referencia a
las figuras 8-11, se muestra un embrague de piñón
libre bi-direccional 100 de acuerdo con una segunda
forma de realización de la presente invención. Aunque el embrague
100 está construido para aplicación mayor, tal como un carro de
golf, el embrague 100 funciona de una manera similar al embrague de
piñón libre 30 descrito anteriormente, como será evidente a partir
de la siguiente descripción.
El embrague 100 incluye una carcasa principal
102 y una cubierta 104 que está asegurada a la carcasa principal
por medio de bulones 106. El embrague 100 incluye, además, una
carcasa de embrague 108 que está montada dentro de la carcasa
principal 102. Un cojinete 107 y un casquillo 109 están localizados
entre la carcasa principal 102 y la carcasa de embrague 109 para
facilitar la rotación de la carcasa de embrague 108 dentro de la
carcasa principal 102. La carcasa de embrague 108 incluye un
engranaje toroidal 110 formado con preferencia integralmente sobre
una superficie exterior y una superficie de leva interior 112
formadas con preferencia integralmente sobre una superficie
interior opuesta. El embrague 100 incluye un conjunto de rodillos
114 que tienen rodillos 116 dispuestos en dos conjuntos, con
preferencia de siete rodillos. Aunque se prefieren siete rodillos,
se puede utilizar cualquier número de rodillos en función del diseño
del embrague. El conjunto de rodillos 114 incluye también una jaula
de rodillos 118 con ranuras dentro de las cuales están localizados
los rodillos 116. El conjunto de rodillos 114 incluye también una
pluralidad de clips 120 generalmente en forma de H que tienen
brazos 122 que se curvan hacia fuera para soporte desviado de los
rodillos 116 dentro de la jaula de rodillos 118. Una descripción
detallada de un conjunto de rodillos adecuado para uso en esta
forma de realización se puede encontrar en la solución simultánea Nº
de serie 09/802.608, presentada el 9 de Marzo de 2001, y titulada
"Bi-Directional Overrunning Cluth With Automatic
Backdrive". Esta solicitud se incorpora aquí por referencia en
su integridad.
El embrague 100 incluye, además, una pareja de
cubos 124, cada uno de los cuales tiene chavetas formadas en un
extremo sobre una superficie interior del mismo para recibir un
extremo de chaveta de un segmento de árbol de un eje de
accionamiento (no mostrado). La jaula de rodillos 118 y los cubos
124 son recibidos dentro de la carcasa de embrague 108, de tal
manera que la jaula de rodillos está colocada entre la superficie de
leva interior 112 y las superficies exteriores de los cubos 124.
Una clavija 126 está recibida en una abertura 128 en el centro de
cada uno de los cubos 124 opuesta al extremo de chaveta. La rotación
relativa entre los cubos 124 se facilita también por un cojinete de
empuje de rodillo de aguja 130 localizado entre los cubos 124 y un
casquillo 132 recibido por la clavija 126. Cada uno de los cubos
está soportado de forma giratoria dentro de la carcasa principal
102 por un cojinete 134.
\newpage
El embrague 100 incluye un engranaje de piñón
136 adaptado para acoplarse con el engranaje toroidal 110 de la
carcasa de embrague 108 para transmitir rotación del engranaje de
piñón 136 en rotación de la carcasa de embrague 108. Como se
comprenderá bien por un técnico en la materia, el engranaje de piñón
es concebible para un tren de accionamiento de motor (no mostrado)
para rotación del engranaje de piñón 136 por el tren de
accionamiento de motor. El embrague 100 incluye un cojinete 138 y un
casquillo 140 para proporcionar soporte de rotación al engranaje de
piñón 136 dentro de la carcasa principal 102. Una junta tórica 142,
una junta de obturación 144 y una cubierta de engranaje de piñón
146 asegurada a la carcasa principal 102 por bulones 148
proporciona un cerramiento sellado del engranaje de piñón 136 dentro
de la carcasa principal 102.
La rotación relativa entre la jaula de rodillos
118 y la carcasa de embrague 108 es proporcionada por muelles
ondulados 150 y arandelas 152. Un muelle ondulado 150 y una arandela
152 están colocados entre cada uno de los extremos opuestos de la
jaula de rodillos 118 y uno de los cojinetes 134 que proporciona
soporte de rotación de uno de los cubos 124. Una junta de aceite
154 es recibida por cada cubo 124 en un extremo del mismo. Una
junta tórica 156 proporciona una junta para cubierta 104. El
embrague 100 incluye también una cuña de posicionamiento 158 que
está localizada entre el cojinete de la carcasa de embrague 107 y la
cubierta 104.
Como se ve mejor en la figura 9, la superficie
de leva interior 112 incluye porciones cónicas 137_{T} que
corresponden a las posiciones de acoplamiento hacia delante e
inverso, como se ha descrito anteriormente con respecto a la forma
de realización anterior. La superficie de leva 112 proporciona
accionamiento hacia delante y hacia atrás del eje de accionamiento
primario, permitiendo al mismo tiempo el sobregiro de los segmentos
individuales del árbol.
Los muelles ondulados 150 funcionan como
miembros de fricción o interconexiones de fricción para controlar
la rotación relativa entre la jaula de rodillos 118 y la carcasa de
embrague 108 de una manera similar a las fuerzas de fricción
proporcionadas por las juntas tóricas 72 del embrague 30. El
funcionamiento de los muelles ondulados 150 en el embrague 100
difiere ligeramente del funcionamiento de las juntas tóricas 72 en
el embrague 30 de la siguiente manera. Como se ha descrito
anteriormente, las juntas tóricas 72 son comprimidas entre los
cubos 54 y las cubiertas 60 que están aseguradas a la jaula de
rodillos 42. La fricción causada por las juntas tóricas 72 conecta
la jaula de rodillos 42 a tierra (a través de los cubos)
proporcionando el desplazamiento de la jaula de rodillos 42 con
respecto a la carcasa de embrague 32. En la forma de realización
mostrada en las figuras 8 a 11, el muelle ondulado 150 conecta por
fricción la jaula de rodillos 118 con la pista de rodadura interior
de los cojinetes 134 que, a su vez, se acopla con el cubo 124. Como
resultado, la fricción producida por los muelles ondulados 150
provoca que la jaula de rodillos 114 gire en combinación con los
cubos 124 durante el accionamiento normal.
El sobregiro de los rodillos 116 se produce
cuando un cubo 124 gira más rápidamente que la carcasa de embrague
108. Como se ha descrito anteriormente, cuando esto se produce, se
previene que los rodillos 116 se enchaveten entre la carcasa de
embrague 108 y el cubo 124. la rotación del cubo 124 supera la
fricción entre el muelle ondulado 150 y la jaula de rodillos 118,
permitiendo que el cubo 124 gire más rápidamente que la carcasa de
embrague 124, lo que previene el acoplamiento. El acoplamiento del
embrague mostrado en las figuras permite que cada cubo 124 y cada
segmento de árbol asociado sobregiren independientemente de una
manera idéntica al sobregiro del embrague
bi-direccional en las figuras 2 a 7. De una manera
similar, la presente forma de realización puede proporcionar
también accionamiento hacia atrás cuando el vehículo está
descendiendo por una pendiente. Como en la forma de realización
anterior, a medida que las ruedas comienzan a girar más rápidamente
que la velocidad relativa del engranaje de entrada (es decir, que
los cubos 124 comienzan a girar más rápidamente que la carcasa de
embrague 108), la jaula de rodillos 118 se moverá colocando los
rodillos 116 de tal forma que se enchavetan con las porciones
cónicas 137_{T} de la superficie de leva en la posición de
acoplamiento inverso. Esto provoca que los cubos se acoplen con la
carcasa de embrague 108 y reduzca la velocidad de las ruedas a la
velocidad de la carcasa de embrague 108.
Aunque las formas de realización del embrague de
piñón libre bi-direccional de la presente invención
mostrado en las figuras están configuradas para uso en un soplante
de nieve 10 la invención no está limitada a tal dispositivo. Por el
contrario, a presente invención se puede utilizar con muchos tipos
de dispositivos de accionamiento primario, en los que se requiere
el sobregiro de los segmentos de árbol primario. El embrague de la
presente invención no está limitado al uso con equipo de un solo eje
impulsado caminando detrás del mismo, sino que se puede utilizar
para controlar un eje accionado sobre maquinaria de ejes múltiples,
así como vehículos montados, tales como un carro de golf, por
ejemplo.
Las figuras 12 y 13 ilustran otra forma de
realización del embrague de piñón libre
bi-direccional montado dentro de un eje
transversal. La figura 12 es una ilustración del eje transversal con
la cubierta delantera retirada para mostrar los componentes
internos. En esta forma de realización, un árbol de salida 202 se
extiende en la carcasa 203, que se forma por placas de cubierta
delanteras y traseras 203_{F} y 203_{R}. Un accionamiento de
piñón de entrada 204 está montado sobre un extremo del árbol de
entrada dentro de la carcasa 203. El accionamiento de piñón de
entrada 204 es con preferencia un engranaje o rueda dentada que
están adaptados para acoplarse con un accionamiento intermedio 206
para proporcionar transmisión de par entre el árbol de entrada 202 y
el árbol intermedio 208. El acoplamiento entre el accionamiento de
piñón de entrada 204 y el accionamiento intermedio 206 se puede
realizar a través de cualquier disposición de accionamiento
convencional, tal como con un accionamiento de cadena, a través de
engrane de engranaje, o con una combinación de los dos. El eje
transversal ilustrado utiliza un accionamiento de cadena que
proporciona accionamiento en una dirección (por ejemplo, hacia
delante) y engrane de engranaje en la otra dirección (por ejemplo,
hacia atrás).
El árbol intermedio 208 está montado entre
cojinetes 209 para ser giratorio dentro de la carcasa 203. El árbol
intermedio 208 tiene chavetas o dientes 210 formados alrededor de la
circunferencia de una porción del árbol que engranan con un
engranaje de accionamiento 212. El engranaje de accionamiento 212
está montado en una carcasa de embrague 214. De acuerdo con ello,
el engranaje de accionamiento 212 es el accionamiento de entrada
para la carcasa de embrague 214. En la forma de realización
ilustrada, el engranaje de accionamiento 212 está retenido con
bulones a una pestaña sobre la carcasa de embrague 214. No obstante,
se contemplan otras formas de fijación o de montaje. Por ejemplo,
el engranaje de accionamiento 212 puede estar formado como una
extensión integral de la carcasa de embrague 214 similar a la
combinación mostrada en la figura 3. Aunque no se muestra en las
figuras, la carcasa de embrague tiene una superficie de leva
interior similar a las superficies de levas mostradas en las
figuras 7 y 9.
Una jaula de rodillos 216 está localizada dentro
de la carcasa de embrague 214, radialmente hacia dentro desde la
superficie de levas. La construcción de la jaula de rodillos es
similar a la construcción de las jaulas de rodillos descritas
anteriormente con respecto a las formas de realización anteriores y,
como tales, no son necesarios los detalles.
Como se muestra en la figura 13, los cubos 218
están localizados radialmente hacia dentro desde la jaula de
rodillos 216. Cada cubo 218 incluye una porción 220 estrechada hacia
abajo (de diámetro reducido) localizada sobre un extremo axialmente
externo del cubo. La transición a la posición estrechada hacia abajo
forma un tope o labio 222 sobre el cubo. Un cojinete de rodillos
224 está montado entre la porción estrechada hacia abajo 220 de
cada cubo y la placa de cubierta 203 asociada. La pista de rodadura
interior 224_{i} del cojinete 224 está montada con preferencia en
el cubo adyacente al labio 222. La pista de rodadura exterior
224_{o} del cojinete 224 está en contacto con una porción o receso
en la placa de cubierta 203. Con preferencia, la pista de rodadura
exterior 224_{o} está ajustada a presión o asegurada a la placa de
cubierta 203 de manera que la pista de rodadura exterior no se
mueve. El labio 222, el cojinete 224 y la placa de cubierta 203
están dispuestos con preferencia de tal manera que la fijación de
las placas de cubierta 203_{F} y 203_{R} entre sí fuerza a la
pista de rodadura interior 224_{i} de cada cojinete 224 a
contactar o a colocarse cerca del labio 222 sobre el cubo,
limitando o inhibiendo de esta manera el movimiento axial del cubo
218. Una junta o caperuza extrema 226 similar puede estar
localizada entre cada cubo 218 y su placa de cubierta 203 asociada
sobre el extremo exterior del cubo para reducir al mínimo la entrada
de contaminantes o la fuga de aceite fuera de la carcasa 203.
Como se ha descrito con respecto a las formas de
realización anteriores, un miembro de fricción 228 está localizado
entre la jaula de rodillos 216 y los cubos. De una manera preferida,
existe u miembro de fricción 228 localizado entre cada extremo
axial de la jaula de rodillos 216 y un cubo 218 asociado. El miembro
de fricción puede ser cualquier componente adecuado que proporcione
fricción suficiente entre la jaula de rodillos 216 y el cubo para
provocar que la jaula de rodillos y el cubo giren en combinación,
pero permitan el giro del cubo independientemente de la jaula de
rodillos cuando la velocidad de rotación de la jaula de rodillos
216 es diferente de la velocidad relativa de rotación de la carcasa
de embrague 214. En una forma de realización, el miembro de
fricción es un elemento de caucho o de elastómero similar localizado
entre la cara de la jaula de rodillos 216 y la pista de rodadura
interior 224_{i} del cojinete 224. En otra forma de realización,
el miembro de fricción es un muelle, tal como un muelle ondulado
localizado entre la cara de la jaula de rodillos 216 y la pista de
rodadura interior 224_{i} del cojinete 224.
Claims (16)
1. Un embrague de piñón libre
bi-direccional (30, 100, 200) para controlar la
transmisión de par a segmentos de árbol (22, 24) de un eje de
accionamiento primario de una máquina de ruedas, comprendiendo el
embrague de piñón libre bi-direccional:
- \quad
- un engranaje de entrada (32, 110, 212) adaptado para ser acoplado con un árbol de entrada para transmisión de rotación del árbol de entrada a rotación del engranaje de entrada;
- \quad
- una carcasa de embrague (32, 108, 214) acoplada y adaptada para ser girada por el engranaje de entrada, teniendo la carcasa de embrague una superficie de leva interior sobre la misma;
- \quad
- una pareja de cubos (54, 124, 218), cada uno de los cuales está adaptado para acoplarse con un extremo de un segmento de árbol de un accionamiento primario axial para rotación con el mismo;
- \quad
- un conjunto de rodillos (38, 114) dispuesto dentro de la carcasa de embrague, incluyendo el conjunto de rodillos:
- una pluralidad de rodillos (40, 116) dispuestos en dos juegos de rodillos, estando colocado cada juego alrededor de al menos una porción de un cubo, y
- una jaula de rodillos (42, 118, 216) que tiene una pluralidad de ranuras, estando localizado cada rodillo dentro de una ranura, estando localizada la jaula de rodillos al menos alrededor de una porción de uno de los cubos para colocar cada conjunto de rodillos alrededor de uno de los cubos;
- \quad
- estando localizado el conjunto de rodillos adyacente a la superficie de leva interior (36, 112), estando adaptada la superficie de leva interior para proporcionar acoplamiento de chaveta de los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos cuando la carcasa del embrague es girada en una primera dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento hacia delante y cuando la carcasa de embrague es girada en una segunda dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento inverso, estando la segunda dirección de rotación opuesta a la primera dirección; y
- \quad
- al menos un miembro de fricción (72, 150/152, 228) en contacto con una porción extrema axialmente exterior de la jaula de rodillos y el cubo, provocando el miembro de fricción que la jaula de rodillos gire con los cubos con relación a la carcasa de embrague para acoplar los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos en la posición de acoplamiento hacia delante, permitiendo el miembro de fricción que al menos uno de los cubos se mueva con relación a la jaula de rodillos cuando ese cubo está girando más rápidamente que la carcasa del embrague; y caracterizado porque comprende:
- una pluralidad de muelles (46) fijados a la jaula de rodillos de manera que dos muelles están asociados y localizados sobre lados opuestos de cada rodillo, permitiendo los muelles que los rodillos se muevan con relación a la jaula de rodillos y la carcasa de embrague, de tal manera que todos los rodillos se enchavetan con un cubo al mismo tiempo.
2. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que existen dos miembros de fricción en contacto con las dos
porciones extremas opuestas de la jaula de rodillos, permitiendo
cada miembro de fricción que un cubo se mueva con relación a la
jaula de rodillos cuando ese cubo está girando más rápidamente que
la carcasa del embrague.
3. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que los miembros de fricción se acoplan con porciones
extremas sobre lados opuestos de la jaula de rodillos, entre el
extremo de la jaula de rodillos y una porción del cubo que está
espaciada desde donde los rodillos contactan con el cubo.
4. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende, además: una pareja de
cubiertas (60), cada una de las cuales está asegurada a un extremo
de la jaula de rodillos para rotación con ella y en el que el
miembro de fricción es una junta tórica (72), siendo comprimida la
junta tórica entre uno de los cubos y una de las cubiertas para
proporcionar contacto de fricción entre el cubo y la jaula de
rodillos.
5. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 4,
que comprende, además, una segunda junta tórica (74) posicionada
entre cada cubierta y una porción de la carcasa de embrague.
6. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende, además; un cojinete
(134, 224) localizado alrededor de una porción de cada cubo,
incluyendo el cojinete una pista de rodadura interior (224)
acoplada con la porción de cubo y adaptada para girar con ella, y
en el que el miembro de fricción es un muelle ondulado (150, 228)
localizado entre la jaula de rodillos y la pista de rodadura
interior de cada cojinete para proporcionar fricción entre la jaula
de rodillos y el cubo.
7. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa de embrague está
formada integralmente con el engranaje de entrada.
8. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el engranaje de entrada
incluye dientes que están formados alrededor de una circunferencia
exterior del engranaje de entrada y en el que la superficie de leva
interior está formada sobre un diámetro interior del engranaje de
entrada.
9. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el embrague está montado en
un soplante de nieve (1A), teniendo el soplante de nueve un eje de
accionamiento primario que incluye dos segmentos, y en el que cada
segmento de eje está acoplado de forma accionada con uno de los
cubos, incluyendo el soplante de nieve un motor (16) con un árbol de
salida que está acoplado con el engranaje de entrada para
transmitir movimiento giratorio al engranaje de entrada.
10. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1, 4, 5, 7 u 8, en el que el embrague de piñón
libre bi-direccional está localizado dentro de un
eje transversal (100, 200), teniendo el eje transversal un árbol de
entrada (202) que se extiende en una carcasa de eje transversal
(102, 203), un engranaje de piñón de entrada (204) está montado en
un extremo de un eje de entrada dentro de la carcasa, donde el
piñón de entrada se puede acoplar con un engranaje intermedio (206)
formado sobre el eje intermedio (208), estando montado el eje
intermedio de forma giratoria dentro de la carcasa, teniendo el eje
intermedio un segundo conjunto de dientes de engranaje (210) en el
mismo; y en el que el engranaje interior engrane con el segundo
juego de dientes sobre el eje intermedio.
11. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 10,
que comprende, además, un cojinete (224) localizado alrededor de
una porción de cada cubo, incluyendo el cojinete una pista de
rodadura interior (224_{i}), acoplada con la porción de cubo y
adaptada para girar con ella, y una pista de rodadura exterior
(224_{o}) acoplada con la carcasa, y en el que existen dos
miembros de fricción (228), uno localizado entre cada extremo de la
jaula de rodillos y la pista de rodadura interior de cada cojinete
para proporcionar fricción entre la jaula de rodillos y el
cubo.
12. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que la jaula de rodillos incluye bordes exteriores
localizados sobre los lados axialmente opuestos de la jaula y en el
que cada miembro de fricción está localizado entre no de los bordes
exteriores y una porción de uno de los cubos.
13. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 12,
en el que los miembros de fricción son muelles ondulados, donde
cada muelle ondulado desvía aparte un borde exterior de la jaula de
rodillos y el cubo.
14. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 12,
en el que los bordes exteriores de la jaula de rodillos son placas
de cubierta (203) que están montadas en la jaula de rodillos.
15. Un eje transversal (200) sobre un eje de
accionamiento primario de una máquina de ruedas, comprendiendo el
eje transversal:
- \quad
- una carcasa (203) con cubiertas delantera y trasera (203_{F}, 203_{R}) fijadas entre sí;
- \quad
- un eje de entrada (202) que se extiende en la carcasa, teniendo el eje de entrada un accionamiento de piñón de entrada (204) montado en un extremo del eje de entrada localizado dentro de la carcasa;
- \quad
- un eje intermedio (208) montado de forma giratoria dentro de la carcasa, teniendo el eje intermedio un accionamiento intermedio (206) formado sobre el mismo, que está adaptado para ser acoplado con el accionamiento de piñón de entrada para transmitir movimiento giratorio entre el eje de entrada y el eje intermedio, teniendo el eje intermedio un conjunto de dientes de accionamiento de salida (210);
- \quad
- un engranaje de entrada que tiene dientes de engranaje que coinciden con dientes de accionamiento de salida para transmitir movimiento giratorio entre el engranaje de entrada y el árbol intermedio;
- \quad
- una carcasa de embrague (214) acoplada y adaptada para ser girada por el engranaje de entrada, teniendo la carcasa de embrague una superficie de leva interior sobre la misma;
- \quad
- una pareja de cubos (218), cada uno de los cuales está adaptado para acoplarse con un extremo de un segmento de árbol de un eje de accionamiento primario para rotación con el mismo;
- \quad
- un conjunto de rodillos dispuesto dentro de la carcasa de embrague, incluyendo el conjunto de rodillos:
- una pluralidad de rodillos dispuestos en dos conjuntos de rodillos, estando posicionado cada conjunto alrededor de al menos una porción de un cubo, y
- una jaula de rodillos (216) que tiene una pluralidad de ranuras, estando localizado cada rodillo dentro de una ranura;
- \quad
- estando localizado el conjunto de rodillos adyacente a la superficie de leva interior, teniendo la superficie de leva interior un contorno que se estrecha cónicamente hacia los cubos sobre cada lado de los rodillos para formar porciones cónicas delanteras y traseras, estando dimensionadas las porciones cónicas para permitir que los rodillos se enchaveten entre las porciones cónicas de la superficie de leva y el cubo, produciéndose el enchavetado de los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos sobre un lado cuando la carcasa de embrague es girada en una primera dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento delantero y produciéndose el enchavetado en el otro lado cuando la carcasa de embrague es girada en una segunda dirección con relación a la jaula de rodillos a una posición de acoplamiento inverso, donde la segunda dirección de rotación es opuesta a la primera; y
- \quad
- al menos un miembro de fricción está localizado entre al menos un extremo de la jaula de rodillos y un cubo adyacente, proporcionando el miembro de fricción una fricción entre la jaula de rodillos y los cubos para provocar que la jaula de rodillos gire con los cubos con relación a la carcasa de embrague para acoplar los rodillos entre la superficie de leva interior y los cubos en la posición de acoplamiento delantero, permitiendo el miembro de fricción que un cubo se mueva con relación a la jaula de rodillos cuando ese cubo está girando más rápidamente que la carcasa del embrague; y
- \quad
- una pluralidad de muelles fijados a la jaula de rodillos de manera que dos muelles están asociados y localizados sobre lados opuestos de cada rodillo, permitiendo los muelles que los rodillos se muevan con relación a la jaula de rodillos y la carcasa de embrague, de tal manera que todos los rodillos se enchavetan con un cubo al mismo tiempo.
16. El embrague de piñón libre
bi-direccional de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el embrague de piñón libre
bi-direccional es parte de un eje transversal,
comprendiendo el eje transversal, además:
- \quad
- una carcasa;
- \quad
- un eje de entrada que se extiende en la carcasa, teniendo el eje de entrada un accionamiento de piñón de entrada montado en un extremo del eje de entrada localizado dentro de la carcasa; y
- \quad
- un sistema de accionamiento intermedio localizado dentro de la carcasa, estando adaptado el sistema de accionamiento intermedio para ser acoplado con el accionamiento de piñón de entrada para transmitir movimiento giratorio entre el eje de entrada y el engranaje de entrada de dicho embrague de piñón libre bi-direccional;
en el que el embrague de piñón libre
bi-direccional está localizado dentro de la carcasa
de eje transversal.
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