ES2355506T3

ES2355506T3 - Eje de pórtico.

Info

Publication number: ES2355506T3
Application number: ES04739654T
Authority: ES
Inventors: Rudolf NEUMÜLLER; Stefan Häussler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2011-03-28
Anticipated expiration: 2024-06-07
Also published as: EP1638800A1; KR101099306B1; DE502004012001D1; WO2005002898A1; CN1812899A; CN100430256C; JP5094116B2; JP2007506605A; ATE491592T1; EP1798095A2; KR20060055475A; EP1798095A3; DE10329687A1; EP1638800B1

Abstract

Eje de pórtico con un engranaje diferencial accionado que está unido con sendas ruedas de vehículo a través de semiejes (1) y a través de sendos engranajes de pórtico, en donde la rueda de vehículo es giratoria alrededor de un eje de giro (12) y se alza sobre un suelo (11), en donde una rueda dentada recta de accionamiento (2) es accionada por el semieje (1) y una rueda dentada recta accionada (5) está unida con la rueda de vehículo y gira alrededor del eje de giro (12) de la rueda de vehículo, y en donde una distancia vertical (15) del eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) al suelo (11) es más pequeña que una distancia vertical (18) del eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) al suelo (11), caracterizado porque en cada engranaje de pórtico la rueda dentada recta de accionamiento (2) está en unión operativa con una primera rueda dentada recta de transmisión (3), y la primera rueda dentada recta de transmisión (3) está unida solidariamente en rotación con una segunda rueda dentada recta de transmisión (4), y ambas ruedas dentadas rectas de transmisión (3, 4) giran alrededor de un eje de giro (9), en donde la segunda rueda dentada recta de transmisión (4) está en unión operativa con la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (9) de las ruedas dentadas rectas de transmisión (3, 4) está dispuesto a distancia del eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) en las direcciones vertical y horizontal, y una distancia vertical (15) del eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) al suelo (11) es más pequeña que una distancia vertical (17) del eje de giro (9) de la rueda dentada recta de transmisión (3, 4) al suelo (11), con lo que el eje de giro (9) de la rueda dentada recta de transmisión (3, 4) está dispuesta en dirección vertical entre el eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2), y el semieje (1) está dispuesto en una limitación superior interior de un puente de eje.

Description

La invención se refiere a un eje de pórtico, especialmente para autobuses de piso bajo, según la clase definida con más detalle en el preámbulo de la reivindicación 1.

Los ejes de pórtico de la clase genérica expuesta se emplean especialmente en autobuses urbanos de piso bajo en 5 los que es importante disponer tan bajo el suelo del vehículo que los pasajeros puedan entrar cómodamente en el vehículo desde la acera. Hay que tener en cuenta a este respecto que el autobús disponga de un pasillo central suficientemente an-cho y que, al mismo tiempo, la altura sobre el suelo no caiga por debajo del nivel requerido para pasar por encima de obstá-culos.

El documento DE 196 04 730 A1 revela un eje de pórtico para autobuses de piso bajo, en el que un engranaje de 10 pórtico es accionado por un engranaje diferencial a través de un semieje, estando dispuestas entre el piñón de accionamien-to y la rueda dentada recta accionada dos ruedas dentadas rectas cuyos ejes de giro están dispuestos a la misma altura que el eje de giro del piñón de accionamiento para obtener una ramificación de potencia en el piñón de accionamiento a fin de minimizar el diámetro y la anchura de dicho piñón de accionamiento. La distancia de pórtico entre el eje de giro del piñón de accionamiento y el eje de giro de la rueda dentada recta accionada no puede seguirse agrandando, ya que para ello sería 15 necesario un agrandamiento adicional del diámetro de las ruedas dentadas intermedias, lo que no posibilita un amarre del soporte de la suspensión elástica de la manera usual. La altura sobre el suelo de un eje de piso bajo viene determinada por la posición del eje de giro y el diámetro de la corona diferencial del engranaje diferencial.

El documento de publicación DE 21 16 441 revela un engranaje de eje para vehículos automóviles con eje de pórti-co, en el que el piñón de accionamiento, al igual que en el documento DE 196 04 730 A1, está dispuesto en un plano con las 20 ruedas dentadas intermedias y se encuentra en unión operativa ramificada en potencia con estas ruedas dentadas interme-dias, consistiendo las ruedas dentadas intermedias en una primera rueda dentada recta y una segunda rueda dentada recta que están unidas una con otra de manera solidaria en rotación, estando unida la primera rueda dentada recta con el piñón de accionamiento y la segunda rueda dentada recta con una rueda dentada recta accionada, accionando la rueda dentada recta accionada a la rueda del vehículo. Los ejes de giro de los árboles de transmisión y el eje de giro del semieje deberán estar 25 situados en un plano común, estando el árbol del piñón apoyado en forma radialmente móvil hacia todos los lados a fin de mejorar aún más el diagrama portante de los flancos de los dientes.

El documento EP 0 993 981 representa aquí el estado de la técnica según el preámbulo de la reivindicación 1.

La presente invención se basa en el problema de crear un eje de pórtico, especialmente para vehículos de piso bajo, como, por ejemplo, autobuses urbanos, en el que esté presente una altura suficiente sobre el suelo y se agrande la 30 distancia de pórtico con respecto al estado de la técnica, sin que se empeoren las posibilidades de amarre del eje de pórtico al chasis del vehículo.

El problema se resuelve con un eje de pórtico de la clase genérica expuesta que presenta las particularidades ca-racterizadoras de la reivindicación principal.

Según la invención, el eje de pórtico presenta un engranaje diferencial accionado cuyo eje de salida está unido con 35 el accionamiento de los engranajes de pórtico a través de semiejes. Los engranajes de pórtico se encuentran cada uno de ellos en las proximidades de las ruedas del vehículo y están unidos, por un lado, con un palier que une los dos engranajes de pórtico, y, por otro lado, con un portacubo que incluye una suspensión de rueda. Preferiblemente, entre el engranaje de pórtico y la llanta de la rueda está dispuesto un freno, tal como, por ejemplo, un freno de disco. El engranaje diferencial está dispuesto preferiblemente al lado de un engranaje de pórtico. La rueda dentada recta de accionamiento, que está unida con 40 el semieje, está en unión operativa con una primera rueda dentada recta de transmisión que está unida solidariamente en rotación con una segunda rueda dentada recta de transmisión, estando la segunda rueda dentada recta de transmisión en unión operativa con una rueda dentada recta accionada que forma la parte accionada del engranaje de pórtico y, por tanto, está unida con la rueda del vehículo. La rueda del vehículo y la rueda dentada recta accionada presentan el mismo eje de giro. La multiplicación del engranaje de pórtico se ha ampliado en comparación con el estado de la técnica, con lo que puede 45 reducirse la multiplicación en el engranaje diferencial o en el engranaje de ruedas dentadas cónicas y así puede agrandarse la altura sobre el suelo mediante un engranaje diferencial reducido en tamaño o puede conservarse la altura sobre el suelo mediante el empleo de un engranaje diferencial reducido en tamaño y una corona diferencial reducida en tamaño, junto con una distancia de pórtico agrandada. Es posible un aumento de la multiplicación en el engranaje de pórtico mediante la dispo-sición de la rueda dentada recta de accionamiento, cuya distancia vertical al suelo sobre el que se alza la rueda del vehículo 50 es más pequeña que la distancia vertical del eje de giro de la rueda dentada recta de transmisión. Este mecanismo de pórti-co está realizado con un decalaje axial horizontal en la dirección de circulación para que la rueda dentada de accionamiento y las ruedas dentadas rectas de transmisión puedan elegirse con el diámetro más grande posible para un decalaje axial prefijado y una relación de desmultiplicación prefijada y posean así una resistencia suficiente para transmitir el par de accio-namiento. El eje de giro de la rueda dentada recta de accionamiento está dispuesto a distancia del eje de giro de las ruedas 55 dentadas rectas de transmisión. El eje de giro de la rueda dentada recta de transmisión está dispuesto preferiblemente a distancia del eje de giro de la rueda dentada recta accionada. Por tanto, es posible agrandar la distancia de pórtico entre el eje de giro de la rueda dentada recta de accionamiento y el eje de giro de la rueda dentada recta accionada y aumentar la

multiplicación en el engranaje de pórtico, con lo que, por un lado, se puede bajar el suelo del vehículo debido a un agranda-miento de la distancia de pórtico y, por otro lado, se puede conservar la altura sobre el suelo debido al empleo de un engra-naje diferencial más pequeño y una corona diferencial más pequeña. Asimismo, en esta disposición existe la posibilidad de que los soportes de la suspensión elástica a través de los cuales está unido el eje de pórtico con el chasis se dispongan directamente en la carcasa del pórtico, se unan con ésta en posición estacionaria o formen una sola pieza con ésta. Preferi-5 blemente, el dentado del engranaje de pórtico está realizado como un dentado oblicuo, estando realizado el dentado de las ruedas dentadas rectas de transmisión primera y segunda de tal manera que casi se anulen las fuerzas axiales de las rue-das dentadas rectas de transmisión primera y segunda. Debido al empleo de una rueda dentada recta de accionamiento que está exclusivamente en unión operativa con otra rueda dentada recta y, por tanto, ya no tiene lugar una ramificación de po-tencia, existe la posibilidad de montar la rueda dentada recta de accionamiento de manera sencilla, sin sobredeterminar 10 estáticamente el engranaje de pórtico. Asimismo, existe la posibilidad de limitar el diámetro de la rueda dentada recta accio-nada de modo que un freno, preferiblemente un freno de disco, pueda estar dispuesto entre el engranaje de pórtico y la llanta de la rueda del vehículo. Como quiera que la rueda dentada de accionamiento está decalada horizontalmente en la dirección de circulación, el puente de eje completo con el engranaje diferencial es decalado también horizontalmente en la dirección de circulación. Se puede emplear así un árbol articulado más largo, con lo que se reduce el ángulo de deflexión de 15 dicho árbol articulado.

Según la invención, el diámetro de la corona diferencial puede minimizarse aumentando la multiplicación el engra-naje de pórtico. Esto es posible exclusivamente mediante el empleo del engranaje de pórtico según la invención. En la multi-plicación del engranaje de pórtico según el documento DE 196 04 730 A1 la multiplicación viene determinada por el diámetro de la rueda dentada recta accionada y de la rueda dentada recta de accionamiento. La rueda dentada recta accionada no 20 puede agrandarse en este eje de pórtico, ya que, en caso contrario, dicha rueda colisionaría con el freno; la rueda dentada recta de accionamiento no puede minimizarse por motivos de resistencia. Por tanto, no es posible un aumento de la multipli-cación del engranaje de pórtico mediante el empleo del documento DE 196 047 730 A1, ya que la corona diferencial no puede ser minimizada, con lo que se minimizaría de manera no autorizada la altura sobre el suelo debido a un aumento del decalaje del pórtico. 25

Otras características pueden deducirse de la descripción de las figuras.

La figura 1 permite apreciar una representación isométrica del engranaje de pórtico y

La figura 2 muestra una sección esquemática a través del engranaje de pórtico.

Figura 1:

La construcción de principio del eje de pórtico para vehículos de piso bajo puede deducirse del documento DE 196 30 04 730 A1, cuyas características, a excepción del engranaje de pórtico, deberán quedar completamente incluidas aquí.

Un engranaje diferencial, no mostrado, acciona un semieje 1 que está unido con una rueda dentada recta de accio-namiento 2 de manera solidaria en rotación. La rueda dentada recta de accionamiento 2 está en unión operativa con una primera rueda dentada recta de transmisión 3 que está unida solidariamente en rotación con una segunda rueda dentada recta de transmisión 4 o que esta realizada en una sola pieza con ésta. La segunda rueda dentada recta de transmisión 4 35 está en unión operativa con la rueda dentada recta accionada 5 que acciona a una rueda de vehículo, no mostrada, a través de un árbol accionado 6. La carcasa 7 del engranaje de pórtico rodea a dicho engranaje de pórtico y presenta unos sitios de amarre 8 a los que pueden unirse unos soportes de la suspensión elástica, no mostrados, que unen el eje del vehículo con el chasis del mismo. El semieje 1 está dispuesto en la zona superior de un palier, no mostrado. La segunda rueda dentada recta de transmisión 4 y la rueda dentada recta accionada 5 están dispuestas al lado de la superficie de embridado, no mos-40 trada, de la llanta, y la rueda dentada recta de accionamiento 2 y la rueda dentada recta de transmisión 3 están dispuestas al lado del puente de eje, no mostrado. Existe también la posibilidad de disponer la rueda dentada recta de accionamiento 2 y la rueda dentada recta de transmisión 3 al lado de la superficie de embridado, no mostrada, de la llanta y de disponer la rueda dentada recta accionada 5 y la segunda rueda dentada recta de transmisión 4 al lado del puente de eje en dirección al semieje 1, con lo que se puede practicar una escotadura en las proximidades del freno. Mediante el empleo de esta escota-45 dura se puede hacer suficientemente grande el pasillo libre hacia la pinza de freno o el cilindro de freno de un freno de disco.

Figura 2:

Dentro de una carcasa 7 está dispuesto el engranaje de pórtico, en el cual la rueda dentada recta de accionamiento 2 está en unión operativa con una primera rueda dentada recta de transmisión 3. La rueda dentada recta de transmisión 3 está unida solidariamente en rotación con una segunda rueda dentada recta de transmisión 4 que está en unión operativa 50 con una rueda dentada recta accionada 5. La primera rueda dentada recta de transmisión 3 y la segunda rueda dentada recta de transmisión 4 presentan el mismo eje de giro 9. El eje de giro 10 de la rueda dentada recta de accionamiento pre-senta una distancia vertical 15 al suelo 11 - sobre el cual se alza el contorno exterior 13 del neumático en el punto 14 de apoyo de la rueda del vehículo - más pequeña que la distancia vertical 17 del eje de giro 9 al suelo 11 o que la distancia vertical 18 del eje de giro 12 de la rueda dentada recta accionada 5 al suelo 11. El eje de giro 10 está dispuesto a distancia 55 del eje de giro 9 en las direcciones vertical y horizontal, y el eje de giro 9 está dispuesto a distancia del eje de giro 12 en las direcciones vertical y horizontal. Existe también la posibilidad de disponer el eje de giro 10 en la misma línea vertical que el eje de giro 12, con lo que no resulta una distancia horizontal 16. Es posible así realizar las carcasas derecha e izquierda del

pórtico sin decalaje horizontal, con lo que las carcasas del pórtico pueden ser de configuraciones idénticas. Preferiblemente, la multiplicación entre la rueda dentada recta de accionamiento 2 y la primera rueda dentada recta de transmisión 3 se en-cuentra en el rango de 2,2. Preferiblemente, la multiplicación entre la segunda rueda dentada recta de transmisión 4 y la rueda dentada recta accionada 5 se encuentran en el rango de 1,8. Por tanto, se puede realizar un engranaje de pórtico en el que la distancia de pórtico entre el eje de giro 12 y el eje de giro 10 esté en el rango de 30 mm en dirección horizontal y en 5 el rango de 189 mm en dirección vertical. Por tanto, existe la posibilidad de construir el engranaje diferencial, no mostrado, y la corona diferencial, no mostrada, con un diámetro más pequeño, ya que con ello se experimenta un par de giro máximo más pequeño y así, a una altura constante sobre el suelo, se agranda la distancia de pórtico. Asimismo, existe la posibilidad de disponer un freno, especialmente un freno de disco, entre la llanta de la rueda del vehículo y el engranaje de pórtico y configurar el alojamiento de los soportes de la suspensión elástica por medio de los sitios de amarre 8. 10

Símbolos de referencia

: 1 Semieje

: 2 Rueda dentada recta de accionamiento

: 3 Primera rueda dentada recta de transmisión

: 4 Segunda rueda dentada recta de transmisión 15

: 5 Rueda dentada recta accionada

: 6 Árbol accionado

: 7 Carcasa del engranaje de pórtico

: 8 Sitios de amarre

: 9 Eje de giro 20

: 10 Eje de giro

: 11 Suelo

: 12 Eje de giro

: 13 Contorno exterior de neumático

: 14 Punto de apoyo de rueda de vehículo 25

: 15 Distancia vertical

: 16 Distancia horizontal

: 17 Distancia vertical

: 18 Distancia vertical

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Eje de pórtico con un engranaje diferencial accionado que está unido con sendas ruedas de vehículo a través de semiejes (1) y a través de sendos engranajes de pórtico, en donde la rueda de vehículo es giratoria alrededor de un eje de giro (12) y se alza sobre un suelo (11), en donde una rueda dentada recta de accionamiento (2) es accionada por el semieje (1) y una rueda dentada recta accionada (5) está unida con la rueda de vehículo y gira alrededor del eje de giro (12) de la rueda de vehículo, y en donde una distancia vertical (15) del eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) 5 al suelo (11) es más pequeña que una distancia vertical (18) del eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) al suelo (11), caracterizado porque en cada engranaje de pórtico la rueda dentada recta de accionamiento (2) está en unión operativa con una primera rueda dentada recta de transmisión (3), y la primera rueda dentada recta de transmisión (3) está unida solidariamente en rotación con una segunda rueda dentada recta de transmisión (4), y ambas ruedas dentadas rectas de transmisión (3, 4) giran alrededor de un eje de giro (9), en donde la segunda rueda dentada recta de transmisión (4) está 10 en unión operativa con la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (9) de las ruedas dentadas rectas de transmisión (3, 4) está dispuesto a distancia del eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) en las direcciones vertical y horizontal, y una distancia vertical (15) del eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) al suelo (11) es más pequeña que una distancia vertical (17) del eje de giro (9) de la rueda dentada recta de transmisión (3, 4) al suelo (11), con lo que el eje de giro (9) de la rueda dentada recta de transmisión (3, 4) está dispuesta en dirección vertical entre el eje de 15 giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2), y el semieje (1) está dispuesto en una limitación superior interior de un puente de eje.
2.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque las ruedas dentadas rectas (2, 3, 4, 5) del engra-naje de pórtico están realizadas con dentado oblicuo.
3.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque los ángulos de oblicuidad del dentado oblicuo de 20 las ruedas dentadas rectas de transmisión primera y segunda (3, 4) están diseñados de tal manera que casi se anulen las fuerzas axiales de dichas ruedas dentadas rectas de transmisión primera y segunda (3, 4).
4.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque unos soportes de la suspensión elástica que unen el eje de pórtico con un chasis de vehículo están unidos con el engranaje de pórtico.
5.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda dentada recta de accionamiento (2) está 25 alojada en una carcasa de pórtico del engranaje de pórtico.
6.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque una multiplicación entre la rueda dentada recta de accionamiento (2) y la primera rueda dentada recta de transmisión (3) está en el rango de 2,2.
7.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque una multiplicación entre la segunda rueda dentada recta de transmisión (4) y la rueda dentada recta accionada (5) está en el rango de 1,8. 30
8.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia horizontal entre el eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) está en el rango de 189 mm y la distancia vertical entre el eje de giro (12) de la rueda dentada recta accionada (5) y el eje de giro (10) de la rueda dentada recta de accionamiento (2) está en el rango de 30 mm.
9.- Eje de pórtico según la reivindicación 1, caracterizado porque un puente de eje está dispuesto decalado, en la 35 dirección de circulación, con respecto al eje de giro (12) de la rueda de vehículo.