ES2356958B1 - Sistema de transmisión por engranajes. - Google Patents

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    • F16H3/36—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters
    • F16H3/366—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters the teeth of the set of coaxial gears being arranged on a generally flat, e.g. disc-type, surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H55/02—Toothed members; Worms
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Abstract

Sistema de transmisión por engranajes.#El sistema está destinado para transmitir el movimiento giratorio entre ejes, paralelos o no, mediante al menos un engranaje.#Se caracteriza porque un engranaje (3) comprende un dentado determinado por cuerpos de revolución, cuyas partes salientes se complementan con unos alvéolos receptores establecidos en otro elemento que recibe el movimiento giratorio de ese engranaje a través de los cuerpos de revolución citados.

Description

Cuando los dientes son estáticos, la superficie de
Sistema de transmisión por engranajes.
Objeto de la invención
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de transmisión por engranajes basado en la utilización de dientes de transmisión formados por cuerpo de revolución, tales como cuerpos esféricos o cilíndricos.
Partiendo de esta premisa, el objetivo de la invención es mejorar la capacidad de transmisión por par motriz entre elementos que engranan entre sí y reducir así el desgaste minimizando la fricción que se produce en el contacto entre dientes. Antecedentes de la invención
En la actualidad la transmisión de movimiento entre ejes puede realizarse a distancia mediante poleas y correas y también mediante engranajes que transmiten su movimiento a través de elementos dentados que incorporan tales engranajes.
En otros casos, la transmisión se realiza mediante cuerpos esféricos independientes.
Por ejemplo, en la patente de invención con número de publicación US 2869378, el giro es transmitido de un eje a otro de un variador de velocidad por mediación de unos cuerpos esféricos independientes móviles que se desplazan por un conducto móvil, a la vez que en la zona de transmisión entre un piñón y rueda dentada discurren los cuerpos esféricos que ajustan momentáneamente entre rebajes enfrentados en forma de casquete esférico de ese piñón y rueda para transmitir el movimiento entre los respectivos ejes encastrados en el piñón y rueda dentada.
La patente de invención con número de publicación US2970494 comprende básicamente una transmisión, cuyos piñones y/o ruedas dentadas incluyen unos dentados formados por dientes cilíndricos con una terminación esférica, a la vez que dichos dientes tienen una pequeña movilidad radial en contra de la resistencia de unos resortes.
También es conocida la patente de invención inglesa con número de publicación GB722605 que incorpora también unos cuerpos esféricos independientes y móviles para transmitir el movimiento entre ejes. Descripción de la invención
El sistema de transmisión por engranajes que constituye el objeto de la invención se caracteriza porque los dientes de los engranajes comprenden cuerpos de revolución equidistantes en todo momento del centro del engranaje respectivo, complementándose la parte saliente de dichos cuerpos de revolución con unos huecos o alvéolos receptores de otro engranaje o plato adyacente para transmitir el movimiento.
Evidentemente, lo normal es que el engranaje transmisor del movimiento sea el elemento que incorpora los dientes determinados por cuerpos de revolución mientras que el elemento receptor de la transmisión sea el que incorpora los alvéolos receptores.
No obstante, la transmisión se podría invertir, es decir, que el elemento que transmita el movimiento incorpore los alvéolos y el que reciba el movimiento sea el elemento que incorpore el dentado.
Los cuerpos de revolución constitutivos de los dientes pueden ser estáticos o tener movilidad propia rotacional sobre sí mismos. En el caso de los cuerpos esféricos, podrían tener movilidad sobre cualquier eje y en el caso de los cuerpos cilíndricos solamente ataque de los mismos siempre es la misma, mientras que cuando los dientes son móviles sobre sí mismos (rotación) la superficie de ataque afectará a la totalidad de la superficie curvada en distintas fases del giro de tales cuerpos de revolución.
Cuando los dientes tienen movimiento rotacional propio, se favorece la reducción de la fricción, desgaste y ruido, incluso a velocidades elevadas, sin perder por ello capacidad de transmisión entre engranajes o elementos que incorporan los dentados y alvéolos receptores.
Una aplicación particular del sistema de transmisión de la invención se centra en un variador de velocidad en el que se transmite el movimiento entre dos ejes perpendiculares: uno conductor provisto de un piñón (conductor) con dientes de estructura esférica y un eje conducido solidario de un plato o disco (conducido) que posee en una de sus caras varios recorridos circunferenciales concéntricos de alvéolos para definir así varias relaciones de giro y al menos una ranura radial para efectuar el cambio de relación
o marcha entre ambos ejes perpendiculares.
Particularmente, el plato citado del variador de velocidad incorpora dos ranuras radiales que permiten modificar la posición del ataque del engranaje conductor sobre el plato conducido. También en este caso, se podría invertir el movimiento, con lo cual el plato podría ser el elemento conductor y el engranaje el elemento conducido.
La disposición de los alvéolos receptores del plato responde como es lógico a una razón matemática, que viene definida por el número de semiesferas del engranaje cilíndrico, siendo su distancia en dicho plato múltiplo de π.
Por último cabe señalar que las aristas de los alvéolos podrán disponer de una geometría achaflanada, para mejorar la incidencia de la superficie (esférica/cilíndrica) de los dientes, sobre la morfología de dichos alvéolos.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. Breve descripción de los dibujos
Figura 1.-Muestra una vista frontal del sistema de transmisión por engranajes, objeto de la invención. Comprende básicamente un dentado formado por un cuerpo de revolución que se complementa con unos alvéolos receptores.
Figura 2.-Muestra una vista en alzado del sistema de la invención aplicado a un variador de velocidad entre dos ejes perpendiculares.
Figura 3.-Muestra una vista en planta de lo representado en la figura anterior.
Figura 4.-Muestra una vista en sección de un engranaje que incorpora un dentado formado por cuerpos de revolución que tienen movilidad relativa propia mediante un movimiento rotacional sobre sí mismos. Descripción de la forma de realización preferida
Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema de transmisión por engranajes comprende un dentado formado por cuerpos de revolución, cilíndricos 1 o esféricos 2, que incorpora un engranaje conductor 3 y los cuales se complementan con alvéolos receptores complementarios 4 y 5
3 ES 2356958A1 4
establecidos en un elemento conducido, tal como un segundo engranaje 6 o plato 7 perteneciente a un variador de velocidad 8.
En una primera realización de la invención, el dentado comprende cuerpos de revolución estáticos, mientras que en una segunda realización los cuerpos de revolución poseen un movimiento rotacional.
En este segundo caso, tal como se muestra más claramente en la figura 4, la parte de los dientes que asoma al exterior es menor que la parte que se oculta en los nidos de alojamiento 9 del engranaje que incorpora tales cuerpos de revolución.
Dichos nidos de alojamiento 9 aseguran la retención y estabilidad de los cuerpos de revolución, así como su giro rotacional relativo con respecto al propio engranaje que incorpora los característicos dientes.
En todos los casos, las dimensiones de los alvéolos receptores 4 y 5 se complementan con las dimensiones de la parte saliente de los dientes definidos por los cuerpos de revolución1y2.
También cabe señalar que las aristas de los alvéolos receptores 4 y 5 pueden estar rematadas por un chaflán 10 para mejorar la incidencia de los dientes de revolución 1 y 2 (esféricos/cilíndricos) sobre la morfología de tales alvéolos receptores4y5.
Cuando se trata de un variador de velocidad, un engranaje conductor 3 acoplado en un eje 3’, también conductor, incorpora los dientes esféricos 2 que pueden engranar con uno de los varios recorridos circunferenciales concéntricos 11 formados por respectivas sucesiones de alvéolos receptores 5 establecidos sobre una cara de un disco o plato conducido 7 encastrado en su respectivo eje 6’, también conducido, de manera que dependiendo del recorrido circunferencial elegido 11 del disco 7, asociado al engranaje conductor 3 citado, la relación de transmisión variará, obteniéndose así distintas revoluciones a la salida del eje conducido 6’ acorde con el recorrido circunferencial elegido del disco 7.
Para cambiar la posición de ataque del engranaje conductor 3 sobre los distintos recorridos circunferenciales 11 del plato o disco conducido 7, se ha previsto que el citado plato 7 incorpore un par de ranuras radiales 12 con un perfil o sección curvada similar al perfil de los alvéolos receptores 5, de forma que durante el funcionamiento normal el movimiento también se transmitirá sobre la superficie de esas ranuras radiales 12.
5 ES 2356958A1 6

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Sistema de transmisión por engranajes, que estando destinado para transmitir el movimiento giratorio entre ejes, paralelos o no, mediante al menos un engranaje, se caracteriza porque un engranaje 3 comprende un dentado determinado por cuerpos de revolución, cuyas partes salientes se complementan con unos alvéolos receptores establecidos en otro elemento que recibe el movimiento giratorio de ese engranaje a través de los cuerpos de revolución citados.
  2. 2.
    Sistema de transmisión por engranajes, según la reivindicación 1, caracterizado porque los cuerpos de revolución del dentado son elementos estáticos sin movilidad relativa con respecto al engranaje (3) que los soporta.
  3. 3.
    Sistema de transmisión por engranajes, según la reivindicación 1, caracterizado porque los cuerpos de revolución del dentado son elementos dinámicos con movimiento rotacional relativo y están ubicados en unos nidos de alojamiento 9 del engranaje respectivo (3).
  4. 4.
    Sistema de transmisión por engranajes, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aristas de los alvéolos
    receptores están rematadas por un chaflán (10).
  5. 5.
    Sistema de transmisión por engranajes, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cuerpos de revolución determinantes de los dientes comprenden una configuración esférica (2).
  6. 6.
    Sistema de transmisión por engranajes, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cuerpos de revolución determinantes de los dientes comprenden una configuración cilíndrica (1).
  7. 7.
    Sistema de transmisión por engranajes, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dentado de los cuerpos esféricos (2) de un engranaje conductor (3) se relaciona con uno de los varios recorridos circunferenciales (11) formados por una sucesión de alvéolos receptores (5) de forma esférica establecidos sobre una de las caras del plato
    o disco conducido (7) cuyo eje (6’) es perpendicular al eje (3’) del engranaje citado (3), incluyendo el plato (7) al menos una ranura radial (12) que permite el desplazamiento axial del engranaje conductor (3) para poder cambiar la relación de giro entre éste y el citado plato (7).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200930396
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 01.07.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : F16H55/10 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 2408666 A (MALLARD LOGAN L) 01.10.1946, columna 1, línea 1 – columna 3, línea 69; 1,3,5,6
    figuras 1-6.
    X
    US 1468794 A (BLODGETT) 25.09.1923, página 1, líneas 46-80; figuras. 1,2,5
    X
    WO 2004005755 A1 (DE OLIVEIRA SAULO WAGNER) 15.01.2004, página 12, líneas 1-9; 1,5,7
    figuras en página 12/14.
    X
    US 870715 A (COWLES) 12.11.1907, página 1, línea 54 – página 4, línea 95; figuras 1,2,6. 1,2,4,7
    X
    DE 10002798 A1 (LANDGRAF RICHARD) 14.12.2000, columna 2, líneas 1-37; columna 3, 1,3,5,6
    líneas 2-14; figuras 1,2,5,6.
    X
    GB 318337 A (PATRICK STUART MARTIN et al.) 05.09.1929, página 1, líneas 50 -64; figuras. 1,3,5
    X
    US 598629 A (HIGGINS) 08.02.1898, página 1, línea 47 – página 3, línea 52; figuras. 1,3,6
    X
    GB 153847 A (GEORGES FRAPPIER) 18.11.1920, página 1, línea 76 – página 2, línea 25; 1,2,5
    figuras 1-4,6.
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 01.04.2011
    Examinador V. Población Bolaño Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200930396
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F16H Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930396
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 01.04.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones 4 Reivindicaciones 1-3,5-7 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-7 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930396
    1. Documentos considerados.
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión:
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2408666 A (MALLARD LOGAN L) 01.10.1946
    D02
    US 1468794 A (BLODGETT) 25.09.1923
    D03
    WO 2004005755 A1 (DE OLIVEIRA SAULO WAGNER) 15.01.2004
    D04
    US 870715 A (COWLES) 12.11.1907
  8. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración.
    La invención en estudio tiene por objeto un sistema de transmisión mediante el engrane de dientes formados por cuerpos de revolución en alveolos complementarios.
    Existen numerosos documentos que describen transmisiones del tipo indicado, entre los cuales cabe citar como ejemplo representativo, el documento D01, referente a un engranaje antifricción. El mecanismo descrito en este documento comprende un dentado determinado por cuerpos de revolución (esferas (15) o cilindros (28)) cuyas partes salientes se complementan con alveolos receptores (16, 39, 27) existentes en el elemento que recibe el movimiento giratorio. Los cuerpos de revolución, ubicados en nidos de alojamiento, son elementos dinámicos con movimiento rotacional relativo respecto al elemento que los soporta.
    Por tanto, el objeto de las reivindicaciones 1,3,5 y 6 no es nuevo de acuerdo con el Artículo 6 de la Ley 11/1986 de Patentes.
    También el documento D02 describe un engranaje con dentado formado por cuerpos de revolución (16) esféricos complementados con alveolos receptores, aunque en este caso los mencionados cuerpos son elementos estáticos sin movilidad relativa respecto al elemento que los soporta.
    En consecuencia, tampoco la reivindicación 2 es nueva según el Artículo 6 de la Ley 11/1986 de Patentes.
    El documento D03 presenta una serie de variantes para un sistema de transmisión basado en coronas concéntricas con engrane mediante estructuras esferoidales. En el quinto modo de realización, descrito en la página 12, líneas 1 a 9 del documento y mostrado en las dos figuras inferiores de la página 12 de las hojas de dibujos del mismo, el dentado de los cuerpos esféricos (60) de un engranaje conductor se relaciona con uno de los varios recorridos circunferenciales formados por una sucesión de alveolos receptores de forma esférica presentes en una de las caras del disco conducido, incluyendo dicho disco ranuras radiales (63) que permiten el desplazamiento axial del engranaje conductor para cambiar la relación de giro entre éste y el plato.
    A la vista de este documento, también el objeto de la reivindicación 7 carece de novedad (Artículo 6 de la Ley 11/1986 de Patentes).
    El documento D04 muestra igualmente un sistema de transmisión de velocidad variable en el cual se emplea un dentado formado por cuerpos de revolución (23) que engranan con los correspondientes alveolos (10) incluidos en un disco conducido. Las aristas de los alveolos receptores (10) están rebajadas (página 4, líneas 16 a 20) para mejorar la entrada de los dientes en los mismos. Pese a que no se indica que se trate de un chaflán, el hecho de que el mencionado rebaje tenga esa forma u otra se considera un mero detalle de diseño encuadrado en la práctica habitual del experto en la materia.
    Por tanto, la reivindicación 4 no presenta actividad inventiva según el Artículo 8 de la Ley 11/1986 de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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