ES2910983T3

ES2910983T3 - Plato de dientes estrecho - ancho

Info

Publication number: ES2910983T3
Application number: ES17726851T
Authority: ES
Inventors: Miranda João Filipe Tavares
Original assignee: Miranda and Irmao Ltda
Current assignee: Miranda and Irmao Ltda
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2037-05-12
Also published as: US11339865B2; EP3831705A1; EP3621870A1; WO2018206123A1; US11739823B2; EP3831705B1; WO2018206179A1; CN113650718B; US20220260148A1; EP3621870B1; CN110621573B; US11396937B2; CN113650718A; CN110621573A; EP3634845B3; US20200156736A1; EP3634845B1; EP3831705C0; US20200063850A1; EP3634845A1

Abstract

Piñón (11) para engranarse con una cadena de transmisión (15), que comprende: - una pluralidad de dientes (12; 16) que se extienden radialmente desde una periferia del piñón (11); - extendiéndose cada diente (12; 16) sobre una longitud circunferencial dada del piñón; - presentando cada diente (12; 16) un flanco delantero que entra en contacto con un cilindro (7) de la cadena de transmisión (15) en el funcionamiento de accionamiento normal y un flanco trasero; - incluyendo la pluralidad de dientes (12; 16) un primer grupo de dientes (12) y un segundo grupo de dientes (16), en el que los dientes del primer grupo y segundo grupo están dispuestos alternativamente de modo que cada diente (12) del primer grupo de dientes vaya seguido de un diente (16) del segundo grupo, y viceversa; - presentando cada diente (12) del primer grupo una primera anchura máxima; - presentando cada diente (16) del segundo grupo de dientes una segunda anchura máxima que es mayor que la primera anchura máxima, en el que cada diente (16) del segundo grupo de dientes presenta un saliente (17, 18) en por lo menos una cara lateral del diente; en el que la cara lateral externa del saliente (17, 18) se extiende sobre una primera parte de la cara lateral (19, 20) de cada diente (16) del segundo grupo de dientes, y en el que la longitud de la primera parte es el 50 % de la longitud del respectivo diente (16) o menos, caracterizado por que el saliente está situado de manera adyacente al flanco delantero (21) de cada diente (16) del segundo grupo de dientes, en el que la anchura del respectivo diente (16) adyacente al flanco trasero es igual a la anchura de cada diente (12) del primer grupo de dientes.

Description

DESCRIPCIÓN

Plato de dientes estrecho - ancho

Campo técnico

La presente invención se refiere a un piñón para engranarse con una cadena de transmisión y más en particular, a un plato para una bicicleta.

El piñón comprende:

• una pluralidad de dientes que se extienden radialmente desde una periferia del piñón;

• extendiéndose cada diente sobre una longitud circunferencial dada del piñón;

• presentando cada diente un flanco delantero que entra en contacto con un cilindro de la cadena de transmisión en el funcionamiento de accionamiento normal y un flanco trasero;

• incluyendo la pluralidad de dientes un primer y segundo grupo de dientes, en el que los dientes del primer grupo y segundo grupo están dispuestos alternativamente de modo que cada diente del primer grupo de dientes vaya seguido de un diente del segundo grupo, y viceversa;

• presentando cada diente del primer grupo de dientes una primera anchura máxima;

• presentando cada diente del segundo grupo de dientes una segunda anchura máxima que es mayor que la primera anchura máxima, en el que cada diente del segundo grupo de diente presenta un saliente en por lo menos una cara lateral del diente;

en el que la cara lateral externa del saliente se extiende sobre una primera parte de la cara lateral de cada diente del segundo grupo de dientes, y en el que la longitud de la primera parte es el 50 % de la longitud del respectivo diente o menos.

Se han propuesto piñones y, en particular, platos con dientes estrechos y anchos alternos para el fin de mejorar la guía de la cadena sobre los dientes del piñón. La cadena de transmisión de un vehículo como una bicicleta comprende una sucesión de cilindros conectados por eslabones de cadena. Cada eslabón de cadena se compone de un par de placas de eslabón fijadas a los extremos axiales de los cilindros. Los extremos de dos placas de eslabón están fijados a cada extremo axial de un cilindro por medio de un pasador. Un par de placas de eslabón internas están en contacto con el cilindro y un par de placas de eslabón externas están en contacto con las placas de eslabón internas. En consecuencia, debido a la sucesión alterna de placas de eslabón internas y placas de eslabón externas, la distancia lateral entre las placas de eslabón de una cadena varía de una manera alterna. Las secciones de los espacios libres entre las placas de eslabón internas son de forma rectangular, estando definidos el extremo delantero y el extremo trasero por los cilindros a los que se unen las placas de eslabón. Las secciones de los espacios libres entre las placas de eslabón externas presentan la forma de una cruz o un con partes más pequeñas adyacentes a los cilindros definidas por los extremos de las placas de eslabón internas y una parte más ancha en el medio. La anchura de la parte más ancha corresponde a la distancia entre las placas de eslabón externas.

Se ha encontrado que la utilización de dientes anchos y estrechos alternos en un plato proporciona un mejor guiado y engranaje de la cadena. Esto es de particular importancia cuando un solo plato accionado por las bielas de una bicicleta se combina con múltiples piñones fijados a la rueda trasera de la bicicleta con el fin de proporcionar diferentes marchas. Además, los golpes y las vibraciones que se producen cuando se circula sobre terreno difícil presentan el riesgo de desengranar la cadena de los dientes de los piñones. Se ha demostrado que los dientes que presentan una anchura que coincide estrechamente con la anchura de los espacios entre los eslabones de cadena es menos probable que se desacoplen debido a choques o vibraciones.

Técnica anterior

En el pasado reciente, se han propuesto varios platos con dientes anchos y estrechos alternos con el fin de mejorar la transmisión mediante cadena de las bicicletas.

Los documentos US 2002/0098934 A1 y WO 03/0095867 A1 describen versiones tempranas de dichos platos. Una serie de solicitudes de patente basadas en la solicitud de patente europea EP 2602 176 A1 definen características específicas de tales platos, es decir, las solicitudes divisionales EP 3075644 A1, EP 3072799 A1, EP 3083800 A1, EP 3072801 A1, EP 3072802 A1, EP 3072803 A1. Los dientes anchos con los salientes de estas solicitudes de patente presentan básicamente una sección con forma de cruz que coincide con la sección con forma de cruz del respectivo espacio de eslabón en el que van a alojarse.

Se conocen platos adicionales con dientes anchos y estrechos alternos de los documentos US 2015/362057 A1, que da a conocer las características del preámbulo según la reivindicación 1, US 2015/285362 A1, EP 2810864 A1 US 2015/226305 A1 y US 2015/198231 A1. Estos documentos divulgan unos platos en los que cada segundo diente presenta una anchura extendida sobre toda la longitud o una parte central de sus caras laterales externas.

Sumario de la invención

Un objetivo de la invención es proporcionar un piñón con dientes anchos y estrechos alternos que presente excelentes propiedades mecánicas con bajo peso y que siga siendo funcional en un entorno embarrado con una cadena sucia.

Este objetivo se alcanza cuando el saliente se extiende sobre una primera parte de la cara lateral de cada diente del segundo grupo de dientes, siendo la longitud de la primera parte el 50 % o menos de la longitud del respectivo diente.

En la práctica, cada diente del segundo grupo de dientes puede presentar un saliente en cada una de las dos caras laterales del diente. La cara exterior lateral del saliente de los dientes anchos se extiende solo sobre una primera parte de la cara lateral del respectivo diente que es igual a la mitad de la longitud del diente o menos. La parte restante de la cara lateral del respectivo diente está libre de cualquier saliente. Como resultado, los dientes anchos se guían entre las placas de eslabón de cadena externas con poca holgura, pero solo sobre una parte limitada de toda la longitud del respectivo diente. La ausencia de un saliente en la parte restante del diente reduce el peso del diente y el área de superficie del diente.

En consecuencia, el diente puede penetrar en los espacios de eslabón entre las placas de eslabón de cadena externas más fácilmente incluso si los espacios de eslabón están sucios u obstruidos con polvo o suciedad. Los dientes anchos con los salientes cortos se verán sometidos a una menor resistencia frente a la entrada en el espacio de eslabón debido al hecho de que rellenan solo una fracción del espacio de eslabón. El polvo y la suciedad pueden comprimirse en las áreas del espacio de eslabón que no están ocupadas por material de los dientes anchos. En consecuencia, los dientes anchos proporcionan la misma guía lateral ventajosa que los dientes conocidos con salientes que se extienden sobre toda la cara lateral al tiempo que aumentan la funcionalidad de la transmisión mediante cadena en un entorno sucio. Al mismo tiempo, el ruido de los dientes anchos que se engranan con la cadena se reduce con respecto a una cadena que comprende dientes anchos regulares con salientes más largos.

El saliente está situado de manera adyacente al flanco delantero de los dientes anchos mientras que la parte de estos dientes adyacente al flanco trasero está libre de salientes. Como resultado, los dientes anchos presentan la forma de la letra T con una parte delantera en contacto con el cilindro de la cadena de transmisión que presenta una anchura grande debido al saliente lateral, preferentemente en cada lado, y una parte trasera que presenta una anchura pequeña que corresponde básicamente a la distancia entre los eslabones de cadena internos.

Esta forma de T de los dientes anchos proporciona una excelente guía lateral entre las placas de eslabón de cadena externas al tiempo que requiere menos material que los dientes anchos conocidos con salientes que se extienden generalmente sobre toda la cara lateral del diente. La parte delantera ancha del diente en contacto con el cilindro de la cadena se ve sometida a un esfuerzo de tracción reducido debido al aumento del grosor del material. El hecho de que los salientes se extiendan solo sobre la parte delantera de las caras laterales mejora la función del piñón cuando se utiliza fuera de la carretera. Si los espacios de eslabón están sucios u obstruidos con polvo o suciedad, Los dientes anchos con forma de T se verán sometidos a una menor resistencia frente a la entrada en el espacio de eslabón debido al hecho de que rellenan solo una fracción del espacio de eslabón. El polvo y la suciedad pueden comprimirse en las áreas del espacio de eslabón que no están ocupadas por material de los dientes anchos. En consecuencia, los dientes anchos proporcionan la misma guía lateral ventajosa que los dientes conocidos con salientes que se extienden sobre toda la cara lateral al tiempo que aumentan la funcionalidad de la transmisión mediante cadena en un entorno sucio.

En la práctica, por lo menos los bordes delanteros de cada diente del segundo grupo de dientes están achaflanados. El chaflán evita el contacto con las secciones de las placas de eslabón de cadena internas que se extienden dentro del espacio de eslabón entre las placas de eslabón de cadena externas.

En la práctica, los bordes traseros de cada diente pueden estar achaflanados también. En el caso de un de un diente con forma de T, la extensión del chaflán de los bordes delanteros de cada diente del segundo grupo de dientes en la dirección circunferencial puede ser entre 1.5 y 2 veces la extensión del chaflán de los bordes traseros del mismo diente. En la práctica, el chaflán en los bordes traseros puede estar en un ángulo de 45° con respecto a la dirección circunferencial del piñón y medir 0.5 mm de longitud y anchura. El chaflán en los bordes delanteros puede estar en un ángulo de aproximadamente 37° con respecto a la dirección circunferencial del piñón y medir 1 mm de longitud y 0.75 mm de anchura. El chaflán debe elegirse de manera que no haya contacto físico entre los dientes y los elementos de la cadena cuando el cilindro de la cadena se aloja en el radio entre dos dientes consecutivos. El chaflán puede estar limitado al área inferior de los bordes de los dientes, es decir, el área circular entre dos dientes.

En la práctica, cada saliente está achaflanado o redondeado hacia la punta del diente. La punta del diente de los dientes estrechos puede estar achaflanada o redondeada de modo que presente una menor anchura en el extremo radial del diente. Esto permite que el diente se engrane de manera segura en el espacio de eslabón incluso si la cadena puede que no esté perfectamente alineada con el plano central del piñón dependiendo de la marcha seleccionada. En el área de estas puntas de los dientes redondeadas o achaflanadas, pueden omitirse los chaflanes de bordes en los bordes delanteros y traseros.

En la práctica, cada saliente puede extenderse desde la punta del respectivo diente hasta el nivel del área circular entre dos dientes. Ha de indicarse que el área entre dos dientes no sigue exactamente una forma circular, sino que puede presentar áreas redondeadas con diferentes radios con el fin de proporcionar un engranaje óptimo de los cilindros de la cadena en el espacio o área circular entre dos dientes consecutivos. En una realización práctica del diente con forma de T, el saliente se extiende en ambos lados laterales desde el centro de la punta de la cara lateral del diente hasta una línea tangente al área circular entre dos dientes que se extienden en un ángulo de 105° con respecto a la línea central del diente. De este modo, el saliente provoca la guía lateral deseada y la estabilidad de la parte delantera del diente al tiempo que se evita un peso excesivo y la ocupación del espacio de eslabón entre las placas de eslabón externas.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas de la invención se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción de una o más formas de realización, juntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra una vista esquemática de una cadena de transmisión de una bicicleta;

las figuras 2 a 4 muestran una sección superior de un piñón, en las que las figuras 3 y 4 muestran vistas laterales idénticas del piñón y la figura 2 representa las secciones de los dientes del piñón de la figura 3 cortados a lo largo de la línea B-B que sigue las líneas que conectan los ejes de los cilindros de una cadena que se engrana con el piñón; y

la figura 5 muestra una vista en sección de la cadena de la figura 1 con los dientes engranados del piñón de las figuras 2 a 4.

Descripción de formas de realización

La figura 1 muestra una vista desde arriba de una cadena de cilindros estirada tal como se utiliza convencionalmente para impulsar una bicicleta o una bicicleta eléctrica. La cadena de transmisión se compone de una sucesión de eslabones de cadena externos 1 seguidos por eslabones de cadena internos 2. Cada eslabón de cadena externo 1 se compone de dos placas de eslabón externas 3 y 4. Las caras internas de las placas de eslabón externas 3 y 4 están en contacto con las caras externas de las placas de eslabón internas 5 y 6, que forman el eslabón de cadena interno 2. Las caras internas de las placas de eslabón internas 5 y 6 están en contacto con un cilindro 7 en cada extremo de los eslabones de cadena internos 5 y 6. Un pasador 8 se extiende a través de orificios en las secciones de extremo de las placas de eslabón externas 3, 4 y las placas de eslabón internas 5, 6, así como a través del cilindro 7. Los extremos de los pasadores 8 están deformados con el fin de fijar de manera segura las placas de eslabón 3 - 6 a los cilindros 7. Puede observarse en la figura 1 que la cadena de transmisión presenta una sucesión de espacios de eslabón con una gran anchura D1 entre las placas de eslabón externas 3, 4, y espacios de eslabón con una menor anchura D2 entre las placas de eslabón internas 5, 6.

Las figuras 2 a 4 explican la estructura del nuevo piñón descrito en la presente memoria. El piñón es preferentemente un único plato que puede fijarse a un juego de bielas de una bicicleta. Las flechas 9 y 10 en las figuras 2 y 3 indican la dirección de rotación durante el funcionamiento de accionamiento normal del piñón 11 cuando se acciona mediante la biela con el fin de mover la bicicleta hacia delante. La cabeza de cada una de las flechas 9 y 10 indica la dirección hacia delante de los dientes en la parte superior del piñón 11 mostrado en las figuras 3 y 4. El flanco delantero de los dientes entra en contacto con los cilindros 7 de la cadena 15 durante tal funcionamiento de transmisión y está ubicado en el lado derecho de cada diente mostrado en las figuras 2, 3 y 4. La figura 2 muestra vistas en sección de las dos variedades diferentes de los dientes del piñón 11 cortados a lo largo de la línea B - B en la figura 3. La línea B - B está definida por líneas rectas que conectan los ejes de los dos cilindros de un eslabón de cadena alojado por los espacios entre los dientes del piñón.

El piñón 11 presenta dos clases diferentes de dientes 12, 16 que se alternan. El primer grupo de dientes son dientes 12 estrechos que presentan una anchura pequeña y una sección básicamente rectangular en un plano perpendicular a esta línea central radial de cada diente 12. La punta de cada diente 12 estrecho está achaflanada o redondeada de modo que la anchura del diente estrecho 12 disminuye en la dirección hacia la punta del diente 12. Los dientes estrechos 12 presentan un flanco delantero en el lado derecho que entra en contacto con el cilindro en el funcionamiento de accionamiento normal y un flanco trasero en el lado izquierdo de los dibujos. Tanto el flanco delantero como el flanco trasero están dotados de un chaflán 13, 14, con el fin de evitar el contacto físico con los eslabones de cadena internos 5, 6 de la cadena 15 y proporcionar un hueco entre los eslabones de cadena internos 5, 6 y los flancos para lograr una fácil penetración de los dientes. Un diente ancho 16 está dispuesto entre cada par de dientes estrechos 12. El diente ancho 16 presenta un saliente 17, 18 en cada cara lateral 19, 20. Las partes traseras de las caras laterales 19, 20 de los dientes anchos 16 son planas. El saliente 17, 18 se extiende básicamente sobre la parte del diente adyacente al flanco delantero 21 del diente ancho 16. El saliente 17, 18 cubre generalmente la mitad delantera de la cara lateral 19, 20 del diente ancho 16. Tal como puede observarse en la figura 4, el saliente termina a una corta distancia de aproximadamente 0.3 milímetros de la línea central del diente ancho 16.

En la dirección hacia el centro del piñón 11, el saliente 17, 18 alcanza una línea recta tangente al radio del espacio entre el saliente 17, 18 y el diente estrecho adyacente 12. El ángulo entre el borde inferior del saliente 17 visible en el lado a mano derecha de la figura 4 y el borde central del saliente 17 es de aproximadamente 105°.

Tal como puede observarse en las figuras 2 y 4, el diente ancho 16 presenta un chaflán 22 en los bordes de cada uno de los salientes 17, 18, que se orientan hacia el cilindro 7 de la cadena 15. De nuevo, este chaflán 22 evita el contacto físico entre las partes laterales de la cadena 15 y los salientes 17, 18. El chaflán 22 en cada uno de los bordes delanteros del diente ancho 16 se extiende sobre 1 mm en la dirección circunferencial del piñón 11 y sobre 0.75 mm en la dirección lateral. El chaflán trasero 14 en los bordes de cada diente ancho 16 corresponde al chaflán trasero 14 en los bordes de cada diente estrecho 12 y presenta una extensión lateral y circunferencial de 0.5 mm.

La figura 5 muestra el engranaje de los dientes 12 y 16 del piñón 11 en los espacios de eslabón de la cadena 15. La figura 5 es una vista en sección de la cadena 15 y el piñón, tomada a lo largo de líneas rectas que se extienden entre los ejes de los cilindros 7 o pasadores 8 de la cadena 15. Puede observarse que los dientes anchos 12 presentan una forma un tanto con forma de T. La parte ancha se extiende solo sobre la parte delantera de los dientes anchos 16. La parte trasera de los dientes anchos 16 presenta básicamente la misma anchura que los dientes estrechos 12. La anchura extendida de los dientes anchos 16 proporciona una buena guía de cada diente en los espacios de eslabones de cadena entre las placas de eslabón externas 3, 4. Al mismo tiempo, el diente ancho 16 no ocupa todo el espacio de eslabón. En caso de una obstrucción del espacio de eslabón, el diente puede entrar más fácilmente en el espacio de eslabón comprimiendo cualquier polvo o suciedad en los espacios libres. No obstante, la parte delantera del diente ancho 16 presenta una estabilidad aumentada y proporciona el guiado lateral necesario para engranarse de manera segura con la cadena 15.

Lista de números de referencia

1 eslabón de cadena externo

2 eslabón de cadena interno

3 placa de eslabón externa

4 placa de eslabón externa

5 placa de eslabón interna

6 placa de eslabón interna

7 cilindro

8 pasador

9 dirección de rotación

10 dirección de rotación

11 piñón

12 diente estrecho

13 chaflán

14 chaflán

15 cadena

16 diente ancho

17 saliente

18 saliente

19 cara lateral

20 cara lateral

21 flanco delantero

22 chaflán

D1 gran anchura

D2 menor anchura

Lista de números de referencia

1 eslabón de cadena externo

2 eslabón de cadena interno

3 placa de eslabón externa 4 placa de eslabón externa 5 placa de eslabón interna 6 placa de eslabón interna 7 cilindro

8 pasador

9 dirección de rotación 10 dirección de rotación 11 piñón

12 diente estrecho

13 chaflán

14 chaflán

15 cadena

16 diente ancho

16' diente ancho 16"diente ancho

17 saliente

18 saliente

19 cara lateral

20 cara lateral

21 flanco delantero

22 chaflán

D1 gran anchura

D2 menor anchura

Claims

REIVINDICACIONES

1. Piñón (11) para engranarse con una cadena de transmisión (15), que comprende:

• una pluralidad de dientes (12; 16) que se extienden radialmente desde una periferia del piñón (11);

• extendiéndose cada diente (12; 16) sobre una longitud circunferencial dada del piñón;

• presentando cada diente (12; 16) un flanco delantero que entra en contacto con un cilindro (7) de la cadena de transmisión (15) en el funcionamiento de accionamiento normal y un flanco trasero;

• incluyendo la pluralidad de dientes (12; 16) un primer grupo de dientes (12) y un segundo grupo de dientes (16), en el que los dientes del primer grupo y segundo grupo están dispuestos alternativamente de modo que cada diente (12) del primer grupo de dientes vaya seguido de un diente (16) del segundo grupo, y viceversa;

• presentando cada diente (12) del primer grupo una primera anchura máxima;

• presentando cada diente (16) del segundo grupo de dientes una segunda anchura máxima que es mayor que la primera anchura máxima, en el que cada diente (16) del segundo grupo de dientes presenta un saliente (17, 18) en por lo menos una cara lateral del diente;

en el que la cara lateral externa del saliente (17, 18) se extiende sobre una primera parte de la cara lateral (19, 20) de cada diente (16) del segundo grupo de dientes, y en el que la longitud de la primera parte es el 50 % de la longitud del respectivo diente (16) o menos, caracterizado por que el saliente está situado de manera adyacente al flanco delantero (21) de cada diente (16) del segundo grupo de dientes, en el que la anchura del respectivo diente (16) adyacente al flanco trasero es igual a la anchura de cada diente (12) del primer grupo de dientes.

2. Piñón según la reivindicación 1, caracterizado por que cada diente (16) del segundo grupo de dientes presenta un saliente en cada una de las dos caras laterales (19, 20) del diente (16).

3. Piñón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por lo menos los bordes delanteros de cada diente (16) del segundo grupo de dientes están achaflanados.

4. Piñón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los bordes traseros de cada diente (12, 16) están achaflanados.

5. Piñón según las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado por que la extensión del chaflán de cada uno de los bordes delanteros de cada diente (16) del segundo grupo de dientes en la dirección circunferencial es entre 1.5 y 2 veces la extensión del chaflán de cada uno de los bordes traseros del mismo diente (16).

6. Piñón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada saliente está achaflanado o redondeado hacia la punta del diente.

7. Piñón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada saliente se extiende desde la punta del respectivo diente hasta la parte inferior del espacio entre dos dientes adyacentes del piñón.