ES2399180T5 - Unidad de transmisión - Google Patents

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ES2399180T5 ES09796326.8T ES09796326T ES2399180T5 ES 2399180 T5 ES2399180 T5 ES 2399180T5 ES 09796326 T ES09796326 T ES 09796326T ES 2399180 T5 ES2399180 T5 ES 2399180T5
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Description

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Unidad de transmision
La invencion se refiere a un dispositivo de cambio de marcha para una unidad de transmision de un vehfculo que funciona con fuerza muscular.
La invencion se refiere ademas a una unidad de transmision para un vehfculo que funciona con fuerza muscular.
La invencion se refiere tambien a una caja de cambios para una unidad de transmision de un vehfculo accionado con fuerza muscular.
Las unidades de transmision de este tipo sirven para multiplicar o desmutiplicar la fuerza muscular y de esta manera facilitar el accionamiento del vehfculo.
En principio existen tres tipos de cambios de marcha para vehfculos o bicicletas accionadas con fuerza muscular, en concreto cambios por cadena, cambios de cubos y engranajes de bicicleta.
El cambio por cadena no se ha modificado esencialmente en las ultimas decadas. A este respecto una cadena transmite la fuerza de accionamiento desde una biela hasta el eje trasero de la bicicleta, en el que esta montado un paquete de pinones montado en el eje trasero con hasta 10 pinones, entre los que por medio de un mecanismo de trinquete fijado al bastidor puede alternarse para la direccion de la cadena. Ademas, la mayorfa de las bicicletas estan provistas adicionalmente con un cambio de velocidades en el plato del cojinete de pedal. A este respecto estan colocadas hasta tres platos en la biela, entre los que puede alternarse por medio de un cambiador fijado al bastidor. Los cambios por cadena de este tipo ofrecen hasta 30 marchas, siendo no obstante redundantes en cuanto al sistema muchas marchas y debido a elevadas perdidas por friccion por un curso de cadena diagonal algunas marchas no pueden aprovecharse o solo de manera limitada.
En el principio del cambio por cadena es desventajoso ademas de la pluralidad de marchas redundantes y las perdidas por friccion, que los componentes estan expuestos y por tanto estan sometidos directamente a influencias ambientales, tales como agua y suciedad, y pueden danarse muy ligeramente por golpes.
El segundo tipo de cambios de bicicletas comercialmente disponibles es el cambio de cubos. A diferencia del cambio por cadena por este se entiende un engranaje incorporado en la caja del pinon del eje trasero. Un cambio de cubos no presenta habitualmente ningun componente de cambio externo y por lo tanto no es susceptible de golpes y se somete menos a las influencias ambientales que el cambio por cadena. Un cambio de cubos, tal como se conoce por ejemplo por el documento DE 197 20 794 A1, puede realizar en la actualidad hasta 14 marchas. En el principio del cambio de cubos en el eje trasero es desventajoso que el peso de las masas en rotacion sea elevado y, en el caso de bicicletas con suspension trasera, que la masa no suspendida considerada con respecto al peso total es elevada. Ademas se desplaza el centro de gravedad de la bicicleta en la direccion del eje trasero, lo que en particular en el caso de bicicletas de montana con suspension trasera repercute desfavorablemente en las propiedades de conduccion de la bicicleta.
Un cambio de cubos de este tipo se conoce por ejemplo por el documento EP 0 383 350 B1, en el que dos engranajes planetarios estan dispuestos coaxialmente con respecto a un cubo fijado a la caja, pudiendo conectarse el arbol de entrada con soportes de pinon y pudiendo conectarse de manera fija con respecto al giro a traves de un dispositivo de cambio de marcha que puede girar los pinones satelite de los engranajes planetarios con el cubo fijado a la caja, para realizar diferentes relaciones de multiplicacion del engranaje total. En este engranaje es desventajoso que el engranaje total es complicado y por consiguiente por un lado su produccion es de coste elevado y por otro lado debido al alto numero de componentes presenta un elevado peso con, al mismo tiempo, un menor numero de marchas realizables.
Los engranajes de bicicleta o engranajes de cojinete de pedal montados en la zona del cojinete de pedal representan la tercera variante de los cambios de bicicletas. Este tipo de cambio de bicicletas no esta extendido o solo muy ocasionalmente en las bicicletas comercialmente disponibles. En general los engranajes de bicicleta de este tipo tienen la ventaja con respecto a los cambios de cadena o cambios de cubos convencionales, de que no presentan ningun componente expuesto y, por consiguiente, estan protegidos contra golpes y las influencias ambientales y, por otro lado, desplazan el centro de gravedad de la bicicleta hacia el centro, reduciendose al mismo tiempo el total de la masa no suspendida. Esto es especialmente ventajoso en el deporte de bicicleta de montana. Un desaffo tecnico en los engranajes de bicicleta de este tipo es realizar una forma constructiva compacta con al mismo tiempo un gran numero de marchas conmutables.
Por el documento US 5.924.950 A se conoce un engranaje de bicicleta, con un arbol de entrada, sobre el que esta montada una pluralidad de ruedas impulsoras, y un arbol intermedio, sobre el que esta montado un numero correspondiente de ruedas accionadas conmutables. Las ruedas conmutables del arbol intermedio se cambian por medio de varios pernos de cambio y pinones libres axialmente desplazables, dispuestos en el arbol intermedio,
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estando conectado el arbol intermedio a traves de un engranaje planetario con un pinon como elemento de salida del engranaje de bicicleta. El pinon esta conectado a traves de un acoplamiento con el pinon satelite del engranaje planetario y la rueda hueca del engranaje planetario puede frenarse por medio de un cable Bowden. Mediante este engranaje de bicicleta pueden realizarse 14 marchas. En este sistema es desventajosa la forma constructiva axialmente grande y el pequeno numero en comparacion de 14 marchas realizables.
Asimismo por el documento WO 2008/089932 A1 se conoce una unidad de transmision para bicicletas, en la que a traves de dos arboles intermedios y un engranaje parcial adicional puede realizarse un elevado numero de marchas mediante la multiplicacion de las marchas individuales de los dos engranajes parciales y, al mismo tiempo, una forma constructiva compacta. En esta unidad de transmision es desventajoso que para cambiar las ruedas locas se desplaza axialmente un arbol de levas y de esta manera el engranaje requiere un gran espacio en direccion axial.
Por el documento EP 144 5 088 se conoce un dispositivo de cambio de marcha con las caracterfsticas del preambulo de la reivindicacion 1.
Por lo tanto el objetivo de la presente invencion es proporcionar una unidad de transmision mejorada, un dispositivo de cambio de marcha mejorado y una caja de cambios mejorada para un vehfculo que funciona con fuerza muscular, mediante lo cual puede realizarse una forma constructiva mas compacta y un gran numero de marchas con, al mismo tiempo, un peso reducido.
Este objetivo se soluciona segun la reivindicacion 1 de la invencion mediante un dispositivo de cambio de marcha para una unidad de transmision de un vehfculo que funciona con fuerza muscular con un primer arbol, sobre el que esta montada una pluralidad de ruedas locas, un numero correspondiente de ruedas dentadas, que estan motadas sobre al menos un segundo arbol, en el que las ruedas locas pueden conectarse en cada caso por medio de medios de cambio con el primer arbol, en el que el primer arbol esta configurado como arbol hueco y presenta uno o dos pernos de cambio situados coaxialmente en el interior, en el que el o los perno(s) de cambio en cada caso esta o estan conectados con medios de accionamiento, que estan configurados para rotar el o los perno(s) de cambio, para accionar los medios de cambio, en el que los medios de cambio estan configurados como pinones libres conmutables y sobre el o los perno(s) de cambio estan configuradas secciones de accionamiento, por medio de las que los pinones libres pueden accionarse, en el que las secciones de accionamiento estan dispuestas sobre el o los perno(s) de cambio de tal manera que los pinones libres pueden accionarse simultaneamente por dos marchas sucesivas.
Una ventaja de la invencion es que los pernos de cambio permite una forma constructiva axialmente compacta de la unidad de transmision, porque los pernos de cambio se rotan para accionar los medios de cambio en el segundo arbol.
El objetivo de la presente invencion se soluciona por lo tanto por completo.
Con la invencion se prefiere cuando los medios de accionamiento estan configurados para rotar el perno de cambio correspondiente de manera sincronica con respecto al primer arbol, para mantener un estado de cambio y para rotar el perno de cambio con respecto al primer arbol, para realizar un cambio de marcha.
De esta manera el perno de cambio puede accionar mediante un movimiento relativo los medios de cambio y conectar cada una de las ruedas locas con el primer arbol de manera fija con respecto al giro.
Ademas es ventajoso cuando los dos pernos de cambio pueden rotarse independientemente uno de otro. De esta manera pueden conectarse independientemente las ruedas locas, mediante lo cual puede realizarse un alto numero de marchas.
De esta manera el perno de cambio puede rotarse de manera sincronica con respecto al primer arbol y superponerse facilmente un segundo movimiento de giro.
De esta manera es posible una forma constructiva sencilla y compacta del mecanismo de transmision de superposicion de velocidad.
Preferiblemente el engranaje planetario esta configurado como engranaje planetario escalonado. De esta manera es posible una forma constructiva especialmente compacta.
A este respecto se prefiere cuando el primer arbol esta conectado de manera fija con respecto al giro con un pinon satelite del engranaje planetario y el perno de cambio de manera fija con respecto al giro con un soporte de pinon del engranaje planetario.
De esta manera puede transmitirse la rotacion del primer arbol con bajo esfuerzo sobre los pernos de cambio.
A este respecto es ademas ventajoso cuando una rotacion de una rueda hueca del engranaje planetario puede
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transmitirse como rotacion del perno de cambio con respecto al arbol.
De esta manera puede transmitirse con medios mecanicos sencillos un giro con respecto al arbol sobre los pernos de cambio.
En general se prefiere cuando la rotacion del primer arbol puede transmitirse por medio de un juego de ruedas constante sobre el pinon satelite del engranaje planetario.
Ademas se prefiere cuando la rotacion del soporte de pinon del engranaje planetario puede transmitirse por medio de un juego de ruedas constante sobre los pernos de cambio.
Mediante esta disposicion puede realizarse el giro relativo complicado del perno de cambio en el primer arbol con medios mecanicamente sencillos. Preferiblemente los juegos de ruedas constantes y el engranaje planetario estan configurados de modo que el perno de cambio y el primer arbol rotan con la misma velocidad de giro, cuando la rueda hueca del engranaje planetario se detiene o esta fija con respecto a la caja de cambios.
Preferiblemente el movimiento de giro de la rueda hueca se realiza por medio de un disco de traccion. El disco de traccion se acciona preferiblemente mediante un cable Bowden. El disco de traccion traduce el movimiento de traccion realizado por el cable Bowden en un movimiento de rotacion de la rueda hueca.
Preferiblemente los medios de cambio estan configurados como pinones libres conmutables.
De esta manera las ruedas locas pueden montarse, con medios de cambio sencillos y compactos, de manera conmutable sobre el primer arbol.
A este respecto se prefiere cuando los pinones libres presentan trinquetes de cambio, que pueden engranarse con un dentado interno de las ruedas locas.
De esta manera pueden realizarse pinones libres accionables de manera sencilla, que pueden absorber un gran momento de giro, debido que a transmiten fuerza en direccion tangencial desde la rueda loca hasta el primer arbol.
Asimismo se prefiere cuando el perno de cambio presenta secciones de accionamiento, por medio de las que pueden accionarse los pinones libres.
De esta manera pueden engranarse los pinones libres mediante una medida de construccion sencilla con las ruedas locas.
A este respecto se prefiere cuando las secciones de accionamiento estan configuradas como entalladuras en el perno de cambio.
De esta manera pueden pivotar hacia el interior secciones de accionamiento de los trinquetes de cambio, de modo que el trinquete de cambio original pivota radialmente hacia fuera y puede engranarse con el dentado interno de las ruedas locas. De esta manera puede realizarse un arbol con diametro pequeno.
Alternativamente se prefiere cuando las secciones de accionamiento estan configuradas elevadas.
De esta manera los trinquetes de cambio pueden presionarse radialmente hacia fuera directamente y puede prescindirse de dispositivos de pretensado tales como por ejemplo muelles.
De esta manera es posible realizar un engranaje de cambio por carga, debido a que la rueda libre de la marcha mas alta se engrana con la rueda loca correspondiente, mientras que la rueda libre de la marcha mas baja se mueve libremente.
Ademas se prefiere cuando a cada rueda loca esta asociada una pluralidad de trinquetes de pinon libre.
De esta manera puede transmitirse un mayor momento de giro desde la rueda loca hasta el arbol y no existe ningun riesgo de lesion en caso de una rotura del trinquete libre, debido a que al menos un trinquete libre adicional puede transmitir rapidamente el momento de giro.
Ademas se prefiere cuando los trinquetes de pinon libre de un pinon libre estan distribuidos a lo largo de la circunferencia del arbol de tal manera que solo puede engranarse uno de los trinquetes de pinon libre simultaneamente con la rueda loca.
De esta manera disminuye el angulo de giro de la rueda loca conmutable hasta el enclavamiento del trinquete de cambio en el dentado interno, mediante lo cual se aumenta la comodidad de conduccion.
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Ademas se prefiere cuando las secciones de accionamiento estan configuradas de tal manera que solo pueden accionarse pinones libres conformados de manera correspondiente.
De esta manera determinadas secciones de accionamiento pueden accionar unicamente pinones libres determinados, mediante lo cual puede accionarse un mayor numero de pinones libres diferentes por medio de un perno de cambio.
En general se prefiere cuando el perno de cambio esta configurado de manera desplazable axialmente.
De esta manera puede aplicarse el intervalo de giro aprovechable de los pernos de cambio.
Alternativamente se prefiere que los medios de accionamiento presenten actuador electrico.
De esta manera puede prescindirse de ruedas dentadas para accionar el perno de cambio, mediante lo cual es posible una reduccion adicional del peso.
A este respecto se prefiere cuando un estator del actuador electrico esta conectado de manera fija con respecto al giro con el primer arbol.
De esta manera puede prescindirse de medios de rotacion adicionales, para rotar el actuador electrico de manera sincronica con respecto al primer arbol.
A este respecto se prefiere cuando el actuador electrico esta dispuesto en el primer arbol.
De esta manera es posible una forma constructiva compacta de la unidad de transmision.
Ademas se prefiere cuando el actuador electrico esta configurado como motor electrico y especialmente preferiblemente como motor paso a paso.
De esta manera puede realizarse un movimiento relativo del perno de cambio con respecto al segundo arbol con un control sencillo
Alternativamente se prefiere cuando los medios de accionamiento presentan un actuador hidraulico.
De esta manera puede accionarse el perno de cambio, sin que deba suministrarse adicionalmente energfa electrica.
A este respecto se prefiere cuando el actuador hidraulico presenta un emisor hidraulico que esta conectado de manera fija con respecto al giro con una caja corona de engranajes.
De esta manera puede alimentarse presion hidraulica al actuador hidraulico sin realizaciones de giros costosos.
Asimismo se prefiere cuando el actuador hidraulico presenta un receptor hidraulico que esta montado de manera giratoria con respecto al emisor hidraulico.
De esta manera puede transmitirse la presion hidraulica de forma sencilla a elementos constructivos que giran.
A este respecto se prefiere cuando el receptor hidraulico presentan un primer elemento constructivo receptor que esta conectado de manera fija con respecto al giro con el primer arbol.
De esta manera una parte del receptor hidraulico puede apoyarse sobre el primer arbol y rotarse el perno de cambio con la velocidad de rotacion del primer arbol.
Ademas se prefiere cuando el receptor hidraulico presenta un segundo elemento constructivo receptor, que esta conectado de manera fija con respecto al giro con el perno de cambio.
De esta manera el segundo elemento constructivo receptor puede transmitir un movimiento de giro del perno de cambio con respecto al primer arbol.
Ademas se prefiere cuando el primer y el segundo elemento constructivo receptor forman al menos un cilindro receptor, y formando el segundo elemento constructivo receptor al menos un piston receptor.
De esta manera, la presion hidraulica, que se genera en el cilindro receptor, puede accionar el piston receptor y realizar un giro relativo del perno de cambio con respecto al segundo arbol.
A este respecto se prefiere cuando el piston receptor esta montado de manera movil en direccion circunferencial.
De esta manera no es necesario ningun medio mecanico adicional para traducir el movimiento del piston receptor en
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un movimiento de giro.
Adicionalmente se prefiere cuando el cilindro receptor esta configurado como cilindro de accion doble.
De esta manera, mediante una inversion sencilla de la presion hidraulica aplicada puede invertirse la direccion de giro del piston receptor.
Ademas se prefiere cuando el primer elemento constructivo receptor y el segundo elemento constructivo receptor forman al menos dos pistones receptores.
De esta manera puede ejercerse una fuerza mayor sobre los pernos de cambio.
A este respecto se prefiere cuando los dos cilindros receptores forman una conexion en serie. De esta manera es posible que en primer lugar se accione un piston y el perno de cambio se mueva a una primera posicion de rotacion, y despues, mediante un aumento adicional de la presion hidraulica se accione el segundo piston receptor, para girar el perno de cambio hasta una segunda posicion de rotacion. Asimismo puede aumentarse el intervalo de giro aprovechable del perno de cambio.
Ademas se prefiere cuando el perno de cambio presenta una direccion de enclavamiento que fija el perno de cambio en diferentes posiciones de rotacion en el primer arbol.
De esta manera puede realizarse de manera reproducible una posicion de rotacion exacta del perno de cambio en el primer arbol, que debe desbloquearse mediante una elevada fuerza empleada.
Ademas se prefiere cuando el perno de cambio esta montado con respecto al segundo elemento constructivo receptor de manera axialmente movil.
De esta manera puede realizarse una funcion de cambio adicional mediante el movimiento axial del perno de cambio.
Asimismo se prefiere cuando el perno de cambio presenta una seccion de accionamiento, por medio de la que puede accionarse un acoplamiento de un engranaje parcial separado.
De esta manera pueden conectarse dos engranajes conectados en serie con un perno de cambio, mediante lo cual se aumenta la comodidad de cambio.
Adicionalmente se prefiere cuando el arbol intermedio del primer engranaje parcial y el arbol de entrada del segundo engranaje parcial estan dispuestos coaxialmente entre si.
De esta manera es posible una transmision de fuerza desde el arbol intermedio hasta el arbol de entrada del segundo engranaje parcial con un bajo coste constructivo.
A este respecto es ademas ventajoso cuando el arbol intermedio del primer engranaje parcial puede conectarse con un juego de ruedas planetarias del engranaje de ruedas planetarias de manera fija con respecto al giro.
De esta manera puede realizarse una marcha adicional con medios sencillos desde el punto de vista constructivo.
Ademas se prefiere cuando una rueda hueca del engranaje de ruedas planetarias puede conectarse con el arbol de entrada del segundo engranaje parcial de manera fija con respecto al giro.
De esta manera puede realizarse con medios sencillos una deriva del engranaje planetario.
Ademas se prefiere cuando un pinon satelite del engranaje de ruedas planetarias puede conectarse con una caja de cambios de la unidad de transmision por medio de un acoplamiento de manera fija con respecto al giro.
De esta manera puede realizarse con medios constructivos sencillos una marcha adicional del engranaje de ruedas planetarias.
Ademas se prefiere cuando el arbol de entrada del primer engranaje parcial esta configurado como arbol de paso, que puede conectarse en lados opuestos con manivelas para accionar el vehfculo.
De esta manera puede prescindirse de ruedas dentadas adicionales que transmiten el momento de giro de entrada de la unidad de transmision al arbol de entrada del primer engranaje parcial.
Ademas se prefiere cuando el arbol de salida esta configurado como arbol hueco que esta dispuesto coaxialmente con respecto al arbol de paso.
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De esta manera es posible una forma constructiva compacta y de esta manera puede disponerse el pinon en una forma constructiva mas compacta coaxialmente con respecto al cojinete de pedal de la bicicleta.
Ademas se prefiere cuando el engranaje de ruedas planetarias rota alrededor de un eje de giro que esta dispuesto desplazado en paralelo con respecto al arbol de entrada.
De esta manera puede realizarse una forma constructiva axialmente compacta de la unidad de transmision.
En general se prefiere cuando el arbol de entrada puede conectarse con el arbol de salida por medio de un acoplamiento al menos en una direccion de giro de manera fija con respecto al giro. De esta manera puede realizarse con medios sencillo una marcha adicional de la unidad de transmision como marcha directa.
Ademas se prefiere cuando las segundas ruedas de accionamiento del segundo engranaje parcial estan configuradas como ruedas locas que pueden conectarse por medio de medios de cambio con el arbol de entrada de manera fija con respecto al giro.
De esta manera el segundo engranaje parcial puede conectarse con bajo esfuerzo constructivo, debido a que el arbol intermedio no puede conectarse en sus extremos axiales con medios de accionamiento tales como por ejemplo bielas.
En general se prefiere combinar una de las unidades de transmision segun la invencion con el dispositivo de cambio de marcha segun la invencion. De esta manera puede realizarse un engranaje de bicicleta compacto en su conjunto.
Se entiende que las caracterfsticas mencionadas anteriormente y las que se explicaran a continuacion no solo pueden usarse en la combinacion indicada en cada caso, sino tambien en otras combinaciones o en exclusiva, sin apartarse del contexto de la presente invencion.
Ejemplos de realizacion de la invencion estan representados en los dibujos y se explican en detalle a continuacion en la siguiente descripcion. Muestran:
la figura 1 la figura 2
la figura 3
la figura 4
la figura 5
la figura 6 la figura 7
la figura 8 la figura 9 la figura 10
la figura 11
una vista lateral de un bastidor de bicicleta con un engranaje de velocidades multiples;
una representacion en despiece ordenado de una caja de cambios con un engranaje de velocidades multiples;
un esquema de conexiones de un engranaje de velocidades multiples con dos engranajes parciales y un arbol intermedio comun;
un esquema de conexiones de un dispositivo de cambio de marcha con perno de cambio giratorio;
un esquema de conexiones de un dispositivo de cambio de marcha con dos pernos de cambio giratorios;
un esquema de conexiones de una unidad de transmision con un engranaje planetario;
una representacion en perspectiva de una forma de realizacion de una unidad de transmision con dos engranajes parciales y un arbol intermedio comun;
una representacion en perspectiva de una rueda loca con dentado interno;
una representacion en perspectiva de un trinquete de cambio;
una representacion en despiece ordenado en perspectiva de un arbol para el apoyo de ruedas locas conmutables con perno de cambio giratorio;
una representacion en perspectiva de un arbol con trinquetes de cambio y perno de cambio giratorio;
las figuras 12 A-F: diagramas esquematicos para explicar los procesos de cambio con perno de cambio giratorio;
la figura 13 una representacion en despiece ordenado de un arbol con perno de cambio giratorio y un
engranaje planetario para rotar el perno de cambio;
la figura 14: una representacion en perspectiva del arbol y del dispositivo de cambio de marcha segun la
figura 13;
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la figura 15: una representacion en despiece ordenado de un perno de cambio giratorio con un acoplamiento
del engranaje planetario;
la figura 16: una representacion en despiece ordenado del engranaje planetario con horquilla de selector;
la figura 17: una representacion en perspectiva del cambio de marchas con perno de cambio giratorio y
engranaje planetario conectable;
la figura 18: una vista lateral esquematica del dispositivo de cambio de marcha con perno de cambio giratorio
y engranaje planetario conectable;
la figura 19: una representacion en corte esquematico de una unidad de transmision con perno de cambio
giratorio y engranaje planetario;
la figura 20 A-C: diagramas esquematicos para explicar el modo de funcionamiento de dos cilindros hidraulicos conectados en serie;
la figura 21: un diagrama esquematico para explicar un cilindro hidraulico de accion doble;
la figura 22: una representacion en despiece ordenado de una unidad hidraulica para el accionamiento del
perno de cambio giratorio;
la figura 23: una vista en corte esquematico de un arbol con perno de cambio y unidad hidraulica segun la
figura 22;
la figura 24: una representacion en perspectiva de la unidad hidraulica para el accionamiento del perno de
cambio giratorio;
la figura 25: una vista en corte del perno de cambio de la figura 23 cortada a lo largo de la lfnea B-B;
la figura 26: una vista en corte de un perno de cambio con unidad hidraulica cortada a lo largo de la lfnea C
C de la figura 25;
la figura 27: una vista en corte de una direccion de enclavamiento del perno de cambio cortada a lo largo de
la lfnea A-A de la figura 23;
la figura 28: una representacion en despiece ordenado de una caja de cambios para el alojamiento de una
unidad de transmision;
la figura 29 un esquema de conexiones de un dispositivo de cambio de marcha con dos pernos de cambio
giratorios;
la figura 30 una representacion en despiece ordenado del dispositivo de cambio de marcha segun la figura
29.
En la figura 1 una unidad de transmision esta designada en general con 10.
La figura 1 muestra una vista lateral de un bastidor de bicicleta 12, que presenta una caja de cambios 14, en la que esta alojada la unidad de transmision 10. La unidad de transmision 10 esta indicada en esta representacion solo de manera esquematica y esta configurada como unidad compacta, que esta dispuesta preferiblemente en una caja de engranaje no representada en este caso. La unidad de transmision 10 se describe en el presente documento a modo de ejemplo para su uso en una bicicleta, siendo posible, no obstante el uso en otros vehfculos que funcionan con fuerza muscular. Asimismo es tambien concebible usar la unidad de transmision 10 para vehfculos en los que se usa fuerza muscular en combinacion con un motor de accionamiento para accionar el vehfculo.
La unidad de transmision 10 y la caja de cambios 14 forman junto con bielas 16 y 16' un engranaje de velocidades multiples 18.
La figura 2 muestra una representacion en despiece ordenado del engranaje de velocidades multiples 18. Piezas iguales estan provistas de iguales numeros de referencia, de modo que en este sentido se remite a la descripcion para la figura 1.
El engranaje de velocidades multiples 18 presenta una caja de cambios 20, que esta formada por un una envoltura de caja 22 y dos tapas de caja 24, 26, que cierran la envoltura de caja 22 en sus extremos axiales. El engranaje de velocidades multiples 18 presenta ademas un plato 28 que por medio de una cadena no representada transmite un momento de fuerza multiplicado o desmutiplicado mediante la unidad de transmision 10 a una rueda trasera no
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representada de la bicicleta.
Las bielas 16, 16' pueden conectarse con un arbol de entrada 30 de la unidad de transmision 10 y forman la entrada de momento de giro para el engranaje de velocidades multiples 18. El plato 28 esta conectado con un arbol de salida 32 de la unidad de transmision 10 y forma la salida del engranaje de velocidades multiples 18. El arbol de entrada 30 y el arbol de salida 32 estan dispuestos coaxialmente entre si.
En la caja de cambios 20 esta dispuestas preferiblemente una caja de engranaje 34. La caja de engranaje 34 sirve para el alojamiento de varios ejes de reductor, cojinetes, medios de cambio, ruedas dentadas, asf como entradas y otros elementos constructivos del engranaje de velocidades multiples 18.
La caja de engranaje 20 presenta preferiblemente dos placas de apoyo 36, 38, que estan conectadas entre si por medio de una pluralidad de pernos 40. Las placas de apoyo presentan cojinetes sobre los que estan montados arboles de manera giratoria. Sobre los arboles estan montadas ruedas dentadas de la unidad de transmision 10.
Alternativamente los pernos 40 y los arboles de la unidad de transmision 10 pueden estar montados sobre las tapas de caja 24, 26, de modo que para ahorrar peso y espacio puede prescindirse de placas de apoyo 36, 38 separadas.
La figura 3 muestra un esquema de conexiones de la unidad de transmision 10.
La unidad de transmision 10 presenta el arbol de entrada 30 y el arbol de salida 32. El arbol de entrada 30 esta configurado como arbol de paso. El arbol de salida 32 esta configurado como arbol hueco. El arbol de entrada 30 y el arbol de salida 32 estan dispuestos coaxialmente entre si. El arbol de salida 32 esta conectado con el plato 28 de manera fija con respecto al giro, que forma un elemento de salida de la unidad de transmision 10.
La unidad de transmision 10 presenta un primer engranaje parcial 42 y un segundo engranaje parcial 44. Sobre el arbol de entrada 30 esta montada una pluralidad de ruedas de accionamiento 46, 47, 48, 49, 50, 51. El primer engranaje parcial 42 presenta un arbol intermedio 52. Sobre el arbol intermedio 52 estan montadas ruedas accionadas 53, 54, 55, 56, 57, 58. Las ruedas accionadas 53, 54, 55, 56, 57, 58 estan configuradas como ruedas locas.
Las ruedas accionadas 53 a 58 pueden conectarse por medio de medios de cambio no representados con el arbol intermedio 52. Las ruedas accionadas 53 a 58 y las ruedas de accionamiento 46 a 51 forman pares de ruedas, que presentan diferentes multiplicaciones, de modo que mediante la conexion selectiva de las ruedas accionadas 53 a 58 con el arbol intermedio 52 pueden realizarse diferentes marchas.
El segundo engranaje parcial 44 presenta un arbol de entrada 60. Sobre el arbol de entrada 60 estan montadas ruedas de accionamiento 62, 63, 64. Las ruedas de accionamiento 62, 63, 64 estan configuradas como ruedas locas. Las ruedas de accionamiento 62, 63, 64 pueden conectarse por medio de medios de cambio con el arbol de entrada 60 de manera fija con respecto al giro. Sobre el arbol de salida 32 estan montadas las ruedas accionadas 66, 67, 68. Las ruedas accionadas 66, 67, 68 se encuentran engranadas con las ruedas de accionamiento 62, 63, 64.
Mediante las ruedas 66, 67, 68 accionadas engranadas entre si y ruedas de accionamiento 62, 63, 64 se forman pares de ruedas que presentan multiplicaciones. Las ruedas de accionamiento 62, 63, 64 pueden unirse por medio de medios de cambio no representados con el arbol de entrada 60 de manera fija con respecto al giro, mediante lo cual se forman marchas diferentes seleccionables del segundo engranaje parcial 44.
El arbol intermedio 52 del primer engranaje parcial 42 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol de entrada del segundo engranaje parcial 44. Preferiblemente el arbol intermedio 52 esta formado en una sola pieza con el arbol de entrada 60.
Debido a que el primer engranaje parcial 42 esta conectado con el segundo engranaje parcial 44, se multiplican las marchas realizables posibles del primer engranaje parcial 42 con las marchas del segundo engranaje parcial 44. Por lo tanto mediante la unidad de transmision 10 representada en la figura 3 pueden realizarse dieciocho marchas.
Ademas es concebible que el arbol de entrada 30 pueda conectarse por medio de un acoplamiento no representado con el arbol de salida 32 de manera fija con respecto al giro. De esta manera podrfa realizarse una marcha adicional como marcha directa.
En la figura 4 un dispositivo de cambio de marcha para rotar un perno de cambio giratorio esta designado en general con 70. El dispositivo de cambio de marcha 70 sirve para conectar ruedas locas montadas sobre un arbol 72, no representadas, por medio de medios de cambio no representados con el arbol 72 de manera fija con respecto al giro. El dispositivo de cambio de marcha 70 presenta un perno de cambio 74, que esta montado de manera giratoria coaxialmente en el arbol 72 configurado como arbol hueco. El perno de cambio 74 esta configurado de modo que en una posicion de rotacion determinada con respecto al arbol 72 se accionan medios de cambios determinados, de modo que al menos una de las ruedas locas esta conectada al menos en una direccion de giro de manera fija con
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respecto al giro con el arbol 72. El dispositivo de cambio de marcha 70 representado en la figura 4 sirve en general o bien para conservar la posicion de giro del perno de cambio 74 con respecto a arbol 72 que rota, para mantener la marcha introducida o bien modificar de forma controlada la posicion de giro, para cambiar la marcha.
El arbol 72 esta conectado con una rueda de accionamiento 76 de manera fija con respecto al giro. La rueda de accionamiento 76 esta conectada con una rueda accionada 78 de manera fija con respecto al giro, que esta montada sobre un arbol secundario 80. La rueda de accionamiento 76 y la rueda accionada 78 forman un primer engranaje transmisor 82.
El dispositivo de cambio de marcha 70 presenta ademas un mecanismo de transmision de superposicion de velocidad 84 o un engranaje de adicion 84, que esta configurado preferiblemente como engranaje planetario 84. El engranaje planetario 84 presenta un pinon satelite 86, ruedas planetarias 88 y una rueda hueca 90. El pinon satelite 86 esta conectado de manera fija con respecto al giro con la rueda accionada 78 del engranaje transmisor 82. Las ruedas planetarias 88 estan montadas por medio de un soporte de pinon 92. Las ruedas planetarias 88 se engranan con un dentado interno de la rueda hueca 90 y con un dentado externo del pinon satelite 86. La rueda hueca esta conectada con un arbol de rueda hueca 93 de manera fija con respecto al giro. El arbol de rueda hueca 93 esta conectado con un disco de traccion 94. El soporte de pinon 92 esta montado de manera giratoria y conectado de manera fija con respecto al giro con un arbol receptor 96. El arbol secundario 80 y el arbol receptor 96 estan dispuestos coaxialmente entre si. El pinon satelite 86 y la rueda hueca 90 estan dispuestos coaxialmente con respecto al arbol secundario 80. El arbol secundario 80 esta dispuesto desplazado en paralelo con respecto al arbol 72. El arbol de rueda hueca 93 esta dispuesto coaxialmente con respecto al arbol secundario 80. El arbol de rueda hueca 93 puede estar dispuesto alternativamente tambien desplazado en paralelo con respecto al arbol secundario 80 y engranarse con un dentado externo de la rueda hueca 90.
El arbol receptor 96 esta conectado a traves de un segundo engranaje transmisor 98 con el perno de cambio 74 de manera fija con respecto al giro. El engranaje transmisor 98 presenta un juego de ruedas constante, que esta formado por una rueda de accionamiento 100 y una rueda accionada 102. La rueda de accionamiento 100 esta montada sobre el arbol receptor 96 de manera fija con respecto al giro y la rueda accionada 102 esta conectada de manera fija con respecto al giro con el perno de cambio 74.
La multiplicacion del primer engranaje transmisor 82, del engranaje planetario 84 y del segundo engranaje transmisor 98 se selecciona de modo que resulta una relacion de multiplicacion total de estos tres engranajes parciales conectados uno tras otro de 1, cuando la rueda hueca esta fija o se mantiene con respecto a la caja de cambios. En un estado de este tipo se gira el perno de cambio 74 mediante la relacion de multiplicacion seleccionada con la misma velocidad de rotacion que el arbol 72. Por consiguiente el perno de cambio 74 no realiza ningun giro relativo con respecto al arbol 72. Mediante la realizacion especial del perno de cambio 74 y de los medios de cambio se mantiene asf un estado de cambio ajustado.
Siempre que se rota la rueda hueca 90, se transmite este giro de la rueda hueca como un giro del perno de cambio 74 con respecto al arbol 72. Dependiendo de la direccion de giro de la rueda hueca 90 se rota el perno de cambio 74 con una velocidad de rotacion mas rapida o mas lenta que el arbol 72. Siempre que la rueda hueca 90 este fija de nuevo con respecto a la caja de cambios, se gira el perno de cambio 74 con la misma velocidad de rotacion que el arbol 72. De esta manera un giro de la rueda hueca 90 en un angulo de giro determinado puede provocar un giro del perno de cambio 74 con respecto al arbol 72 en un angulo de giro determinado.
La rueda hueca 90 esta conectada a traves del arbol de rueda hueca 93 con el disco de traccion 94. El disco de traccion 94 esta conectado preferiblemente con un cable Bowden no representado y traduce un movimiento de traccion del cable Bowden en un movimiento de rotacion del arbol de rueda hueca 93. Por lo tanto mediante el accionamiento del cable Bowden puede rotarse el perno de cambio 74 con respecto al arbol 72, para realizar una posicion de rotacion determinada del perno de cambio con respecto al arbol 72.
Los engranajes transmisores 82, 98 pueden estar configurados alternativamente tambien como cadenas, correas o correas dentadas.
Preferiblemente el disco de traccion 94 esta pretensado con un muelle o un muelle recuperador no representado. El muelle esta configurado de modo que se tensa al cambiar en la direccion de marchas mas bajas. Al cambiar hacia arriba se acciona o rota la rueda hueca mediante el muelle. De esta manera es posible cambiar hacia arriba sin empleo de fuerza. Al cambiar hacia abajo se tensa el muelle mediante la fuerza que se transmite a traves del cable Bowden.
Alternativamente el disco de traccion 94 puede estar configurado tambien sin muelle. El accionamiento del cambio tiene lugar entonces por medio de dos cables Bowden. A este respecto un primero de los cables Bowden rota la rueda hueca en una primera direccion y un segundo de los cables Bowden rota la rueda hueca en la segunda direccion, para cambiar hacia arriba o hacia abajo.
En la figura 5 esta representado un esquema de conexiones de un dispositivo de cambio de marcha segun el
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principio del dispositivo de cambio de marcha 70 de la figura 4. El dispositivo de cambio de marcha en la figura 5 esta designado en general con 104. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando explicadas en este caso unicamente las diferencias.
En principio el dispositivo de cambio de marcha 104 es identico al dispositivo de cambio de marcha 70 de la figura 4, estando configurado el dispositivo de cambio de marcha 104 para rotar dos pernos de cambio giratorios en el arbol 72 independientemente entre si.
En el arbol 72 estan dispuestos pernos de cambio 74' y 74". El arbol 72 esta conectado a traves del primer engranaje transmisor 82 con un arbol secundario 80. El arbol secundario 80 esta conectado a traves de un engranaje planetario 84 y un segundo engranaje transmisor 98' con el perno de cambio 74', siendo el principio de funcionamiento identico al del dispositivo de cambio de marcha 70 de la figura 4.
A diferencia de en el caso del dispositivo de cambio de marcha 70 el arbol secundario 80 esta conectado adicionalmente con un engranaje planetario 84". El engranaje planetario 84" es preferiblemente identico al engranaje planetario 84'. El engranaje planetario 84" esta conectado a traves de un segundo engranaje transmisor 98" con el perno de cambio 74". Tal como en el caso del dispositivo de cambio de marcha 70 las relaciones de multiplicacion del arbol 72 sobre los pernos de cambio 74' y el perno de cambio 74" son justo 1, siempre que las ruedas huecas 90' y 90" correspondientes estan fijas con respecto a la caja de cambios.
Las ruedas huecas 90', 90" pueden accionarse en cada caso por medio de un disco de traccion 94', 94" a traves de arboles de rueda hueca 93', 93". Por medio del dispositivo de cambio de marcha 104 pueden rotarse los dos pernos de cambio giratorios 74', 74" con respecto al arbol 72 y por lo tanto medios de cambio no representados independientemente entre si.
El dispositivo de cambio de marcha 104 puede usarse por ejemplo para conectar las ruedas locas del engranaje parcial 42 y 44 en la figura 3 independientemente entre si con los arboles correspondientes de manera fija con respecto al giro, para formar dos engranajes parciales conectados uno tras otro.
En la figura 6 esta representado un esquema de conexiones de una unidad de transmision con tres engranajes parciales conectados uno tras otro y esta designado en general con 110.
La unidad de transmision 110 es parcialmente identica a la unidad de transmision 10 de la figura 3. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando explicadas en este caso unicamente las diferencias.
El arbol de entrada 30 forma el arbol de entrada de un primer engranaje parcial 112. El primer engranaje parcial 112 es esencialmente identico al primer engranaje parcial 42 de la figura 3, presentando el primer engranaje parcial 112 unicamente tres juegos de ruedas diferentes.
El arbol intermedio 52 del primer engranaje parcial 112 esta conectado con un engranaje de ruedas planetarias o un engranaje planetario 114. El arbol intermedio 52 esta conectado de manera fija con respecto al giro con un arbol de entrada 116 del engranaje planetario 114. Preferiblemente el arbol intermedio 52 esta configurado en una sola pieza con el arbol de entrada 116. Un arbol de salida 118 del engranaje planetario 114 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol de entrada 60 del segundo engranaje parcial 44. Preferiblemente el arbol de salida 118 esta configurado en una sola pieza con el arbol de entrada 60. El engranaje planetario 114 presenta un primer acoplamiento 120, por medio del que el arbol de entrada 116 puede conectarse de manera fija con respecto al giro con el arbol de salida 118. El acoplamiento 120 esta configurado preferiblemente como rueda libre.
El engranaje planetario presenta un pinon satelite 122. El pinon satelite 122 puede conectarse por medio de un segundo acoplamiento 124 con la caja de cambios 40 de manera fija con respecto al giro. El engranaje planetario 114 presenta ademas ruedas planetarias 126, que estan montadas por medio de un soporte de pinon 128 de manera giratoria. El soporte de pinon 128 puede conectarse con el arbol de entrada 116 de manera fija con respecto al giro. Asimismo el engranaje planetario 114 presenta una rueda hueca 130 que puede conectarse con el arbol de salida 118 de manera fija con respecto al giro.
Entre el arbol de entrada 116 y el arbol de salida 118 del engranaje planetario 114 pueden ajustarse tres relaciones de multiplicacion diferentes y por lo tanto realizarse tres marchas. La primera marcha se forma cerrandose el primer acoplamiento 120 y abriendose el segundo acoplamiento 124. De esta manera el arbol de entrada 116 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol de salida 118. La primera relacion de multiplicacion es en consecuencia igual a 1.
La segunda marcha se forma, abriendose el primer acoplamiento 120 y cerrandose el segundo acoplamiento 124. De esta manera se sujeta el pinon satelite 122 y el soporte de pinon giratorio 128 acciona la rueda hueca 130 que esta conectada con el arbol de salida 118. La segunda multiplicacion es en consecuencia una multiplicacion en la velocidad.
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La tercera marcha se forma cerrandose el segundo acoplamiento 124 y por lo tanto sujetandose el pinon satelite. Asimismo por medio de un acoplamiento adicional se conecta el arbol de entrada 116 con la rueda hueca 130. Asimismo el soporte de pinon 128 se conecta con el arbol de salida 118, de modo que el soporte de pinon 128 forma el accionamiento del engranaje planetario 114.
Por lo tanto mediante los engranajes parciales 112 y 44 y mediante el engranaje planetario 114 estan formadas en cada caso tres marchas conmutables y debido a que tres engranajes parciales 112, 114, 44 estan conectados en serie, mediante la unidad de transmision 110 pueden realizarse dieciocho marchas.
Los engranajes parciales 112, 44 se cambia preferiblemente por medio del dispositivo de cambio de marcha 104 de la figura 5, presentando al menos uno de los pernos de cambio 74', 74" medios de cambio que accionan el al menos uno de los acoplamientos 120, 124.
Se entiende que en el caso de la unidad de transmision 110 en la figura 6 tambien mediante un acoplamiento puede conectarse el arbol de entrada 30 con el arbol de salida 32, para formar una, en este caso, decimo novena marcha.
Para aumentar el numero de marchas es concebible tambien realizar el engranaje planetario 114 como engranaje planetario de varios niveles.
En la figura 7 se muestra una representacion en perspectiva de la unidad de transmision 10. La unidad de transmision corresponde al esquema de conexiones segun la figura 3, estando designado elementos iguales con los mismos numeros de referencia y explicandose en este caso unicamente las diferencias.
El arbol intermedio 52 del primer engranaje parcial 42 esta configurado en una sola pieza con el arbol de entrada 60 del segundo engranaje parcial 44. Las ruedas accionadas 53 a 58 y las ruedas de accionamiento 62 a 64 estan configuradas como ruedas locas y pueden cambiarse por medio de los pernos de cambio 74' y 74". Asimismo la rueda de accionamiento 76 esta montada sobre el arbol 52 o 60, para accionar a traves del dispositivo de cambio de marcha 104 no representado los pernos de cambio 74' y 74".
En la figura 8 esta representada una rueda loca conmutable con dentado interno y designada en general con 132.
La rueda loca 132 presenta un dentado externo 134 y un dentado interno 136. El dentado externo 134 esta formado en una superficie circunferencial externa. El dentado interno esta formado en una superficie circunferencial interna de la rueda loca 132. El dentado interno 136 presenta secciones de deslizamiento 138 y secciones de engrane 140. Las secciones de deslizamiento 138 son superficies dispuestas en la direccion circunferencial de la rueda loca 132. Entre las secciones de deslizamiento 138 estan formadas a un angulo con respecto a las secciones de deslizamiento 138 las secciones de engrane 140.
El dentado externo 134 sirve para engranar con otras ruedas dentadas. El dentado interno 136 sirve para apoyar la rueda loca 132 contra un arbol y para conectar por medio de medios de cambio con el arbol de manera fija con respecto al giro. A este respecto las secciones de deslizamiento 138 sirven para apoyar la rueda loca 132 contra el arbol y deslizarla sobre el arbol. Las secciones de engrane 140 sirven para que medios de cambio no representados, que se explican en detalle mas adelante, puedan engranarse con la rueda loca 132 y conectar la rueda loca 132 de manera fija con respecto al giro con el arbol.
En la figura 9 esta representado un cuerpo de rueda libre para la union fija con respecto al giro de la rueda loca 132 con un arbol correspondiente y designado en general con 142. El cuerpo de rueda libre 142 presenta una seccion de accionamiento 144, que esta formada en un lado inferior del cuerpo de rueda libre 142. El cuerpo de rueda libre 142 presenta en dos secciones laterales en cada caso una seccion de apoyo 146. El cuerpo de rueda libre 142 presenta una seccion de engrane 148. La seccion de engrane 148 esta formada sobre un extremo opuesto a la seccion de accionamiento 144 del cuerpo de rueda libre 142. Las secciones de apoyo 146 estan formadas en un lados opuestos del cuerpo de rueda libre 142, en concreto entre la seccion de accionamiento 144 y la seccion de engrane 148.
Las secciones de apoyo 146 sirven para soportar de manera giratoria o de manera pivotante el cuerpo de rueda libre 142 sobre un arbol alrededor de un eje de giro 150. A este respecto se fija o apoya el cuerpo de rueda libre 142 contra el arbol de tal manera que la seccion de accionamiento 144 apunta hacia el interior del arbol. Asimismo el cuerpo de rueda libre 142 esta pretensado por medio de un elemento elastico de tal manera que la seccion de accionamiento 144 en el estado no cargado se pivota radialmente hacia dentro y la seccion de engrane 148 se pivota radialmente hacia fuera. La seccion de accionamiento 144 sirve para presionarse por medio del perno de cambio 74 radialmente hacia fuera, para pivotar la seccion de engrane 148 alrededor del eje de giro 150 radialmente hacia dentro.
Siempre que la seccion de engrane 148 este pivotada radialmente hacia fuera y sobresalga con respecto al arbol, esta puede engranarse con la seccion de engrane 140 del dentado interno 136 de la rueda loca 132 en una direccion de giro de la rueda loca 132 y asf conectarse la rueda loca con el arbol en la direccion de giro de manera fija con respecto al giro.
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El cuerpo de rueda libre 142 presenta ademas una seccion de deslizamiento 152. La seccion de deslizamiento 152 sirve para pivotar el cuerpo de rueda libre 142 radialmente hacia dentro, siempre que la rueda loca se gire con respecto al arbol en direccion opuesta a la direccion de giro y de este modo sirva como rueda.
La seccion de accionamiento 144 puede presentar una ranura o ranuras que discurren en perpendicular al eje de giro 150 o en la direccion de giro del arbol, para permitir un accionamiento selectivo. Esto se explica en detalle mas adelante.
En la figura 10 se muestran un arbol para el apoyo de ruedas locas conmutables 132 y un perno de cambio para cambiar el cuerpo de rueda libre 142 en representacion en despiece ordenado. El arbol esta designado en general con 154 y el perno de cambio con 156. El arbol 154 esta configurado para el alojamiento del perno de cambio 156 como arbol hueco. El arbol 154 presenta secciones de apoyo 158. En la zona de las secciones de apoyo 158 estan configurados orificios pasantes 160. El arbol 154 presenta un primer grupo 161 de las secciones de apoyo 158, que estan configuradas axialmente una al lado de otra. Asimismo el arbol 154 presenta un segundo grupo 163 de las secciones de apoyo 158, que estan configuradas axialmente una al lado de otra. El primer grupo 161 de las secciones de apoyo 158 esta dispuesto desplazado con respecto al segundo grupo 163 de las secciones de apoyo 158 en la direccion circunferencial. En cada caso dos de las secciones de apoyo 158 estan dispuestas en lados opuestos del arbol 154.
Las secciones de apoyo 158 estan configuradas de modo que en cada caso pueden alojar uno de los cuerpos de rueda libre 142. Los orificios pasantes 160 sirven para que la seccion de accionamiento 144 pueda pivotarse a traves de los orificios pasantes 160 y pueda accionarse por el perno de cambio 156. Las secciones de apoyo 158 estan configuradas en el arbol 154 de modo que los cuerpos de rueda libre 142 en un estado pivotado no sobresalen con respecto a la superficie circunferencial del arbol 154. En este estado pivotado la superficie circunferencial del arbol 154 y de la seccion de deslizamiento 152 forma el cuerpo de rueda libre 142 esencialmente un plano.
En el arbol 154 esta configurado ademas un agujero para clavija 162, a traves del cual puede conducirse una espiga gufa.
El perno de cambio 156 presenta secciones de accionamiento 164 que estan configuradas a lo largo de la circunferencia del perno de cambio 156. Las secciones de accionamiento 164 estan configuradas como entalladuras. El perno de cambio 156 presenta ademas una ranura 166 circunferencial. La ranura 166 presenta dos secciones circunferenciales que estan desplazadas axialmente y estan conectadas entre si mediante una seccion inclinada 167. Las secciones de accionamiento 164 estan desplazadas axialmente y dispuestas distribuidas circunferencialmente. Las secciones de accionamiento 164 estan dispuestas parcialmente en direccion axial una al lado de otra. Las secciones de accionamiento 164 estan dispuestas en lados opuestos del perno de cambio 156, en concreto de manera correspondiente a las secciones de apoyo 158 en el arbol 154.
El perno de cambio 156 esta configurado de modo que las secciones de accionamiento 164 dependiendo de la posicion de giro del perno de cambio en el arbol 154 estan posicionadas en uno de los orificios pasantes 160. De esta manera la seccion de accionamiento 144 puede pivotar el cuerpo de rueda libre 142 en la seccion de accionamiento 164 y con ello engranar la seccion de engrane 148 con el dentado interno 136. El perno de cambio 156 sirve para accionar los cuerpos de rueda libre 142 del primer grupo 161 de secciones de apoyo 158. La ranura 166 esta dispuesta en el estado insertado del perno de cambio 156 en la zona del agujero para clavija 162, de modo que la ranura 166 puede alojar una clavija no representada, que atraviesa el agujero para clavija 162. De esta manera el perno de cambio 156 se mueve dependiendo de la posicion de rotacion en el arbol 154 en diferentes posiciones axiales.
Este desplazamiento axial del perno de cambio 156 sirve para ampliar el intervalo de giro aprovechable del perno de cambio. El desplazamiento axial provoca que algunas de las secciones de accionamiento 164 no puedan accionar por su posicion axial con respecto a las secciones de accionamiento 144 los cuerpos de rueda libre 142. A la inversa significa que determinadas secciones de accionamiento 144 de determinados cuerpos de rueda libre 142 pueden accionarse en la segunda posicion axial. Mediante el desplazamiento axial del perno de cambio 156 estan dispuestas en consecuencia algunas de las secciones de accionamiento 164 no por debajo de las secciones de accionamiento 144 y en consecuencia no pueden accionarse los cuerpos de rueda libre 142. De esta manera en trinquetes de cambio opuestos se genera un intervalo de giro aprovechable adicional de 180° para ruedas dentadas conmutables adicionales. Tambien es concebible ampliar aun mas el intervalo de giro aprovechable del perno de cambio 156 mediante un desplazamiento axial adicional.
Una posibilidad adicional para aplicar el intervalo de giro aprovechable del perno de cambio es una configuracion diferente de las secciones de accionamiento 144. Mediante una configuracion asimetrica de las secciones de accionamiento 144 y secciones de accionamiento 164 correspondientes pueden accionarse solo determinados cuerpos de rueda libre 142 o pivotarse solo determinadas secciones de accionamiento 144 en determinadas secciones de accionamiento 164 del perno de cambio 156. De esta manera puede ampliarse el intervalo de giro aprovechable del perno de cambio 156 tambien en el caso de cuerpos de rueda libre opuestos de 180° a 360°.
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Por ejemplo las secciones de accionamiento 144 de los trinquetes de pinon libre 142 pueden presentar una o varias ranuras que discurren en la direccion de giro del arbol 154, de modo que las secciones de accionamiento 144 configuradas de este modo solo pueden pivotar secciones de accionamiento 164 configuradas de manera correspondiente. A este respecto el numero y la posicion de tales ranuras pueden permitir un accionamiento selectivo.
En la figura 11 esta representado el arbol 154 con el perno de cambio 156 utilizado y los cuerpos de rueda libre 142. Elementos iguales estan provistos de numeros de referencia iguales, estando representadas en este caso unicamente las diferencias.
El perno de cambio 156 esta situado en el arbol 154 de tal manera que dos de los cuerpos de rueda libre 142 estan pivotados, pudiendo verse solo uno.
En el arbol 154 esta insertado ademas un segundo perno de cambio no representado o no visible, que acciona el segundo grupo 163 de cuerpos de rueda libre. Este perno de cambio esta dispuesto en el arbol 154 de tal manera que dos cuerpos de rueda libre 142 del segundo grupo 163 estan pivotados, de modo que la seccion de engrane 148 pueden engranarse con la seccion de engrane 140 del dentado interno 136 de la rueda loca 132.
Mediante posiciones de rotacion seleccionadas de los dos pernos de cambio 156 pueden conectarse dos ruedas locas 132 con el arbol 154 de manera fija con respecto al giro, de modo que esta conectada una de las dieciocho marchas posibles.
En las figuras 12A a 12F se muestran vistas en corte radial a traves de ruedas locas 132 adyacentes, durante las tres fases de un cambio de marcha.
La figura 12A muestra una primera de las ruedas locas 132, cuyo dentado interno 136 engrana con los dos cuerpos de rueda libre 142 asociados. El perno de cambio 156 esta con respecto al arbol 154 en una posicion de rotacion, de modo que las secciones de accionamiento 164 del perno de cambio 156 en la zona de las secciones de accionamiento 144 el cuerpo de rueda libre 142 esta dispuesto y de este modo el cuerpo de rueda libre 142 puede pivotar hacia fuera.
La segunda de las ruedas locas 132, que esta asociada a una marcha superior siguiente, en concreto a la segunda marcha, se muestra en la figura 12B. Los cuerpos de rueda libre 142 estan pivotados radialmente hacia dentro y en consecuencia no estan engranados con el dentado interno 136 de la rueda loca 132. En la posicion de rotacion del perno de cambio 156 las secciones de accionamiento 164, que estan asociadas a la segunda marcha, no estan dispuestas por debajo de las secciones de accionamiento 144 de los cuerpos de rueda libre 142, de modo que las secciones de accionamiento 144 se presionan hacia fuera.
Si se gira el perno de cambio 156, tal como se indica mediante una flecha 168, entonces la seccion de accionamiento 164 permanece por debajo del cuerpo de rueda libre 142, que esta asociado a la primera de las de las ruedas locas 132 y por lo tanto a la primera marcha, tal como se representa en la figura 12C, de modo que los cuerpos de rueda libre 142 de la primera marcha permanecen pivotados hacia fuera.
En la figura 12D esta representada la segunda de las ruedas locas 132 en esta posicion de rotacion del perno de cambio 156, que esta asociada a la segunda marcha. En esta posicion de rotacion del perno de cambio 156 la seccion de accionamiento 164, que esta asociada a la segunda marcha, esta dispuesta por debajo de la seccion de accionamiento 144 de la segunda marcha, de modo que la seccion de accionamiento 144 puede pivotar radialmente hacia dentro y por lo tanto la seccion de engrane 148 puede pivotar radialmente hacia fuera. De esta manera la seccion de engrane 148 puede engranarse con el dentado interno 136 de la rueda loca 132. A los cuerpos de rueda libre 142 esta asociado en cada caso un muelle que pretensa el cuerpo de rueda libre 142 correspondiente de modo que la seccion de accionamiento 144 se presiona contra los pernos de cambio 156. De esta manera pivota hacia fuera la seccion de engrane 148, siempre que una de las secciones de accionamiento 164 se gire debajo del trinquete de cambio 142.
Dado que la marcha mas alta presenta una menor relacion de multiplicacion, los trinquetes de pinon libre 142 de la marcha mas alta engranan en el dentado interno 136 y accionan el arbol 154 con una velocidad de rotacion que es mayor que la velocidad de rotacion de la rueda loca 132 de la marcha mas baja. Por tanto la rueda loca 132 de la marcha mas baja en este denominado estado intermedio se rota en direccion opuesta con respecto al arbol 154. De esta manera la seccion de deslizamiento 138 de la rueda loca 132 presiona contra la seccion de deslizamiento 152 del cuerpo de rueda libre 142, de modo que el cuerpo de rueda libre 142 se inclina hacia dentro y la primera de las ruedas locas 132 se desliza sobre el arbol 154. La rueda loca 132 de la rueda mas baja, es decir de la primera marcha, se encuentra en el estado intermedio en la rueda libre.
En las figuras 12E y 12F esta representado el estado en el que la segunda marcha esta completamente insertada. Para ello se ha girado adicionalmente el perno de cambio 156 en la direccion de la flecha 168, de modo que los cuerpos de rueda libre 142 de la primera marcha estan pivotados hacia dentro mediante el perno de cambio 156, tal
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como se muestra en la figura 12E. En la figura 12F se muestra que los cuerpos de rueda libre 142 de la segunda marcha estan engranados ademas con el dentado interno 136, debido a que las secciones de accionamiento 164 de la segunda marcha estan dispuestas radialmente por debajo de las secciones de accionamiento 144 de los cuerpos de rueda libre 142.
Mediante el estado intermedio, en el que los cuerpos de rueda libre 142 de dos marchas sucesivas estan pivotados radialmente hacia fuera, es posible un cambio bajo carga. Asimismo se evita un estado de movimiento en vacfo.
Al cambiar a una marcha mas baja se desliza en primer lugar en el estado intermedio la seccion de deslizamiento 138 del dentado interno 136 de la marcha mas baja a traves de los cuerpos de rueda libre 142. La marcha mas alta permanece en primer lugar conectada. Los cuerpos de rueda libre 142 se pivotan hacia dentro o se desconectan solo cuando la carga, que se transmite a traves de la rueda loca 132 sobre el arbol 154, se retrae. Adicionalmente el perno de cambio 156 debe girarse adicionalmente entonces, de modo que la seccion de accionamiento 144 se presione hacia fuera. La marcha mas baja se introduce entonces inmediatamente, debido a que esta marcha se encontraba ya en el estado intermedio o en el estado de rueda libre. De esta manera se evita un estado de movimiento en vacfo.
En la figura 12 esta representado un perno de cambio 156 con secciones de accionamiento 164 justamente opuestas. Alternativamente es concebible tambien que las secciones de accionamiento 164 esten dispuestas unas con respecto a otras de modo que unicamente uno de los trinquetes de cambio se engrane con el dentado interno 136. Esto se realiza disponiendose los trinquetes de cambio 142 sobre el arbol 154 de manera no justamente opuesta. De esta manera puede reducirse el angulo de giro de la rueda loca 132 hasta enclavarse la seccion de accionamiento 148 en el dentado interno 136.
En la figura 13 se muestra el arbol 154 y el dispositivo de cambio de marcha 104 en representacion en despiece ordenado en perspectiva. La representacion en la figura 13 corresponde al esquema de conexiones de la figura 5. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, explicandose en este caso unicamente la diferencia.
El disco de traccion 94' esta conectado a traves del arbol de rueda hueca 93' con la rueda hueca 90'. El arbol de rueda hueca 93' esta configurado como arbol hueco, para alojar el arbol receptor 96'. Mediante el disco de traccion 94' se rota la rueda hueca 90', para rotar el perno de cambio 156 con respecto al arbol 154.
La rueda hueca 90" presenta ademas del dentado interno 136 un dentado externo 170. El dentado externo 170 sirve para conectar la rueda hueca 90" a traves del arbol de rueda hueca 93" no representado con el disco de traccion 94" no representado.
La figura 14 muestra una representacion en perspectiva del arbol 154 y del dispositivo de cambio de marcha 104 de la figura 13 en estado montado. Elementos iguales estan provistos de los mismos numeros de referencia, estando representadas en este caso unicamente las diferencias.
El dentado externo 170 de la rueda hueca 90" esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol de rueda hueca 93", que esta conectado con el disco de traccion 94". El arbol de rueda hueca 93" esta dispuesto desplazado en paralelo al arbol de rueda hueca 93'. El arbol de rueda hueca 93" esta conectado de manera fija con respecto al giro con una rueda dentada 95, que engrana con el dentado externo 170. Las ruedas accionadas 102', 102" estan conectadas en cada caso a traves de una rueda dentada de inversion 172', 172" con las ruedas accionadas 102', 102". Las ruedas dentadas de inversion 172', 172" sirven para invertir la direccion de rotacion del perno de cambio 157.
Para permitir el control de varios engranajes parciales conmutable, por ejemplo engranajes parciales 42 y 44, con solo un cambio de velocidades o similares, puede combinarse el control de varios engranajes parciales. Para ello por ejemplo el perno de cambio 74' puede estar realizado de modo que tras girarse adicionalmente el perno de cambio 74' a traves de la ultima o mas alta marcha de este engranaje parcial sigue de nuevo la primera marcha. Asimismo para la solucion de este objetivo serfa necesario proporcionar un mecanismo que, al girarse adicionalmente el perno de cambio 74' a traves de la marcha mas alta, el perno de cambio 74" gire en una posicion de cambio hasta la marcha mas alta siguiente. Esto puede realizarse interconectando los el arboles de rueda hueca 93', 93" de los engranajes planetarios 84', 84". Asf pueden interconectarse por ejemplo las dos ruedas huecas 90', 90". Por ejemplo, la unidad de transmision 10 puede cambiarse desde la sexta hasta la septima marcha, girandose el perno de cambio 74', que esta asociado al engranaje parcial 42, segun un giro de 360°, para cambiar el engranaje parcial 44 desde la sexta marcha de nuevo hasta la primera marcha. El engranaje planetario 84", que esta asociado al engranaje parcial 44, esta configurado de modo que al girarse adicionalmente hacia la sexta marcha en el engranaje parcial 42 en el engranaje parcial 44 hacia la primera marcha se introduce la segunda marcha. Debido a que en el engranaje parcial 42 a la sexta marcha le sigue la primera marcha y al mismo tiempo en el engranaje parcial 44 a la primera marcha le sigue la segunda marcha, puede cambiarse por lo tanto la unidad de transmision desde la sexta hasta la septima marcha.
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El disco de traccion 94 esta conectado preferiblemente a traves de un cable de accionamiento con una palanca de cambio. Preferiblemente el disco de traccion esta pretensado con un muelle contra la rueda hueca 90. El disco de traccion 94 y la rueda hueca 90 presentan preferiblemente topes para pretensar el disco de traccion 94 y la rueda hueca 90 con una fuerza elastica definida uno contra otro. Una relajacion del muelle tiene lugar mediante la rotacion de la rueda hueca 90, mediante lo cual el perno de cambio 74 rota y se realiza un cambio de marcha. Siempre que se realice un cambio de marcha a una marcha mas baja, se acciona en primer lugar la palanca de cambio, mediante lo cual se pretensa el disco de traccion 94 contra la rueda hueca 90, sin que la carga del engranaje se reduzca. Dado que, bajo carga la seccion de engrane 148 engrana en el dentado interno 136 y mediante el momento de giro transmitido se enclava en esta posicion, no puede girarse el perno de cambio 156. Tan pronto como se disminuye la carga del engranaje, es decir, se reduce la fuerza de giro, el perno de cambio 74 puede desengranar el trinquete de cambio 142 y el dentado interno 136 debido a la pretension elastica de la rueda hueca 90. A este respecto puede utilizarse el transcurso de fuerza de pedal oscilante tfpico al montar en bicicleta, dado que la fuerza de pedal aplicada sobre las bielas 16, 16' se reduce considerablemente con la posicion vertical de las bielas 16, 16'.
En una posicion de este tipo de las bielas 16, 16' puede introducirse completamente una marcha mas baja pretensada o seleccionada previamente.
En general es ventajoso disenar las ruedas dentadas usadas de manera correspondiente al momento de giro que se transmite o de manera correspondiente a su multiplicacion. A este respecto ruedas dentadas, que deben transmitir grandes fuerzas tangenciales o grandes momentos de giro, estaran configuradas de manera correspondiente mas anchas, es decir, mas gruesas en direccion axial. Por el contrario es util configurar ruedas dentadas con relacion de multiplicacion pequena con menor anchura, dado que estas deben transmitir menores fuerzas tangenciales o menores momentos de giro. De esta manera puede optimizarse el espacio constructivo en la caja de cambios. Asimismo se prefiere disenar los medios de cambio, que estan formados por los trinquetes de pinon libre y el perno de cambio, de manera correspondiente a las fuerzas tangenciales y los momentos de giro que se esperan. A este respecto es concebible tambien adaptar el numero de los trinquetes de pinon libre 142 a los momentos de giro que se transmiten.
Siempre que la unidad de transmision 10 este realizada adicionalmente con el engranaje planetario 114, tal como se representa en la figura 6, entonces el control del engranaje parcial 112 debe combinarse con el control del engranaje planetario 114. El perno de cambio 74 controla entonces el acoplamiento 120 del engranaje planetario 114. La rueda hueca 90 del engranaje planetario 84 de la figura 4 o la figura 5, controla entonces adicionalmente una horquilla de selector, que acciona el acoplamiento 124 del engranaje planetario 114. El modo de funcionamiento de este control de cambio se explica en detalle a continuacion.
La figura 15 muestra una representacion en despiece ordenado de un perno de cambio para el accionamiento de un acoplamiento del engranaje planetario 114. Esta forma de realizacion del perno de cambio esta designada en general con 174. El perno de cambio 174 presenta las secciones de accionamiento 164. El perno de cambio 174 puede conectarse en un extremo axial con la rueda accionada 102 de manera fija con respecto al giro. En un extremo axial opuesto del perno de cambio esta configurada en el perno de cambio 174 una ranura 176. La ranura 176 presenta dos secciones que discurren en direccion circunferencial, que estan desplazadas axialmente una con respecto a la otra. Las dos secciones que discurren circunferencialmente estan conectadas mediante una seccion inclinada 178.
En la figura 15 esta representado un muelle 180 y un elemento de entrada 182 del acoplamiento 120. Al elemento de entrada 182 esta asociada una clavija 184 que puede introducirse en un orificio 186 del elemento de entrad 182.
En el estado insertado el muelle 180 esta insertado sobre los pernos de cambio 174 y la clavija 184 se introduce en el orificio 186, de modo que la clavija 184 engrana en la ranura 176. Mediante el muelle 180 esta pretensado axialmente el elemento de entrada 182 contra el perno de cambio 174. Siempre que el perno de cambio 174 se rote con respecto al elemento de entrada 182, de modo que la clavija 184 se deslice a lo largo de la seccion inclinada 178 de la ranura 176, se mueve el elemento de entrada 182 mediante una fuerza elastica del muelle 180 en direccion axial y se engrana con un elemento de salida no representado del acoplamiento 120. De este modo mediante rotacion del perno de cambio 174 puede accionarse el acoplamiento 120 del engranaje planetario 114.
En la figura 16 se representa una representacion en despiece ordenado del engranaje planetario 84 con una horquilla de selector para el accionamiento del acoplamiento 124. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando representadas en este caso unicamente las diferencias.
El arbol de rueda hueca 93 presenta una ranura 188 que presenta las dos secciones que discurren en direccion circunferencial. Las secciones que discurren en direccion circunferencial estan desplazadas axialmente entre si y conectadas mediante una seccion inclinada 190. Asimismo el dispositivo de cambio de marcha de la figura 16 presenta una horquilla de selector 192, que presenta una seccion de manguito 194 y una seccion de horquilla 196. La seccion de manguito 194 presenta un orificio 198, a traves del que pude introducirse una clavija 200. Asimismo el dispositivo de cambio de marcha presenta un muelle 202, que esta dispuesto entre la rueda accionada 78 y la horquilla de selector 192. En el estado montado la seccion de manguito 194 esta montada en la zona de la ranura
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188, de modo que la clavija 200, que se conduce a traves del orificio 198, se engrana en la ranura 188. El muelle 202 se apoya contra un anillo de proteccion 203 y pretensa la horquilla de selector 192 axialmente. De esta manera la clavija 200 se apoya en la ranura 188 contra un canto, en el que esta formada la seccion inclinada 190.
Siempre que se cambie una marcha por medio de este dispositivo de cambio de marcha, se gira, tal como se describe anteriormente, el arbol de rueda hueca 93 un angulo de giro determinado. Siempre que el giro del arbol de rueda hueca 93 se realice de modo que la clavija 200 se deslice a traves de la seccion inclinada, se desplaza la horquilla de selector dependiendo de la direccion de giro del arbol de rueda hueca 93 axialmente. Mediante este desplazamiento axial se acciona el acoplamiento 124, tal como se explica en detalle a continuacion.
En la figura 17 se representa el dispositivo de cambio de marcha segun la figura 16 en estado montado con el arbol 52 y piezas del engranaje planetario 114. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, explicandose en este caso unicamente las diferencias.
El arbol de rueda hueca 93 presenta una seccion de rueda dentada 204. La seccion de rueda dentada 204 esta conectada de manera fija con respecto al giro con una rueda dentada de accionamiento 205 del disco de traccion 94. Mediante el disco de traccion 94 y un par de ruedas dentadas formado por la seccion de rueda dentada 204 y la rueda dentada de accionamiento 205, puede transmitirse un giro definido sobre el arbol de rueda hueca 93. Siempre que la clavija 200 se desliza con este giro a traves de la seccion inclinada 190, se mueve la horquilla de selector 192 no representada en la figura 17 en direccion axial. De esta manera puede accionarse el acoplamiento 124.
En la figura 18 esta representada una vista lateral de la unidad de transmision 110 con dispositivo de cambio de marcha de manera esquematica. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando representadas en este caso unicamente las diferencias.
Tal como se describe anteriormente, la horquilla de selector 192 puede desplazarse axialmente mediante rotacion del arbol de rueda hueca 93. La seccion de horquilla 196 esta conectada con el elemento de entrada 182 del acoplamiento 124. Siempre que la seccion de horquilla 196 se desplace en direccion axial, en concreto en la direccion de una flecha 205, se engrana el elemento de entrada 182 con un elemento de salida 206 del acoplamiento 124. De este modo puede accionarse el acoplamiento 124 mediante accionamiento del disco de traccion 94. Debido a que la rotacion del perno de cambio 174 se encuentra directamente unida con la rotacion del arbol de rueda hueca 93, es posible que el acoplamiento 124 se accione cuando el engranaje parcial asociado se cambia adicionalmente desde la marcha mas alta hasta la primera marcha.
En la figura 19 esta representada una vista en corte esquematico de la unidad de transmision 110 como corte a traves del arbol de entrada 30 y el arbol intermedio 52.
En las figuras 20a-c esta representado un sistema hidraulico de cilindros hidraulicos conectados en serie de manera esquematica. El sistema hidraulico presenta un primer cilindro hidraulico 208 y un segundo cilindro hidraulico 210. En los cilindros hidraulicos 208, 210 esta dispuesto en cada caso un piston hidraulico 212, 214 de manera axialmente movil. Los cilindros hidraulicos 208, 210 presentan en cada caso una abertura principal 216, 218 y en cada caso dos aberturas secundarias 220, 222, 224, 226. La abertura secundaria 220 esta conectada a traves de un canal 228 con la abertura secundaria 226. La abertura secundaria 222 del primer cilindro hidraulico 208 esta conectada a traves de un canal 230 con la abertura secundaria 224 del cilindro hidraulico 210. Las aberturas secundarias 220, 222, 224, 226 estan dispuestas opuestas en cada caso las aberturas principales 216, 218.
Siempre que el primer cilindro hidraulico 208 se someta mediante la abertura principal 216 a presion hidraulica, se mueve el piston hidraulico 212 en la direccion de las aberturas secundarias 220, 222. De esta manera se conduce lfquido hidraulico a traves de la abertura secundaria 222 y el canal 230 a traves de la abertura secundaria 224 hasta el cilindro hidraulico 210. Dado que la abertura secundaria 224 esta dispuesta por debajo del piston hidraulico 214, se presiona el lfquido hidraulico al cilindro hidraulico 210, sin que se ejerza una fuerza sobre el piston hidraulico 214. El lfquido hidraulico abandona el cilindro hidraulico 210 a traves de la abertura principal 218.
En la figura 20b el piston hidraulico 212 ha alcanzado un extremo del cilindro hidraulico 208. En esta posicion la abertura secundaria 222 esta cerrada y la abertura secundaria 220 esta abierta, de modo que se presiona lfquido hidraulico desde el cilindro hidraulico 208 a traves del canal 228. La presion hidraulica presiona en esta posicion el piston hidraulico 214 a traves de la abertura secundaria 226. Mediante esta aplicacion de presion se mueve el piston hidraulico 214 en la direccion de la abertura principal 218. Esto esta representado en la figura 20c.
Siempre que ahora el segundo cilindro hidraulico 210 se presione a traves de la abertura principal 218 con presion hidraulica, se mueve en primer lugar el piston hidraulico 214 en la direccion de la abertura secundaria 226. El lfquido hidraulico se gufa a traves del canal 228 hacia el cilindro hidraulico 208 y se conduce a traves de la abertura principal 216 desde el cilindro hidraulico 208. Cuando el piston hidraulico 214 ha llegado al extremo del cilindro hidraulico 210, se presiona el piston hidraulico 212 a traves del canal 230 con presion hidraulica y se mueve en la direccion de la abertura principal 216.
Mediante esta conexion en serie de dos cilindros hidraulicos pueden moverse dos pistones hidraulicos uno tras otro.
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En la figura 21 esta representado el principio de un cilindro de accion doble. La figura 21 muestra un cilindro hidraulico 232 que presenta una abertura 234 y una abertura 236. Las aberturas 234, 236 estan dispuestas en lados opuestos del cilindro hidraulico 232. Entre las aberturas 234, 236 se encuentra un piston hidraulico axialmente movil 238. Siempre que se introduce presion hidraulica a traves de la abertura 234 en el cilindro hidraulico 232, se mueve el piston hidraulico 238 en la direccion de la abertura 236. A traves de la abertura 236 se expulsa aceite hidraulico a partir del cilindro hidraulico 232. Para mover el piston hidraulico 238 en una direccion opuesta en concreto en la direccion de la abertura 234 se introduce presion hidraulica a traves de la abertura 236 en el cilindro hidraulico 232. De esta manera se mueve el piston hidraulico 238 en la direccion de la abertura 234, a traves de la que se expulsa aceite hidraulico a partir del cilindro hidraulico 232.
En la figura 22 esta representada una representacion en despiece ordenado de un perno de cambio con un sistema de accionamiento hidraulico. El perno de cambio esta designado en general con 240. El sistema hidraulico esta designado en general con 242.
El perno de cambio 240 presenta la ranura 166, en la que puede engranarse la clavija 184. En el perno de cambio 240 esta configurado un orificio radial 244, que esta previsto para alojar un muelle 246 y una bola 248. El orificio 244 forma junto con el muelle 246 y la bola 248 una direccion de enclavamiento.
En el perno de cambio 240 estan configuradas las secciones de accionamiento 164. El sistema de accionamiento hidraulico 242 presenta un emisor hidraulico 250, un receptor hidraulico 252 y un elemento de ajuste 254 o un accionador de ala 254. El emisor hidraulico 250 presenta dos conexiones hidraulicas 256, 257. Las conexiones hidraulicas estan previstas para conectarse con tubos flexibles hidraulicos y para suministrar presion hidraulica al sistema de accionamiento hidraulico 242. El receptor hidraulico presenta un disco separador 258. En un lado del disco separador 258 dirigido al emisor hidraulico 250 estan formados dos elementos de conexion 260, 262 simetricos en cuanto a la rotacion. Los elementos de conexion 260, 262 presentan en cada caso una ranura configurada en direccion circunferencial 264, 266. En el lado del disco separador 258 opuesto a los elementos de conexion 260, 262 esta configurada una seccion cilfndrica 268 con dos alas receptoras que sobresalen radialmente 270, 272. El elemento de ajuste presenta una seccion cilfndrica 274, en la que estan configuradas dos alas de elemento de ajuste 276, 278, que sobresalen en direccion axial. Asimismo el elemento de ajuste 254 presenta una seccion de conexion 280. La seccion de conexion 280 presenta un perfil hexagonal.
En la figura 23 esta representado el perno de cambio 240, el arbol 154 y el sistema de accionamiento hidraulico 242 en una vista en corte axial. En esta representacion el perno de cambio 240 esta montado en el arbol 154.
Las conexiones hidraulicas 256, 257 estan conectadas con en cada caso un canal hidraulico 281, 282. Los canales hidraulicos 281, 282 estan conectados con las ranuras 264, 266. Las ranuras 264, 266 estan conectados con canales axiales 284, 286, que estan configurados en el receptor hidraulico en direccion axial. Los canales axiales 284, 286 estan conectados con canales radiales 288, 290, que estan formados en la seccion cilfndrica 268. Los canales radiales 288, 290 estan situados en la seccion cilfndrica 268 en direccion circunferencial, de modo que estan configurados parcialmente en las alas receptoras 270, 272. Un perno de apoyo 292 del receptor hidraulico esta montado en el elemento de ajuste 254 de manera giratoria. El disco separador 258 esta conectado con el arbol 154 de manera fija con respecto al giro.
La seccion de conexion 280 esta montada en una seccion de alojamiento del perno de cambio 240 de manera fija con respecto al giro.
El emisor hidraulico 250 esta fijado en la caja de cambios no representada o conectada con la misma. El receptor hidraulico 252 esta montado con respecto al emisor hidraulico 250 de manera giratoria. El elemento de ajuste 254 esta montado con respecto al receptor hidraulico 252 de manera giratoria. Debido a que los canales hidraulicos 281, 282 estan conectados con las ranuras 262, 264 circundantes, puede presionarse el receptor hidraulico 252 independientemente de la posicion de rotacion con respecto al emisor hidraulico 250 siempre con presion hidraulica. La presion hidraulica se alimenta a traves de los canales axiales 284, 286 y los canales radiales 288, 290 aberturas en la zona del ala receptora.
En la figura 24 esta representado el sistema de accionamiento hidraulico 242 en perspectiva en un dibujo montado. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, aclarandose en este caso solo las particularidades.
En el estado montado representado en la figura 24 del sistema de accionamiento hidraulico 242 esta formado entre la seccion cilfndrica 274, el disco separador 258, el ala receptora 270 y el ala de elemento de ajuste 278 una camara hidraulica 296. En el lado opuesto del ala receptora 270 esta formada una camara hidraulica adicional 298. Asimismo estan formadas dos camaras hidraulicas adicionales 296', 298' en lados opuestos del ala de elemento de ajuste 278, 276. En dos lados de las alas receptoras 270, 272 estan configurados los canales radiales 288, 290 como ranuras cilfndricas. De manera adyacente a las alas receptoras 270, 272 estan configuradas aberturas 300, 302, en las que desembocan los canales radiales 288, 290.
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Siempre que a traves de la conexion hidraulica 257 se ejerce una presion hidraulica, llega el liquido hidraulico a traves de la abertura 300 hasta la camara hidraulica 296. La presion hidraulica ejerce una fuerza sobre el ala de elemento de ajuste 278 y mueve la misma en direccion circunferencial. De esta manera se gira el elemento de ajuste 254 y por lo tanto tambien el perno de cambio conectado con el elemento de ajuste 254. Dado que el disco separador 258 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol 154, se gira asf el perno de cambio 240 con respecto al arbol 154.
Siempre que mediante la conexion hidraulica 256 se gufe una presion hidraulica, llega liquido hidraulico a traves del canal axial 284 y el canal radial 288 hasta la abertura 302 y hasta la camara hidraulica 298. La presion hidraulica en la camara hidraulica 298 mueve el ala de elemento de ajuste 276 y gira por lo tanto el perno de cambio 240 en la direccion opuesta.
El principio de funcionamiento del sistema de accionamiento hidraulico 242 se explica en detalla mas adelante.
En la figura 25 esta representado un corte a lo largo de la linea B-B de la figura 23. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando descritas en este caso unicamente las diferencias o particularidades.
Entre del arbol 154 y la seccion cilindrica 168 estan formadas las camaras hidraulica 296, 296', 298, 298'. Las camaras hidraulicas 296, 298' estan conectadas a traves de los canales radiales 290 y el canal axial 286 con la conexion hidraulica 257. Siempre que en la conexion hidraulica 257 se aplica presion hidraulica, se forma en las camaras hidraulicas 296, 298' una presion hidraulica y las alas de elemento de ajuste 276, 278 se giran en sentido de las agujas de reloj. De manera correspondiente se giran las alas de elemento de ajuste 276, 278 en sentido contrario de las agujas del reloj, siempre que sobre la conexion hidraulica 256 se aplique presion hidraulica.
Las camaras hidraulicas 298, 298', 296, 296' representadas en la figura 25 trabajan en consecuencia segun el principio de un cilindro de accion doble.
Tambien es concebible que las alas de elemento de ajuste 276, 278 puedan moverse independientemente entre si. Las camaras hidraulicas 298, 298' estan conectadas en serie en esta forma de realizacion alternativa con las camaras hidraulicas 296, 296', de modo que se realiza un sistema hidraulico, tal como se explica de manera esquematica en las figuras 20a a 20c. De esta manera el perno de cambio 240 podrfa girarse un angulo de giro el doble de grande. Los canales 228, 230 estan dispuestos a este respecto en el receptor hidraulico 252 de modo que los canales 228, 230 se abren entonces justamente cuando una de las alas de elemento de ajuste 276, 278 ha alcanzado un tope. De esta manera se garantiza que las camaras hidraulicas 296, 296', 298, 298' se llenen o vacfen secuencialmente.
En la figura 26 esta representado un corte a traves del sistema de accionamiento hidraulico 242 a lo largo de la linea C-C.
En la figura 27 esta representado un corte a lo largo de la linea A-A de la figura 23. La figura 27 muestra la direccion de enclavamiento, que se forma a traves de la bola 248, el muelle 246 y orificios 304. Los orificios estan configurados en diferentes posiciones circunferenciales en el arbol 154. El muelle 246 ejerce una fuerza sobre la bola 248. La bola se presiona mediante esta fuerza en el orificio 304 o parcialmente en el orificio 304 y forma asf una conexion enclavada. Mediante esta direccion de enclavamiento se enclava el perno de cambio 240 en posiciones de giro predefinidas con respecto al arbol 154. De manera ventajosa debe ejercerse un momento de giro predeterminado sobre los pernos de cambio 240, para liberar la direccion de enclavamiento y girar el perno de cambio 240 con respecto al arbol 154. De esta manera se define y se fija la posicion de giro relativa.
En una forma de realizacion alternativa estan dispuestos el muelle 246 y la bola 248 en un orificio radial que esta configurado en el arbol 154. A este respecto estan configurados orificios en diferentes posiciones circunferenciales en el perno de cambio 240, con los que la bola 248 forma una conexion enclavada.
Alternativamente los cuerpos de rueda libre pueden accionarse tambien de manera magnetica. Para ello pueden dotarse las secciones de accionamiento 164 de imanes permanentes. Alternativamente puede accionarse el perno de cambio 156 por medio de actuadores electromagneticos.
En la figura 28 esta representada la caja de cambios 20 en una representacion en despiece ordenado. La caja de engranaje 34 esta prevista para alojar y almacenar la unidad de transmision 10, 110. La caja de engranaje 34 se forma por los pernos 40, que estan conectados con la placa de apoyo 36 y la tapa de caja 26. De manera ventajosa forma la tapa de caja 26 tanto una terminacion de la envoltura de caja 22 como la placa de apoyo 36 para la caja de engranaje 34. Preferiblemente puede estar configurada tambien la placa de apoyo 36 con la tapa de caja 24 en una sola pieza, de modo que se consigue un ahorro de peso adicional.
En una forma de realizacion alternativa las unidades de transmision 10, 110 pueden conectarse tambien con un perno de cambio desplazable axialmente. Los trinquetes de cambio 142 estan configurados en esta forma de
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realizacion alternativa de manera similar o identica a en el caso del dispositivo de cambio de marcha 70, 104 con pernos de cambio giratorios 156. El perno de cambio desplazable axialmente presenta entalladuras con secciones inclinadas, disponiendose las entalladuras por debajo de las secciones de accionamiento 144, de modo que los trinquetes de cambio pretensados 142 pivotan hacia fuera. El engrane de los trinquetes de cambio 142 en el dentado interno 136 tiene lugar tal como en el caso del perno de cambio giratorio 156. Las secciones inclinadas de las entalladuras sirven para que las secciones de accionamiento 144 de los trinquetes de cambio 142 puedan deslizarse mas facilmente a partir de la entalladura y por lo tanto pueda pivotarse la seccion de engrane 148 radialmente hacia dentro. Tal como en el caso del perno de cambio giratorio 156 las entalladuras estan dispuestas en el perno de cambio de tal manera que estan conectadas dos marchas simultaneamente y por lo tanto se ajusta el denominado estado intermedio cuando se cambia de una marcha a la otra marcha. De esta manera tambien es posible en esta forma de realizacion un cambio bajo carga. El perno de cambio desplazable axialmente puede accionarse mediante un cable de cambio. El cable de cambio quieto o que no gira se desacopla por medio un de cojinete de deslizamiento o de rodadura del perno de cambio que se gira. Alternativamente el cable de cambio puede estar conectado a un disco giratorio, que esta conectado a traves de una gufa ranurada con el perno de cambio. A este respecto se engrana una clavija en una ranura que discurre inclinada, que esta configurada en el disco giratorio. El cable de cambio esta conectado al disco giratorio. El disco se gira mediante el cable de cambio y mediante la clavija guiada en la ranura se convierte el movimiento de giro del disto en un movimiento axial del perno de cambio. Alternativamente la clavija puede estar fijada al disco y la ranura puede estar configurada en el perno de cambio.
La figura 29 muestra un esquema de conexiones de un dispositivo de cambio de marcha con dos pernos de cambio giratorios. El dispositivo de cambio de marcha representado en la figura 29 es una forma de realizacion alternativa al dispositivo de cambio de marcha 104 representado en la figura 4 y esta designado en general con 310. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando explicadas en este caso unicamente las diferencias.
La rueda de accionamiento 76 esta conectada con una rueda accionada 312 de manera fija con respecto al giro. La rueda accionada 312 esta conectada con dos engranajes planetarios 311', 311". La rueda de accionamiento 76 forma con la rueda accionada 312 un engranaje transmisor 313. La rueda accionada 312 esta conectada con los soportes de pinon 92', 92" de los engranajes planetarios 311', 311" de manera fija con respecto al giro. Sobre los soportes de pinon 92', 92" estan motados juegos de ruedas planetarias. Los juegos de ruedas planetarias estan formados en cada caso por una primera rueda planetaria 314 y una segunda rueda planetaria 316. La primera rueda planetaria 314 esta conectada en cada caso con la segunda rueda planetaria 316 de manera fija con respecto al giro. Un primer pinon satelite 318 esta dispuesto coaxialmente con respecto al soporte de pinon 92 y engrana con las primeras ruedas planetarias 314. El primer pinon satelite 318 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol receptor 96, que esta conectado de manera fija con respecto al giro con la rueda de accionamiento 100 del engranaje transmisor 98. Coaxialmente con respecto al pinon satelite 318 esta montado un segundo pinon satelite 320, que engrana con las segundas ruedas planetarias 316. El segundo pinon satelite 320 esta conectado de manera fija con respecto al giro con el arbol de rueda hueca 93, que esta conectado con el disco de traccion 94. El primer pinon satelite 318 y las primeras ruedas planetarias 314 forman una primera relacion de multiplicacion, que se deferencia de la segunda relacion de multiplicacion del segundo pinon satelite 320 con las segundas ruedas planetarias 316.
La rotacion del arbol 72 se transmite a traves de la rueda de accionamiento 76 sobre la rueda accionada 312. La rueda accionada 312 acciona los engranajes planetarios 311', 311". A este respecto se acciona el soporte de pinon 92, sobre el que estan montados los juegos de ruedas planetarias. Los engranajes planetarios 311', 311" estan configurados como engranaje planetario escalonado. El primer pinon satelite 318 engrana con las primeras ruedas planetarias 314 y forma el accionamiento de los engranajes planetarios 311', 311". Siempre que el disco de traccion 94 no se accione y por lo tanto el segundo pinon satelite 320 este en reposo, se transmite la rotacion del arbol 72 a traves del engranaje transmisor 313, los engranajes planetarios 311', 311" y los segundos engranajes transmisores 98', 98" sobre los pernos de cambio 74', 74". En este estado la multiplicacion es exactamente uno, de modo que los pernos de cambio 74', 74" se giran de manera sincronica con respecto al arbol 72 o con la misma velocidad de giro que el arbol 72. Como rueda de accionamiento adicional de los engranajes planetarios 311', 311" sirve el segundo pinon satelite 320. Una rotacion del pinon satelite 320 se suma en consecuencia a la rotacion de la rueda accionada 312, de modo que puede transmitirse una rotacion del disco de traccion 94 sobre los pernos de cambio 74.
El modo de funcionamiento del dispositivo de cambio de marcha 310 es en consecuencia identico al de funcionamiento del dispositivo de cambio de marcha 104 de la figura 5.
En la figura 30 esta representada una representacion en despiece ordenado del dispositivo de cambio de marcha 310. Elementos iguales estan designados con los mismos numeros de referencia, estando representadas en este caso unicamente las diferencias o las particularidades.
La rueda accionada 312 y los soportes de pinon 92', 92" estan configurados como una rueda dentada con orificios de apoyo y clavijas de apoyo. La rueda de accionamiento 312 esta montada por medio de un cojinete de boa sobre un arbol de apoyo 322 de manera giratoria. Los planetas estan formados a partir de las ruedas planetarias 314 y 316, que presentan diferentes diametros o numeros de dientes. El primer pinon satelite 318' esta configurado como
dentado externo en el arbol receptor 96' configurado como arbol hueco. El segundo pinon satelite 320' esta configurado como dentado externo en el arbol de rueda hueca 93' configurado como arbol hueco. El arbol receptor puede conectarse con la rueda de accionamiento 100' del engranaje transmisor 98'. El arbol de rueda hueca 93' esta conectado de manera fija con respecto al giro con el disco de traccion 94'. El arbol de apoyo 322, el arbol receptor 5 96' y el arbol de rueda hueca 93' estan configurados de tal manera que pueden disponerse o montarse coaxialmente
uno dentro de otro.
El primer pinon satelite 318" esta configurado como dentado externo del arbol receptor 96". El arbol receptor 96" puede conectarse con la rueda de accionamiento 100" de manera fija con respecto al giro. El segundo pinon satelite
10 320" esta configurado como dentado externo y conectado con una rueda dentada 324", estando configurados el
segundo pinon satelite 320" y la rueda dentada 324" preferiblemente en una sola pieza. La rueda dentada 324" engrana con la rueda dentada 95 de la figura 14, que esta conectada de manera fija con respecto al giro con el arbol de rueda hueca 93".
15 Alternativamente el arbol de rueda hueca 93" puede estar conectado con una rueda dentada 95" adicional de la figura 28. La rueda dentada 95" engrana entonces con una rueda dentada 324", que esta conectada de manera fija con respecto al giro con el disco de traccion 94". De esta manera pueden disponerse ambos discos de traccion 94', 94" coaxialmente en un lado de la unidad de transmision.
20 Mediante esta disposicion representada en la figura 30 estan formados dos engranajes planetarios escalonados que sirven para la rotacion de los pernos de cambio 74', 74".

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de cambio de marcha (104; 310) para una unidad de transmision (10; 110) de un vehfculo que funciona con fuerza muscular, con un primer arbol (72; 154), sobre el que esta montada una pluralidad de ruedas locas (53, 54, 55, 56, 57, 58, 62, 63, 64), un numero correspondiente de ruedas dentadas (46-51, 66-68), que estan motadas sobre al menos un segundo arbol (30, 32), en el que las ruedas locas pueden conectarse en cada caso por medio de medios de cambio (142) con el primer arbol (72; 154), en el que el primer arbol (72; 154) esta configurado como arbol hueco y presenta uno o dos pernos de cambio (74; 156; 174, 240) situados coaxialmente en el interior, caracterizado por que el o los perno(s) de cambio (74; 156; 174; 240) esta o estan conectados con medios de accionamiento (84; 242), que estan configurados para rotar el o los perno(s) de cambio (74; 156; 174; 240), para accionar los medios de cambio (142), en el que los medios de accionamiento (84; 311)comprenden un mecanismo de transmision de superposicion de velocidad (84; 311), que esta configurado como un engranaje planetario (84; 311), donde los medios de cambio (142) estan configurados como pinones libres conmutables (142) y sobre el o los perno(s) de cambio (74; 156; 174; 240) estan configuradas secciones de accionamiento (164), por medio de las que pueden accionarse los pinones libres (142), en el que las secciones de accionamiento (164) estan dispuestas sobre el o los perno(s) de cambio (74; 156; 174; 240) de tal manera que los pinones libres (142) pueden accionarse simultaneamente por dos marchas sucesivas.
  2. 2. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que los medios de accionamiento (84; 242; 311) estan configurados para rotar el perno de cambio (74; 156; 104; 240) correspondiente de manera sincronica con respecto al primer arbol (72), para mantener un estado de cambio y para rotar el perno de cambio (74; 156; 174; 240) con respecto al primer arbol (72), para realizar un cambio de marcha.
  3. 3. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que los pernos de cambio (74; 156; 174; 240) estan asociados a diferentes de las ruedas locas (53-64) y en el que los medios de accionamiento (84; 242) estan configurados para rotar los pernos de cambio (74; 156; 174; 240) unos con respecto a otros, para accionar medios de cambio (142) de las ruedas locas asociadas en cada caso (53-64) por separado.
  4. 4. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los dos pernos de cambio pueden rotarse independientemente uno de otro.
  5. 5. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con la reivindicacion 1 a 4, en el que el primer arbol (72; 154) esta conectado de manera fija con respecto al giro con un pinon satelite (86) del engranaje planetario (84) y el perno de cambio (74; 156; 174) de manera fija con respecto al giro con un soporte de pinon (92) del engranaje planetario (84) y en el que una rotacion de una rueda hueca (90) del engranaje planetario (84) puede transmitirse como rotacion del perno de cambio (74; 156; 174) con respecto al primer arbol (74; 154).
    6 Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con la reivindicacion 1 a 5, en el que el mecanismo de transmision de superposicion de velocidad (84; 311) esta dispuesto de manera desplazada axialmente con respecto al primer arbol (72; 154).
  6. 7. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los pernos de cambio (74; 156; 174; 240) estan conectados en cada caso con un mecanismo de transmision de superposicion de velocidad (84; 311), y en el que los mecanismos de transmision de superposicion de velocidad (84; 311) estan dispuestos coaxialmente entre si y de manera desplazada axialmente con respecto al primer arbol (72; 154).
  7. 8. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las secciones de accionamiento (164) estan configuradas como entalladuras (164) en el o en los pernos de cambio (74; 156; 174; 240).
  8. 9. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que a cada rueda loca (53-58, 62-64) esta asociada una pluralidad de trinquetes de pinon libre (142) y en el que los trinquetes de pinon libre (142) de un pinon libre (142) estan distribuidos a lo largo de la circunferencia del arbol (72; 154) de tal manera que solo puede engranarse uno de los trinquetes de pinon libre (142) simultaneamente con la rueda loca (53-58, 6264).
  9. 10. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las secciones de accionamiento (164) estan configuradas de tal manera que solo pueden accionarse pinones libres (142) conformados de manera correspondiente.
  10. 11. Dispositivo de cambio de marcha de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a , en el que el o al menos uno de los pernos de cambio (74; 156; 174; 240) esta configurado de manera desplazable axialmente.
  11. 12. Unidad de transmision (10; 110) para un vehfculo accionado con fuerza muscular, con un arbol de entrada (30), un arbol de salida (32) y un arbol intermedio (52) y con un dispositivo de cambio de marcha (70; 104) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11.
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8820192B2 (en) 2009-04-29 2014-09-02 Race Face Prerformance Products Inc. Bicycle crank arm and insert therefore
DE102011011233A1 (de) 2010-07-19 2012-01-19 Kurt Suplicki Radfelgengetriebe und Planetenumlaufgetriebe (I)
DE102010051727A1 (de) 2010-11-19 2012-05-24 Pinion Gmbh Antriebseinheit
US10479438B2 (en) 2011-03-31 2019-11-19 Shimano Inc. Bicycle brake and shift operating device
DE102011106107B4 (de) * 2011-06-09 2023-10-05 Pinion Gmbh Schaltvorrichtung, Getriebeeinheit und Verfahren zum Schalten einer Getriebeeinheit
DE102012208161B4 (de) * 2011-06-09 2020-06-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, sowie Verwendung einer Viergang-Schaltgruppe und Kraftfahrzeug
EP2567888A1 (en) 2011-09-07 2013-03-13 Grzegorz Zielinski Multi-gear transmission for a bicycle
TW201341262A (zh) 2011-10-13 2013-10-16 Shimano Kk 自行車用驅動單元
JP5914108B2 (ja) * 2012-03-30 2016-05-11 本田技研工業株式会社 車両用駆動装置
CN202529107U (zh) * 2012-03-30 2012-11-14 乐荣工业股份有限公司 混合动力载具离合式驱动装置
US8651993B1 (en) * 2012-09-10 2014-02-18 Shimano Inc. Bicycle drive unit
DE102013014625A1 (de) 2013-08-28 2015-03-05 Thomas Harter Tretlageranordnung für einen Fahrradrahmen
PT107242B (pt) * 2013-10-18 2014-08-01 José Manuel Ferreira Marinho Dispositivo para bicicletas ou outros veículos acionados por pedais ou manípulos
DE102013112788B4 (de) 2013-11-19 2021-12-16 Pinion Gmbh Schaltvorrichtung und Getriebeeinheit
US20160221630A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Leonard Ashman Double-Acting Safety Skewer
DE102014105313A1 (de) 2014-04-14 2015-10-15 Pinion Gmbh Schaltvorrichtung und Schaltklinke für eine Schaltvorrichtung
CN105480372A (zh) * 2014-09-15 2016-04-13 杨小全 一种省力变速器
DE102014016395A1 (de) 2014-11-05 2016-05-12 Karlheinz Nicolai Unter Last schaltbares Getriebe für Fahrzeuge
CN105987129A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 杨小全 调速省力系统
JP6538393B2 (ja) * 2015-03-25 2019-07-03 株式会社シマノ 自転車の変速装置
JP6328588B2 (ja) * 2015-05-29 2018-05-23 株式会社シマノ 内装変速機
JP6302870B2 (ja) * 2015-05-29 2018-03-28 株式会社シマノ 変速機
CA2964058A1 (en) 2016-04-11 2017-10-11 Fox Factory, Inc. Bicycle front sprocket
DE102016110975B3 (de) 2016-06-15 2017-09-07 Alexander Michael Faller Schaltgetriebe
DE102016216557C5 (de) * 2016-09-01 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Antriebsanordnung und Fahrzeug
CN206507794U (zh) * 2016-11-09 2017-09-22 合一电器(深圳)有限公司 一种食物处理机上的急停机构及其食物处理机
US11014628B2 (en) 2017-04-28 2021-05-25 Fox Factory, Inc. Cinch direct mount 2X ring system
DE102018104692A1 (de) 2018-03-01 2019-09-05 Pinion Gmbh Kupplungsanordnung und Getriebeeinheit für ein per Muskelkraft antreibbares Fahrzeug
KR102074833B1 (ko) * 2018-07-10 2020-02-07 한은수 다단 변속장치
KR101971562B1 (ko) * 2018-11-26 2019-08-14 한장영 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치
US11680633B2 (en) 2019-02-08 2023-06-20 Fox Factory, Inc. Chainring
DE102019111028A1 (de) 2019-04-29 2020-10-29 Pinion Gmbh Getriebeanordnung, Antriebseinheit und Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug
KR102034744B1 (ko) * 2019-07-29 2019-10-21 백성구 자전거 구동장치
FR3113278B1 (fr) * 2020-08-06 2022-08-26 Emile Allamand Dispositif de transmission pour vehicule a propulsion humaine
DE102022201482B3 (de) 2022-02-14 2023-01-19 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe für ein Mikromobilitätsfahrzeug
JP2023117926A (ja) 2022-02-14 2023-08-24 株式会社シマノ 人力駆動車用のドライブユニット
DE102022001737A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Karlheinz Nicolai Tretlagerschaltung mit Sensoranordnung für ein Elektrofahrrad und Elektrofahrrad mit einer solchen Tretlagerschaltung
DE102022001734A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Karlheinz Nicolai Tretlagerschaltung mit Hilfsantrieb für ein Fahrrad und ein Fahrrad mit einer solchen Tretlagerschaltung
DE102022001739A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Karlheinz Nicolai Tretlagerschaltung mit Schaltvorrichtung für ein Fahrrad und ein Fahrrad mit einer solchen Tretlagerschaltung
DE102022001738A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Karlheinz Nicolai Tretlagerschaltung mit Betätigungsvorrichtung für ein Fahrrad und ein Fahrrad mit einer solchen Tretlagerschaltung
DE102022001740A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Karlheinz Nicolai Tretlagerschaltung mit hochfesten Zahnrädern für ein Fahrrad und ein Fahrrad mit einer solchen Tretlagerschaltung
DE202022102867U1 (de) 2022-05-24 2023-08-25 Igus Gmbh Tretlagergetriebe

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE554360A (es) * 1900-01-01
DE83406C (es) *
US1223862A (en) * 1915-10-23 1917-04-24 George Eaton Variable-speed gearing.
US1749569A (en) * 1924-07-03 1930-03-04 Florez Luis De Speed regulator and method of speed regulation
FR795941A (fr) * 1934-10-15 1936-03-25 Changement de vitesse pour bicyclettes
FR2210973A5 (es) † 1972-12-20 1974-07-12 Juy Lucien
DE3215427A1 (de) † 1982-04-24 1983-10-27 Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt Betaetigungseinrichtung fuer gangwechseleinrichtung am lenker eines fahrrades oder dergleichen
JP2930315B2 (ja) 1989-02-17 1999-08-03 株式会社シマノ 自転車用内装変速機
FR2709467B1 (fr) * 1993-08-30 1996-02-02 Portalier Pierre Mécanisme de changement de vitesse à engrenages, directement adaptable, sur une bicyclette ordinaire, au moyeu du pédalier.
IT1266817B1 (it) * 1994-02-24 1997-01-21 Campagnolo Srl Dispositivo di cambio di velocita' per biciclette.
AU4383796A (en) * 1994-12-22 1996-07-10 Jochen Wendler Gear-changing mechanism for a bicycle
EP0968380A1 (en) * 1997-03-19 2000-01-05 Preload Gearbox Ltd Preload constant mesh gearbox
DE19720794A1 (de) 1997-05-16 1998-11-19 Bernhard Rohloff Mehrgang-Getriebenabe
US5924950A (en) 1997-10-06 1999-07-20 Pusic; Pavo M Even increment, non-overlapping bicycle transmission
DE19831293A1 (de) * 1998-07-13 2000-01-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Getriebesystem
DE19848052A1 (de) * 1998-10-19 2000-04-20 Alfons Beisler Kettenantrieb für ein Fahrrad
GB2358680A (en) * 2000-01-31 2001-08-01 Eaton Corp A transmission with low inertia shaft
FR2805587B1 (fr) * 2000-02-28 2002-05-17 Valeo Dispositif de transmission automatise a engrenages, en particulier pour vehicule automobile
WO2003078133A1 (es) † 2001-08-22 2003-09-25 Llibrer Porcar Jose Miguel Cambio mecánico de marchas para bicicletas y vehículos similares
JP3965497B2 (ja) † 2001-12-28 2007-08-29 日本アエロジル株式会社 低増粘性フュームドシリカおよびそのスラリー
DE10214478B4 (de) * 2002-03-30 2004-04-15 Zf Sachs Ag Synchronisiereinrichtung für ein Doppelkupplungsgetriebe auf Grundlage wenigstens zweier Planetenradsätze und entsprechendes Doppelkupplungsgetriebe, sowie entprechender Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
DE102005053315A1 (de) † 2005-11-09 2007-05-10 Stark, Siegfried, Dipl.-Ing. (FH) Planetengetriebe mit Schaltklinke
JP4134183B2 (ja) * 2006-02-10 2008-08-13 有限会社藤原ホイル 自転車用変速装置
DE102007004802B4 (de) * 2007-01-22 2015-02-05 Pinion Gmbh Mehrfachgetriebe für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug
JP5086956B2 (ja) * 2008-09-25 2012-11-28 本田技研工業株式会社 多段変速機

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008064514A1 (de) 2010-07-01
EP2379402A1 (de) 2011-10-26
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