ES2324553T3 - Un montaje de engranaje. - Google Patents

Abstract

Un montaje de engranaje que tiene un husillo (11) que se extiende substancialmente en forma normal a un soporte (12) y que es capaz de tener desplazamientos radiales desde una posición inicial, cuando se encuentra bajo carga, en donde el husillo y el soporte tienen en general unas superficies de apoyo (23, 24) frustocónicas, que se extienden normales substancialmente a través del centro de gravedad (14) de una parte saliente (15) del husillo, caracterizado porque en la posición inicial del husillo existe un espacio libre (25) entre las superficies de apoyo.

Description

Un montaje de engranaje.

Esta invención está relacionada con los montajes de engranajes.

Está relacionada principalmente con el montaje de piñones planetarios y sus engranajes epicicloidales, aunque puede aplicarse a otras formas de trenes de engranajes de ejes paralelos.

Son conocidos los montajes de piñones en forma de voladizo desde el lado de un soporte por los medios de un "pasador flexible". Un ejemplo es el mostrado en la patente US-A 3303713. Tal como puede verse en la figura 1 de dicho documento, los pasadores ecualizan la carga por medio de la flexión. Esto puede ser muy efectivo, pero las tensiones de flexión del pasador son altas bajo unas condiciones de valor máximo o sobrecarga. Por tanto, la tendencia ha sido el reforzar los pasadores mediante el incremento del diámetro del pasador, reduciendo su flexibilidad, y por tanto su sensibilidad para ecualizar las cargas normales.

El documento EP-A-0 003 894 expone un montaje de engranajes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 independiente.

Con respecto a un aspecto, la invención consiste en un montaje de engranaje que tiene un husillo que se extiende substancialmente en forma normal a un soporte, y siendo capaz de ejecutar recorridos radiales desde una posición inicial, al estar bajo una carga, en donde el husillo y el soporte tienen unas superficies de apoyo generalmente frustocónicas, normales a las que se extienden substancialmente a través del centro de gravedad de una parte saliente del husillo, y en donde en la posición interna del husillo existe un espacio libre entre las superficies de apoyo.

La provisión del espacio libre proporciona una solución sorprendentemente sencilla de los problemas expuestos anteriormente. La existencia del espacio libre significa que durante un rango predeterminado de la carga, el rango de carga normal, el husillo estará forzado solo a la flexión, pero una vez que se alcance la carga radial predeterminada, entonces el husillo se flexionará hasta un valor tal que las superficies de apoyo cónicas entrarán en contacto creando una carga de reacción desde el soporte sobre el husillo, por lo que el husillo estará bajo tensión y la flexión podrá por tanto resistir las consecuencias de daños de la sobrecarga con niveles aceptables de esfuerzo. Además de ello, podrá determinarse fácilmente la carga ante tal carga de reacción en juego, para una construcción en particular del husillo, mediante la dimensión del espacio libre.

Así pues, en una realización preferida, el espacio libre será de una dimensión suficiente para permitir que el husillo esté sometido a tensión para la flexión solo hasta una carga predeterminada, y la dimensión del espacio libre será tal que cuando la carga predeterminada se alcance o se exceda, las superficies de apoyo se acoplarán para generar una carga de reacción, por lo que el husillo será sometido a tensión y a flexión.

El husillo estará montado preferiblemente en voladizo con respecto al soporte, e incluirá radialmente unos miembros interiores y exteriores, en donde la superficie de apoyo del husillo se encontrará sobre el miembro exterior. Convenientemente, el miembro interior es un perno de tensión, el cual en algunas construcciones puede estar rodeado por un manguito. El soporte puede incluir un anillo o bien una inserción generalmente anular, que defina la superficie de apoyo del soporte. Una ventaja de esta configuración es que puede construirse un rango de anillos o de inserciones, para permitir distintas dimensiones del espacio libre. Se observará que en una condición sin carga, el acoplamiento entre los miembros exterior e interior y el soporte es tal que el miembro exterior se mantendrá libre del soporte mediante un valor predeterminado.

La invención incluye también preferiblemente una caja de engranajes, que incluye uno o más montajes de engranajes según lo definido anteriormente.

La invención puede realizarse de distintas maneras, y a continuación se describirán las realizaciones específicas a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una sección transversal vertical a través de una primera realización de un montaje de engranaje;

la figura 2 es una vista correspondiente a la figura 1, pero con una construcción diferente del husillo;

la figura 3 es una vista correspondiente a la figura 1, con un soporte integral; y

la figura 4 es una vista correspondiente a la figura 2 con un soporte integral.

En la figura 1 el engranaje planetario 10 está montado coaxialmente sobre un husillo, indicado generalmente en 11, para sobresalir lateralmente desde un soporte. El eje común del engranaje planetario 10 y el husillo 11, cuando el último se encuentra en su estado de reposo, se indica en 13, mientras que el centro de gravedad de la parte en voladizo del husillo 11 se indica en 14.

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El husillo 11 comprende un perno 15 fijado mediante una tuerca 16 en el soporte 12 y su manguito 17. El engranaje planetario 10 está montado sobre el manguito 17 mediante un conjunto de rodamiento, indicado generalmente en 18. En su extremo 19, el cual está situado remotamente desde el soporte 12, el manguito 17 tiene una brida anular que se proyecta hacia dentro, para formar un encaje por fricción sobre el perno 15, el cual tiene una cabeza 20 para retener firmemente el manguito 17.

El soporte 12 incluye una inserción anular 21, la cual forma una parte del soporte 12 que rodea el perno 15.

El extremo 22 del tubo 17, el cual está enfrentado a la inserción 21, y la inserción 21, están formados con unas superficies de apoyo frustocónicas respectivas 23, 24, que están separadas en la posición normal o sin carga, mediante un espacio libre 25.

Durante la carga normal de la rueda planetaria, la carga aplicada está dirigida hacia el centro de gravedad 14, y el pasador 15 se flexionará de una forma que es conocida para los técnicos especializados en la técnica, y que se describe en particular en relación con la figura 1 del documento US-A-3303713.

En este estado, el esfuerzo sobre el husillo es solo de flexión, el cual es deseable para permitir que el husillo actúe como un pasador flexible real para acomodar la deflexión del engranaje planetario 10, mientras que mantiene un paralelismo del eje del engranaje planetario 10 y el eje sin carga 13.

No obstante, cuando se alcanza una caja predeterminada en particular, la deflexión del husillo 13 será tal que las superficies de apoyo frustocónicas 23 y 24 entrarán en contacto generando la carga de reacción indicada por la flecha B, que a su vez creará las cargas vectoriales C, D en el centro de gravedad 14. El husillo entonces estará sometido a esfuerzo tanto en tensión como en flexión de forma que pueda resistir la sobrecarga, impidiendo por tanto los daños en la caja de engranajes en su conjunto global.

Tal como se ha mencionado antes, la dimensión preajustada del espacio libre 25 determina la carga a la cual las superficies 23, 24 entrarán en contacto, y por tanto el grado de flexión del husillo 11, que puede tener lugar en la operación normal cuando el husillo está sometido a esfuerzo solo en la flexión.

La figura 2 ilustra una realización alternativa, en donde el perno 15 comprende un perno central 26 y un tubo exterior 27. Las figuras 3 y 4 corresponden esencialmente a las figuras 1 y 2 respectivamente, pero en lugar de la inserción 21, el soporte 12 es integral y tiene la superficie de apoyo 24 formada sobre un anillo 26. En la figura 4, el perno 26 está roscado en el tubo 27 en lugar de fijarse sencillamente por medio de una tuerca 29, tal como se muestra en la figura 2.

En algunas configuraciones, el anillo 28 podría estar provisto con una superficie de apoyo 24, formada directamente sobre el soporte 12, pero el uso de un anillo permite la utilización de un material endurecido o bien tratado adecuadamente.

Claims (8)

1. Un montaje de engranaje que tiene un husillo (11) que se extiende substancialmente en forma normal a un soporte (12) y que es capaz de tener desplazamientos radiales desde una posición inicial, cuando se encuentra bajo carga, en donde el husillo y el soporte tienen en general unas superficies de apoyo (23, 24) frustocónicas, que se extienden normales substancialmente a través del centro de gravedad (14) de una parte saliente (15) del husillo, caracterizado porque en la posición inicial del husillo existe un espacio libre (25) entre las superficies de apoyo.

2. Un montaje de engranaje según la reivindicación 1, en donde el espacio libre es de una dimensión suficiente para permitir que el husillo pueda estar sometido a tensión solo en la flexión hasta una carga predeterminada.

3. Un montaje de engranaje según la reivindicación 2, en donde el espacio libre es de una dimensión tal que cuando se alcanza la carga predeterminada o bien se excede la misma, las superficies de apoyo se acoplarán para generar una carga de reacción, por lo que el husillo estará sometido a una tensión y a una flexión.

4. Un montaje de engranaje según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el husillo se encuentra en voladizo desde el soporte, y que incluye unos miembros radiales internos (15) y externos (17), y en donde la superficie de apoyo del husillo se encuentra sobre el miembro exterior.

5. Un montaje de engranaje según la reivindicación 4, en donde el miembro interno es un perno de tensión (15).

6. Un montaje de engranaje según la reivindicación 5, en donde el perno de tensión está rodeado por un manguito (17).

7. Un montaje de engranaje según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el soporte incluye un anillo (28) o una inserción generalmente anular (21), el cual define la superficie de apoyo en el soporte.

8. Una caja de engranajes que incluye uno o más montajes de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.