ES2923502T3

ES2923502T3 - Rueda dentada

Info

Publication number: ES2923502T3
Application number: ES19195055T
Authority: ES
Inventors: Gregor Mauerlechner; Sebastian Schlude; Markus Bernhard; Jonas Kuhn; Sebastian Birk; Stephan Oberle
Original assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Current assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2022-09-28
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: CN112443643A; CN112443643B; KR102572264B1; US11852230B2; US20210062906A1; KR20210028567A; EP3789635B1; EP3789635A1

Abstract

La presente invención se refiere a una rueda dentada que comprende una parte exterior (12) con una corona (14), una parte de inserción (16) que tiene un diámetro exterior (dEa) para la parte de inserción y una sección de recepción (32) con un diámetro de parte interior (dEi) para formar una conexión eje-cubo, y una parte de conexión (18) dispuesta entre la parte de inserción (16) y la parte exterior (12), que conecta la parte de inserción (16) y la parte exterior (12) con ajuste de forma y/o material y/o fricción, en el que la parte de conexión (18) tiene una serie de nervaduras (27) o la parte de conexión (18) está formada por una serie de nervaduras (27), discurriendo cada una de las nervaduras (27) a lo largo de una tangente (T) que está unida a un círculo tangente (CT), en el que el círculo tangente (CT) tiene un diámetro del círculo tangente (dCT) mayor o igual que el inserte el diámetro interior (dEi) y sea menor o igual que el diámetro exterior del inserto (d Ea). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Rueda dentada

La presente invención se refiere a una rueda dentada.

Las ruedas dentadas desempeñan un papel central en la transmisión de momentos de giro y la conversión de momentos de giro en un tren de accionamiento. Mientras que, en las ruedas dentadas con dentado recto, configuradas en muchos casos como denominadas ruedas rectas, la carga axial sobre la rueda recta es comparativamente reducida, sobre todo en las ruedas rectas con dentado oblicuo y en las ruedas de tornillo sin fin o helicoidales aparecen altas cargas axiales, con lo que se introducen momentos de vuelco en las ruedas dentadas. Sin embargo, las cargas axiales no deben conducir a una deformación de la rueda dentada, dado que de lo contrario se producen engranes incorrectos con un desarrollo de ruido aumentado y un desgaste aumentado. Aunque las deformaciones pueden contrarrestarse con un aumento de la anchura de la rueda dentada, la utilización de material aumentada asociada con esto conduce a un aumento del peso y a un aumento del espacio constructivo necesario, lo que no se desea en la mayoría de los casos. El aumento del peso puede limitarse con un diseño de radios. Además, las ruedas dentadas pueden estar construidas a partir de varios materiales, para mantener reducido el peso. Por tanto, se conoce aumentar la rigidez axial con el uso de nervaduras. De este modo solo se utiliza el material allí donde se necesita para el aumento de la rigidez axial. Las nervaduras conocidas de ruedas dentadas presentan un pie parabólico, también denominado pie de raíz de árbol. En un diseño de nervaduras de este tipo se tiene en cuenta el desarrollo de tensión de flexión por fuerza transversal en las nervaduras individuales. La nervadura puede volverse más ancha hacia el punto central de la rueda dentada, con lo que se reduce la desviación tanto torsional como la axial de la rueda dentada en el caso de introducción de fuerza a través de la corona dentada.

Diseños de nervaduras adicionales se dan a conocer en el documento DE 102012 102777 A1, el documento DE 10 2014003441 A1, el documento DE 102017201 383 A1, el documento GB 989898 A, el documento DE 102004064 237 B3, el documento DE 102009000014 A1 y en el documento EP 2899430 A1.

Las ruedas dentadas dadas a conocer en el documento EP 2 899 430 A1 con nervaduras en forma de meandro se caracterizan porque, sobre todo en el caso de altas fuerzas axiales, como se producen en dentados oblicuos, solo aparecen deformaciones axiales reducidas. La rigidez axial aumentada en particular allí justifica que porciones de pared, que en las ruedas dentadas convencionales están dispuestas principalmente en el centro de las ruedas dentadas, se desplacen a las zonas de borde. Sin embargo, para el caso en el que las ruedas dentadas con nervaduras en forma de meandro se fabriquen con moldeo por inyección, debido a trayectorias de flujo desfavorables tienen que aceptarse ciertas pérdidas de calidad, en particular, en forma de una homogeneidad reducida del plástico.

El diseño de nervaduras dado a conocer en el documento DE 10 2017 201 383 A1 comprende nervaduras, que presentan secciones tanto convexas como abombadas de manera cóncava. Sin embargo, las fuerzas introducidas en las nervaduras generan momentos de flexión dentro de las nervaduras, por lo que la capacidad de carga radial está limitada.

El objetivo de una forma de realización de la presente invención es indicar una rueda dentada, con la que sea posible con medios sencillos y económicos crear una rueda dentada, que con un espacio constructivo reducido presente una alta rigidez axial y una alta capacidad de carga radial y sea adecuada para diferentes procedimientos de fabricación.

Este objetivo se alcanza con las características indicadas en la reivindicación 1. Formas de realización ventajosas son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Una forma de realización de la invención se refiere a una rueda dentada, que comprende

- un inserto, que presenta un diámetro exterior de inserto y una sección de alojamiento con un diámetro de transmisión de momentos de giro para configurar una conexión con un componente dispuesto de manera adyacente, y

- una pieza de conexión conectada con el inserto por arrastre de forma y/o por arrastre de material y/o por arrastre de fricción con una corona dentada,

- presentando la pieza de conexión un número de nervaduras o formándose la pieza de conexión mediante un número de nervaduras,

- discurriendo las nervaduras a lo largo de, en cada caso, una tangente, que está en contacto con un círculo tangente,

- presentando las nervaduras un grosor de nervadura, y

- presentando el círculo tangente un diámetro de círculo tangente, que es mayor que el o igual al diámetro de transmisión de momentos de giro y menor que o igual a un diámetro máximo, que está definido tal como sigue: dA = dEa 6 RB

La rueda dentada presenta un eje de giro, alrededor del que se hace girar durante el funcionamiento. El inserto y la pieza de conexión están dispuestos concéntricamente con respecto al eje de giro. El desarrollo de las nervaduras de la pieza de conexión se determina según las siguientes especificaciones: partiendo del círculo tangente dispuesto igualmente de manera concéntrica con respecto al eje de giro, que está dispuesto sobre el inserto, se forma un número uniformemente por el perímetro del círculo tangente. Las nervaduras discurren a lo largo de estas tangentes sobre la pieza de conexión. Según la configuración de la rueda dentada, el punto de contacto, en el que las tangentes tocan el círculo tangente, puede encontrarse sobre el inserto. En este caso, las nervaduras no pueden alcanzar el punto de contacto. Por tanto, sobre una tangente pueden discurrir dos nervaduras separadas por el inserto entre sí. Sin embargo, es igualmente posible permitir que solo discurra una nervadura sobre una tangente. Dado que las tangentes son por definición rectas, las nervaduras también discurren de manera recta y no presentan en el plano, en el que discurren las tangentes, ninguna curvatura. Por el grosor de nervadura debe entenderse la anchura máxima de las nervaduras en un plano que discurre en perpendicular al eje de giro.

Cuando las fuerzas que actúan en la dirección perimetral afectan a los dientes de la corona dentada, las nervaduras se someten a carga según la disposición con respecto al punto de ataque de las fuerzas por tracción o presión. Las fuerzas se introducen directamente en la zona del inserto, con lo que se obtiene como resultado una alta rigidez torsional.

Según una forma de realización adicional, la sección de alojamiento presenta un diámetro interior de inserto para configurar una conexión de árbol-buje con el componente dispuesto de manera adyacente, que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro. El componente dispuesto de manera adyacente puede ser en este ejemplo de realización en particular un árbol que atraviesa la rueda dentada o que se adentra en la rueda dentada. El diámetro de transmisión de momento de giro es aquel diámetro en el que el árbol está en contacto con el inserto. El componente dispuesto de manera adyacente, en este caso el árbol, sigue radialmente hacia dentro al inserto en este ejemplo de realización en forma de casquillo. Los efectos técnicos mencionados anteriormente aparecen igualmente en esta forma de realización.

Conforme a una forma de realización adicional, la sección de alojamiento presenta un dentado de arrastre para configurar la conexión de árbol-buje, presentando el dentado de arrastre un diámetro interior de dentado de arrastre, que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro, y siendo el diámetro de círculo tangente mayor que el o igual al diámetro interior de dentado de arrastre. En esta forma de realización, las fuerzas introducidas en la dirección perimetral en la corona dentada se introducen directamente en el dentado de arrastre, con lo que se obtienen como resultado un flujo de fuerza especialmente favorable y una alta rigidez torsional.

En una forma de realización perfeccionada, el diámetro exterior de inserto corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro. En esta forma de realización, la transmisión de momentos de giro entre la rueda dentada y el componente dispuesto de manera adyacente tiene lugar de manera desfasada axialmente con respecto a la corona dentada. El componente dispuesto de manera adyacente sigue, a diferencia de en la conexión de árbol-buje descrita anteriormente, radialmente hacia fuera al inserto. Los efectos técnicos mencionados anteriormente aparecen igualmente en esta forma de realización.

Según una forma de realización perfeccionada, la sección de alojamiento presenta un dentado de trabajo para configurar una conexión de trabajo, presentando el dentado de trabajo un diámetro interior de dentado de trabajo, que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro, y siendo el diámetro de círculo tangente mayor que el o igual al diámetro interior de dentado de trabajo. También en esta forma de realización, la transmisión de momentos de giro a un componente dispuesto de manera adyacente tiene lugar de manera desfasada axialmente con respecto a la corona dentada, pero en este caso con un dentado de trabajo, de modo que el propio componente dispuesto de manera adyacente es una rueda dentada. Los efectos técnicos mencionados anteriormente aparecen igualmente en esta forma de realización.

En una forma de realización perfeccionada, en cada caso, dos nervaduras pueden estar conectadas entre sí en el diámetro exterior de pieza de conexión o en la zona del diámetro exterior de pieza de conexión. Como se ha mencionado, algunas nervaduras se someten a carga por tracción y otras nervaduras por presión, cuando actúan fuerzas introducidas en la dirección perimetral en la corona dentada. Dado que las nervaduras sometidas a carga por presión y por tracción están conectadas entre sí en el diámetro exterior de pieza de conexión o en la zona del diámetro exterior de pieza de conexión, se obtienen como resultado un flujo de fuerza especialmente favorable y una alta rigidez torsional.

Según una forma de realización perfeccionada, el desarrollo de las nervaduras se selecciona de modo que se crucen al menos dos nervaduras. En particular, cuando las nervaduras están conectadas entre sí en el diámetro exterior de pieza de conexión o en la zona del diámetro exterior de pieza de conexión y se cruzan al menos dos nervaduras, las nervaduras forman un entramado en forma de rombo. Allí donde se cruzan las dos nervaduras se forman puntos nodales, que tienen igualmente un efecto favorable sobre el desarrollo de la fuerza y la rigidez torsional.

En una forma de realización adicional, la pieza de conexión puede formar una primera superficie frontal y una segunda superficie frontal, presentando la pieza de conexión al menos una cavidad, que parte de una de las dos superficies frontales y forma una base de cavidad, extendiéndose las nervaduras partiendo de la base de cavidad hasta aquella superficie frontal o más allá de aquella superficie frontal, de la que parte la cavidad. Básicamente, la pieza de conexión puede estar configurada en forma de radio a modo de una rueda de bicicleta, de modo que las nervaduras forman sustancialmente la única conexión entre el inserto y la pieza externa. La pieza de conexión no está cerrada en el caso de una configuración en forma de radio en la dirección axial a lo largo del eje de giro. En esta forma de realización, la pieza de conexión está cerrada, dado que la base de cavidad se extiende entre el inserto y la pieza de conexión sin interrupción. Las nervaduras parten de la base de cavidad. La configuración cerrada sin interrupción de la pieza de conexión contribuye igualmente a un flujo de fuerza uniforme y a una rigidez torsional aumentada.

Una forma de realización perfeccionada está caracterizada porque la pieza de conexión presenta al menos una primera cavidad y al menos una segunda cavidad, partiendo la primera cavidad de la primera superficie frontal y partiendo la segunda cavidad de la segunda superficie frontal. En esta forma de realización, al menos una cavidad parte de, en cada caso, una superficie frontal de la pieza de conexión. Por consiguiente, la base de cavidad se desplaza hacia el centro axial de la pieza de conexión, de modo que la pieza de conexión puede presentar un alto grado de simetría. La rigidez torsional es entonces independiente o en su mayor parte independiente de la dirección de carga.

Conforme a una forma de realización adicional, las primeras cavidades están dispuestas desfasadas radialmente y/o en la dirección perimetral con respecto a un eje de giro de la rueda dentada. Las cavidades están dispuestas distribuidas más uniformemente, con lo que pueden evitarse acumulaciones de material, lo que tiene un efecto favorable sobre la homogeneidad de material, cuando la rueda dentada se produce en un procedimiento de colada. Además, puede aumentarse la rigidez a la flexión.

Una forma de realización adicional está caracterizada porque las primeras cavidades se encuentran entre las segundas cavidades. De este modo se evitan zonas de solapamiento, en las que, visto a lo largo del eje de giro y con respecto a un radio, dos cavidades se encuentran directamente una al lado de otra. También mediante esta medida se aumenta la rigidez torsional.

Una forma de realización adicional está caracterizada porque la rueda dentada presenta una anchura y las primeras cavidades se extienden partiendo de la primera superficie frontal y las segundas cavidades se extienden partiendo de la segunda superficie frontal por más de la mitad de la anchura. De este modo se obtiene como resultado un desarrollo en forma de meandro con respecto a un plano de corte, en el que se encuentra el eje de giro. Se obtiene como resultado una concentración de material en las superficies frontales, con lo que se aumentan las rigideces axial y torsional.

Según una forma de realización adicional, en la primera cavidad están dispuestas un número de primeras nervaduras y en la segunda cavidad están dispuestas un número de segundas nervaduras, que están dispuestas desfasadas entre sí en la dirección perimetral. De este modo pueden evitarse acumulaciones de material, lo que tiene un efecto favorable sobre la homogeneidad de material, cuando la rueda dentada se produce en un procedimiento de colada.

En una forma de realización adicional, el inserto está fabricado de metal. El uso de metal posibilita la transmisión de altos momentos de giro sobre diámetros reducidos, de modo que puede usarse un inserto con un diámetro comparativamente reducido. De este modo también se ahorra espacio constructivo.

En una forma de realización adicional, la pieza de conexión puede estar fabricada de un plástico. El uso de plástico posibilita la fabricación de la pieza de conexión con el procedimiento de moldeo por inyección, con lo que pueden fabricarse altos números de piezas a costes bajos. Con el diseño de nervaduras según lo propuesto se consigue un comportamiento de flujo uniforme del plástico en los moldes de moldeo por inyección, de modo que pueden evitarse rechupes o heterogeneidades similares.

Según una forma de realización perfeccionada, la corona dentada se forma mediante una pieza externa, que está conectada con la pieza de conexión por arrastre de forma y/o por arrastre de material y/o por arrastre de fricción. La pieza externa puede estar producida a partir de un material distinto que la pieza de conexión. Por consiguiente, el material puede seleccionarse en función de las cargas especiales en la corona dentada, mientras que el material de la pieza de conexión puede seleccionarse en función de las cargas especiales en la pieza de conexión. En general, se obtiene una rueda dentada adaptada optimizada en función de las cargas con una vida útil aumentada.

En una forma de realización perfeccionada, la pieza de conexión puede presentar una sección de conexión interna en forma de anillo circular que sigue radialmente hacia fuera al inserto, con la que las nervaduras están conectadas radialmente hacia dentro, y presenta una sección de conexión externa circular que sigue radialmente hacia dentro a la pieza externa, con la que las nervaduras están conectadas radialmente hacia fuera. Es posible que las nervaduras estén conectadas directamente con el inserto y/o la pieza externa, de modo que la pieza de conexión esté configurada en forma de radio. Sin embargo, con las secciones de conexión en forma de anillo circular se crea una conexión por todo el perímetro entre la pieza de conexión y el inserto, así como entre la pieza de conexión y la pieza externa y se aumenta la superficie de contacto con la pieza externa y/o el inserto. Además, se rigidizan las nervaduras de la sección de conexión en forma de anillo circular. En consecuencia, se iguala el desarrollo de fuerza y se aumenta la rigidez torsional. En particular, se evitan picos de tensión.

En una forma de realización adicional, la pieza externa está fabricada de un primer plástico y la pieza de conexión está fabricada de un segundo plástico. El primer plástico es un termoplástico de alto rendimiento o un termoplástico técnico y/o el segundo plástico es un termoplástico de alto rendimiento, un termoplástico técnico o un plástico termoendurecible. La pieza externa con la corona dentada está expuesta a un alto desgaste y/o altas fuerzas, que pueden combatirse de manera especialmente eficaz con termoplásticos de alto rendimiento, sin que los termoplásticos de alto rendimiento tengan que reforzarse con fibras. Como termoplásticos de alto rendimiento son adecuados, en particular, los termoplásticos de alto rendimiento parcialmente cristalinos de la familia de las poliariletercetonas (PAEK) tales como PEK (polietercetona), PEEK (polieteretercetona) o PEKK (polietercetonacetona). Igualmente son adecuados PPS (poli(sulfuro de fenileno)) o PPA (poliftalamida). También el segundo plástico puede ser un termoplástico de alto rendimiento, de modo que también son concebibles formas de realización, en las que la pieza de conexión y la pieza externa se fabrican del mismo plástico. Sin embargo, en este caso es apropiado realizar el segundo plástico, a partir del que está fabricada la pieza de conexión, reforzado con fibras, para aumentar la rigidez axial. El uso de plásticos reforzados con fibras para la pieza externa con la corona dentada es desventajoso en el sentido de que de este modo aparecería en la corona dentada un desgaste aumentado y puede producirse una abrasión de las fibras o una rotura de las fibras. En particular, cuando el segundo plástico de la pieza de conexión está reforzado con fibras, pueden utilizarse también plásticos de menor calidad y con ello más económicos tales como termoplásticos técnicos, por ejemplo, termoplásticos parcialmente cristalinos tales como PET (poli(tereftalato de etileno)), PA (poliamida) o POM (polioximetileno). También pueden usarse plásticos termoendurecibles tales como poliéster. Para la pieza externa pueden utilizarse igualmente PA (poliamida) o POM (polioximetileno), que pertenecen a los termoplásticos técnicos.

Cuando el inserto está fabricado de metal y la pieza de conexión, así como la pieza externa están fabricadas de plástico, hay una denominada rueda dentada de múltiples componentes. Cada pieza está expuesta a cargas distintas. Una ventaja especial de estas ruedas dentadas de múltiples componentes radica en que para cada pieza de la rueda dentada de múltiples componentes puede seleccionarse el material apropiado a las cargas correspondientes. Diferentes formas de realización de ruedas dentadas de múltiples componentes se dan a conocer en el documento DE 101 27224 A1 y el documento EP 1777439 B1.

Formas de realización a modo de ejemplo de la invención se explican a continuación más detalladamente haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Muestran

la figura 1A una vista lateral de un primer ejemplo de realización de una rueda dentada según la invención,

la figura 1B una representación en corte del primer ejemplo de realización de la rueda dentada a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 1A,

la figura 2A una representación en corte esquemática de un segundo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 2B una representación esquemática respecto a la figura 2A para explicar el principio según la invención,

la figura 3A una representación en corte esquemática de un tercer ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 3B una representación esquemática respecto a la figura 3A para explicar el principio según la invención,

la figura 4A una vista lateral de un cuarto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 4B una representación en corte a través del cuarto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 4a ,

la figura 4C una representación en corte a través del cuarto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 4A,

la figura 5A una vista lateral de un quinto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 5B una representación en corte a través del quinto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 5a ,

la figura 5C una representación en corte a través del quinto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 5a ,

la figura 6 una vista lateral de un sexto ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 7 una vista lateral de un séptimo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 8A una vista lateral de un octavo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención,

la figura 8B una representación en corte a través del octavo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 8A,

la figura 8C una representación en corte a través del octavo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 8A,

la figura 9 una vista lateral de un noveno ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención, estando representada solo la pieza de conexión,

la figura 10 una vista en planta de un noveno ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención en el estado montado, y

la figura 11 una vista en planta de un décimo ejemplo de realización de la rueda dentada según la invención en el estado montado.

Las figuras 1A y 1B representan una rueda dentada 10i según la invención según un primer ejemplo de realización. La rueda dentada 10i presenta una pieza externa 12 con una corona dentada 14, un inserto 16 y una pieza de conexión 18 dispuesta entre el inserto 16 y la pieza externa 12. No se representa un ejemplo de realización, en el que la corona dentada 14 se forma mediante la pieza de conexión 18 y la rueda dentada 10 no presenta ninguna pieza externa independiente 12. El inserto 16, la pieza de conexión 18 y la pieza externa 12 están dispuestos concéntricamente con respecto a un eje de giro D de la rueda dentada 10-i. En el primer ejemplo de realización, el inserto 16 está fabricado de metal, mientras que la pieza externa 12 está fabricada de un primer plástico y la pieza de conexión 18 está fabricada de un segundo plástico. La pieza externa 12 con la corona dentada 14 está expuesta a un alto desgaste, que puede combatirse de manera especialmente eficaz con termoplásticos de alto rendimiento, sin que los termoplásticos de alto rendimiento tengan que reforzarse con fibras. Como termoplásticos de alto rendimiento son adecuados, en particular, los termoplásticos de alto rendimiento parcialmente cristalinos de la familia de las poliariletercetonas (PAEK) tales como PEK (polietercetona), PEEK (polieteretercetona) o PEKK (polietercetonacetona). Igualmente son adecuados PPS (poli(sulfuro de fenileno)) o PPA (poliftalamida). La pieza externa 12 puede estar producida también de PA (poliamida) o POM (polioximetileno), que pertenecen a los termoplásticos técnicos. También el segundo plástico puede ser un termoplástico de alto rendimiento, de modo que también son concebibles formas de realización, en las que la pieza de conexión 18 y la pieza externa 12 se fabrican del mismo plástico. Sin embargo, en este caso es apropiado realizar el segundo plástico, del que está fabricada la pieza de conexión 18, reforzado con fibras, para aumentar la rigidez axial. En particular, cuando el segundo plástico de la pieza de conexión 18 está reforzado con fibras, pueden utilizarse también plásticos de menor calidad y con ello más económicos tales como termoplásticos técnicos, por ejemplo, termoplásticos parcialmente cristalinos tales como PET (poli(tereftalato de etileno)), PA (poliamida) o ^pO^m(polioximetileno). También pueden usarse plásticos termoendurecibles tales como poliéster. Según el plástico usado, las piezas en cuestión pueden producirse con el procedimiento de moldeo por inyección.

Como se desprende en particular de la figura 1B, que representa en corte la rueda dentada representada en la figura 1A a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 1, la pieza de conexión 18 forma partiendo del eje de giro D una primera superficie frontal radialmente externa 20a, una primera superficie frontal radialmente interna 20i, una segunda superficie frontal radialmente externa 22a y una segunda superficie frontal radialmente interna 22i. Visto axialmente a lo largo del eje de giro D, la primera superficie frontal radialmente interna 20i sobresale con respecto a la primera superficie frontal radialmente externa 20a. Correspondientemente, la segunda superficie frontal radialmente interna 22i sobresale con respecto a la segunda superficie frontal radialmente externa 22a.

Partiendo de las primeras superficies frontales 20a, 20i, la pieza de conexión 18 presenta una primera cavidad 241 y partiendo de las segundas superficies frontales 22a, 22i una segunda cavidad 242 con, en cada caso, una base de cavidad continua 26. En consecuencia, la pieza de conexión 18 está completamente cerrada y no presenta ninguna interrupción que discurra a lo largo del eje de giro D. A partir de la figura 1A resulta evidente que la pieza de conexión 18 está equipada con un número de nervaduras 27, que se extienden partiendo de las bases de cavidad 26 hasta las respectivas superficies frontales 20, 22, de las que parte la cavidad 241, 242 en cuestión. Las nervaduras presentan un grosor de nervadura RB, en el que se entrará en detalle todavía más adelante. El grosor de nervadura ^rB describe la anchura máxima de las nervaduras en un plano que discurre en perpendicular al eje de giro D.

A partir de la figura 1B puede reconocerse bien que la pieza de conexión 18 presenta en la dirección radial primeros destalonamientos 28, que establecen una conexión por arrastre de forma con la pieza externa 12. Además, la pieza de conexión 18 presenta en la dirección axial segundos destalonamientos 30, con los que la pieza de conexión 18 está conectada por arrastre de forma con el inserto 16. Para impedir que la pieza de conexión 18 se deslice en la dirección perimetral con respecto a la pieza externa 12 y al inserto, la pieza de conexión 18 está conectada por arrastre de forma con la pieza externa 12 e igualmente por arrastre de forma con el inserto 16. El inserto 16 presenta una sección de alojamiento 32 y está diseñado en forma de casquillo en el primer ejemplo de realización, de modo que un componente dispuesto de manera adyacente 44 no representado en este caso (véanse las figuras 8 y 9), por ejemplo, un árbol que discurre concéntricamente con respeto al eje de giro D, puede conectarse con el inserto 16 de modo que pueda transmitirse un momento de giro entre la rueda dentada 10i y el componente dispuesto de manera adyacente 44. El inserto 16 rodea en este ejemplo de realización el componente dispuesto de manera adyacente 44. El inserto 16 entra en contacto con el componente dispuesto de manera adyacente en un diámetro denominado en lo sucesivo diámetro de transmisión de momentos de giro dD. En el primer ejemplo de realización, el diámetro de transmisión de momentos de giro dD corresponde a un diámetro interior de inserto dEi. Además, el inserto 16 presenta un diámetro exterior de inserto dEa, en el que el inserto está en contacto con la pieza de conexión 18. En el significado del diámetro exterior de inserto dEa se entrará todavía en detalle más adelante. Como resulta evidente a partir de la figura 1B, el diámetro exterior de inserto dEa disminuye de manera escalonada hacia la primera superficie frontal interna 20i y hacia la segunda superficie frontal interna 22i. En lo sucesivo, para el caso en el que el inserto presenta varios diámetros exteriores de inserto dEa, el diámetro exterior de inserto dEa relevante será el mayor diámetro exterior de inserto dEa.

En la figura 2A se muestra un segundo ejemplo de realización de la rueda dentada 102 según la invención mediante una representación en corte esquemática, discurriendo el plano de corte en perpendicular al eje de giro D (véase la figura 1B). Para explicar el desarrollo de las nervaduras 27, en la figura 2B se representan las curvas auxiliares y líneas auxiliares necesarias.

Las nervaduras 27 discurren a lo largo de tangentes T, que están en contacto con un círculo tangente CT. En consecuencia, en el segundo ejemplo de realización las nervaduras 27 son rectas y no presentan en un plano en perpendicular al eje de giro D ninguna curvatura ni abombamiento. En este punto se remite ya al ejemplo de realización representado en la figura 9 de la rueda dentada 10g según la invención, en el que las nervaduras presentan curvaturas o abombamientos. El círculo tangente CT presenta un diámetro de círculo tangente dCT, que en el segundo ejemplo de realización de la rueda dentada 102 según la invención se encuentra sobre el inserto 16. De esto se deriva que el diámetro de círculo tangente dCT es mayor que uno o igual al diámetro interior de inserto dEi y menor que o igual a un diámetro máximo dA, que está definido tal como sigue:

dA = dEa 6 RB.

Con otras palabras, las tangentes discurren de modo que el círculo tangente CT formado por las mismas presenta un diámetro de círculo tangente dCT, que se encuentra en una zona en forma de anillo, cuyo límite inferior está limitado por el diámetro de transmisión de momentos de giro dD, que coincide en este caso con el diámetro interior de inserto dEi, y cuyo límite superior está limitado por el diámetro máximo dA, que es seis veces el grosor de nervadura RB más grande que el diámetro exterior de inserto dEA. En el ejemplo de realización representado, el diámetro de círculo tangente dCT es menor que el diámetro exterior de inserto dEa. Expresado de manera resumida matemáticamente, es válido:

dD = d E i < dCT < dA = dEa 6RB

Preferiblemente, el diámetro máximo dA está definido tal como sigue:

dA = dEa 4 RB.

Debido al hecho de que en el segundo ejemplo de realización de la rueda dentada 102 según la invención las nervaduras 27 están dispuestas sobre la pieza de conexión 18, pero el círculo tangente CT sobre el inserto 16, las nervaduras 27 no pueden tocar el círculo tangente CT. En consecuencia, dos nervaduras 27 separadas entre sí por el inserto 16 pueden discurrir sobre la misma tangente T. En el ejemplo de realización representado en la figura 2A, sobre una tangente T discurre solo una nervadura 27, mientras que en el ejemplo representado en la figura 1A sobre una tangente T discurren dos nervaduras 27 separadas por el inserto 16. A modo de ejemplo, en la figura 1A se representa una tangente T.

Además, la pieza de conexión 18 presenta una sección de conexión interna en forma de anillo circular 34 que sigue radialmente hacia fuera al inserto 16, con la que las nervaduras 27 están conectadas radialmente hacia dentro, y una sección de conexión externa circular 36 que sigue radialmente hacia dentro a la pieza externa 12, con la que las nervaduras 27 están conectadas radialmente hacia fuera.

Como se desprende de las figuras 1A y 2A, dos nervaduras 27 se encuentran en la zona de un diámetro exterior dVa de la pieza de conexión 18. Además, el número de tangentes T se selecciona de modo que se crucen dos nervaduras 27. Los primeros puntos nodales 38 así generados se encuentran sobre un primer diámetro de cruce dK1, que visto radialmente hacia fuera se encuentra aproximadamente a un cuarto de la distancia entre un diámetro interior dVi y el diámetro exterior dVa de la pieza de conexión 18. Son concebibles diseños que difieran de esto.

En la figura 3A se muestra un tercer ejemplo de realización de la rueda dentada 103 según la invención mediante una representación en corte esquemática, discurriendo el plano de corte en perpendicular al eje de giro D (véase la figura 1B). Para explicar el desarrollo de las nervaduras 27, en la figura 3B se representan las curvas auxiliares y líneas auxiliares necesarias.

La rueda dentada 103 según el tercer ejemplo de realización equivale en su mayor parte a la rueda dentada 102 según el segundo ejemplo de realización, pero una nervadura 27 se cruza no solo con una nervadura adicional 27, sino con dos nervaduras adicionales 27, de modo que se generan segundos puntos nodales 42, que se encuentra sobre un segundo diámetro de cruce dK2. El segundo diámetro de cruce dK2 es mayor que el primer diámetro de cruce dK1 y se encuentra visto radialmente hacia fuera aproximadamente a siete octavos de la distancia entre el diámetro interior dVi y el diámetro exterior dVa de la pieza de conexión 18.

El inserto 16 de la rueda dentada 103 según el tercer ejemplo de realización presenta un dentado de arrastre 40 con un diámetro interior de dentado de arrastre dMi y un diámetro exterior de dentado de arrastre dMa. El diámetro interior de dentado de arrastre dMi corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro dD y al diámetro interior de inserto dEi. En este caso, el diámetro de círculo tangente dCT es mayor que el o igual al diámetro interior de dentado de arrastre dMi y menor que el o igual al diámetro exterior de dentado de arrastre dMa, manteniéndose la relación indicada anteriormente, según lo cual es válido:

dD < dCT < dA = dEa 6RB

En las figuras 4A a 4C se muestra un cuarto ejemplo de realización de la rueda dentada 104 según la invención mediante diferentes representaciones. La figura 4A es una vista lateral de la rueda dentada 104 según el cuarto ejemplo de realización, mientras que la figura 4B es una representación en corte a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 4A y la figura 4B es una representación en corte a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 4A. Puede reconocerse que también la rueda dentada 104 según el cuarto ejemplo de realización presenta la primera superficie frontal radialmente externa 20a y la primera superficie frontal radialmente interna 20i, la segunda superficie frontal radialmente externa 22a y la segunda superficie frontal radialmente interna 22i. La primera superficie frontal radialmente externa 20a y la primera superficie frontal radialmente interna 20i están dispuestas desfasadas axialmente visto con respecto a lo largo del eje de giro D y no están alineadas. Tampoco la segunda superficie frontal radialmente externa 22a y la segunda superficie frontal radialmente interna 22i están alineadas axialmente con respecto al eje de giro D. Por tanto, la rueda dentada 104 presenta una anchura interior Bi y una anchura exterior Ba, que no son iguales. En el ejemplo de realización representado, la anchura exterior Ba es menor que la anchura interior Bi.

La primera cavidad 24i parte de la primera superficie frontal radialmente externa 20a y de la primera superficie frontal radialmente interna 20i. Correspondientemente, la segunda cavidad 242 parte de la segunda superficie frontal radialmente externa 22a y de la segunda superficie frontal radialmente interna 22i. Puede reconocerse bien que las nervaduras 27 parten de la base de cavidad 26 y se extienden en la dirección de aquellas superficies frontales 20, 22, de las que parten las cavidades 24 en cuestión. La pieza de conexión 18 está construida simétricamente con respecto a un plano central ME que discurre en perpendicular al eje de giro D.

En las figuras 5A a 5C se muestra un quinto ejemplo de realización de la rueda dentada 105 según la invención mediante diferentes representaciones. La figura 5A es una vista lateral de la rueda dentada 105 según el quinto ejemplo de realización, mientras que la figura 5B es una representación en corte a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 5A y la figura 5B es una representación en corte a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 5A. En este ejemplo de realización, la primera cavidad 241 está dispuesta desfasada radialmente con respecto a la segunda cavidad 242. Además, la primera cavidad 241 se extiende partiendo de la primera superficie frontal externa 20a y la segunda cavidad 242 se extiende partiendo de la segunda superficie frontal externa 22a por más de la mitad de la anchura exterior Ba de la rueda dentada 101. Con respecto a los planos de corte seleccionados para la figura 5, la pieza de conexión 18 presenta un desarrollo en forma de S o en forma de meandro y no está construida simétricamente con respecto a un plano central ME que discurre en perpendicular al eje de giro D.

En las figuras 6 y 7 se muestran un sexto ejemplo de realización o un séptimo ejemplo de realización de una rueda dentada 106, 107 según lo propuesto mediante una vista lateral. Las ruedas dentadas 106, 107 según el sexto ejemplo de realización y el séptimo ejemplo de realización se diferencia de las demás ruedas dentadas 101 a 105 entre otros en el número de nervaduras 27 y en los ángulos que forman las nervaduras 27 entre sí. Además, el inserto 16 en este caso no está configurado en forma de casquillo, sino como árbol macizo, de modo que, en este caso, no puede definirse ningún diámetro interior de inserto dEi o este es igual a cero (véase también la figura 8). El árbol macizo debe presentar un diámetro exterior de inserto constante dEa, de modo que este corresponda en el sexto ejemplo de realización de la rueda dentada 106 según lo propuesto al diámetro de transmisión de momentos de giro. Lo correspondiente es válido para el sexto ejemplo de realización de la rueda dentada 107 según lo propuesto.

En las figuras 8A a 8C se muestra un octavo ejemplo de realización de la rueda dentada 108 según la invención mediante diferentes representaciones. La figura 8A es una vista lateral de la rueda dentada 108 según el octavo ejemplo de realización, mientras que la figura 8B es una representación en corte a lo largo del plano de corte A-A definido en la figura 8A y la figura 8B es una representación en corte a lo largo del plano de corte B-B definido en la figura 8A. Mientras que en las formas de realización descritas anteriormente las nervaduras 27 están dispuestas simétricamente con respecto a un plano de espejo que discurre a través del eje de giro D, con otras palabras, un primer grupo de nervaduras partiendo de la pieza externa 12 hacia la izquierda y un segundo grupo discurriendo hacia la derecha, las nervaduras 27 forman en el octavo ejemplo de realización de la rueda dentada 108 según la invención solo un grupo. Partiendo de la pieza externa 12, solo discurren hacia la izquierda con respecto a la representación seleccionada en la figura 8A. Como puede reconocerse en particular a partir de las figuras 8B y 8C, la pieza de conexión 18 presenta un desarrollo en forma de S o en forma de meandro y no está construida simétricamente con respecto a un plano central ME que discurre en perpendicular al eje de giro D, como es el caso también en el quinto ejemplo de realización representado en las figuras 5A a 5C de la rueda dentada 105 según la invención.

En la figura 9 se representa una pieza de conexión 18 de un noveno ejemplo de realización de la rueda dentada 109 según la invención mediante una vista lateral. La pieza externa 12 no representada en este caso y el inserto 16 igualmente no representado pueden estar construidos exactamente como se muestra para los ejemplos de realización explicados anteriormente. La diferencia sustancial del noveno ejemplo de realización de la rueda dentada 109 según la invención con respecto a los demás ejemplos de realización de la rueda dentada 10i a 108 consiste en el desarrollo de las nervaduras 27. Mientras que las nervaduras 27 en los ejemplos de realización de los demás ejemplos de realización de la rueda dentada 101 a 108 discurren de manera recta, es decir, no presentan ninguna curvatura ni abombamiento, las nervaduras 27 en el noveno ejemplo de realización de la rueda dentada 109 presentan curvaturas o abombamientos. A este respecto, las curvaturas o los abombamientos están configurados de modo que las nervaduras 27 nunca discurran por fuera de las tangentes T del círculo tangente CT con el diámetro de círculo tangente dCT definido al principio, pudiendo tocar las paredes laterales 43 de las nervaduras 27 por secciones la tangente T. La figura 10 muestra un décimo ejemplo de realización de la rueda dentada 1010 según la invención mediante una vista en planta. Puede reconocerse que el inserto 16 atraviesa completamente la rueda dentada 1010. Con respecto a la representación seleccionada en la figura 10, en el lado derecho un componente dispuesto de manera adyacente 44 está conectado con el inserto 16. El componente dispuesto de manera adyacente 44 rodea el inserto 16 en la sección de alojamiento 32 y entra en contacto en el diámetro exterior de inserto dEa con la sección de alojamiento 32 del inserto 16. EL diámetro exterior de inserto dEa corresponde en este caso al diámetro de transmisión de momentos de giro dD.

En la figura 11 se muestra un noveno ejemplo de realización de la rueda dentada 1011 según la invención mediante una representación esquemática. También en este ejemplo de realización, el inserto 16 está diseñado como árbol macizo, que presenta en la sección de alojamiento 32 un dentado de trabajo 46. Con este dentado de trabajo 46, el componente dispuesto de manera adyacente 44 se engrana con el componente dispuesto de manera adyacente 44, que en este caso está configurado como rueda dentada 48. El dentado de trabajo 46 presenta un diámetro interior de dentado de trabajo dLi, que en este caso corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro dD.

También para las ruedas dentadas 106 a 1011 según del sexto al undécimo ejemplo de realización es válida la relación mencionada anteriormente, según la cual el diámetro de círculo tangente dCT se encuentra en una zona anular, cuyo límite inferior está limitado por el diámetro de transmisión de momentos de giro dD y cuyo límite superior está limitado por el diámetro máximo dA, que es seis veces el grosor de nervadura RB mayor que el diámetro exterior de inserto dEA.

dD < dCT < dA = dEa 6RB

Lista de signos de referencia

10 rueda dentada

101 a 105 rueda dentada según diferentes ejemplos de realización

12 pieza externa

14 corona dentada

16 inserto

18 pieza de conexión

20 primera superficie frontal

20a primera superficie frontal externa

20i primera superficie frontal interna

22 segunda superficie frontal

22a segunda superficie frontal externa

22i segunda superficie frontal interna

24 cavidad

241 primera cavidad

242 segunda cavidad

26 base de cavidad

27 nervaduras

28 primeros destalonamientos

30 segundos destalonamientos

32 sección de alojamiento

34 sección de conexión interna

36 sección de conexión externa

38 primeros puntos nodales

40 dentado de arrastre

42 segundos puntos nodales

43 paredes laterales de las nervaduras

44 componente dispuesto de manera adyacente

46 dentado de trabajo

B anchura

Ba anchura exterior

Bi anchura interior

CT círculo tangente

dA diámetro máximo

dCT diámetro de círculo tangente

dD diámetro de transmisión de momentos de giro

dEa diámetro exterior de inserto

dEi diámetro interior de inserto

dK1 primer diámetro de cruce

dK2 segundo diámetro de cruce

DMa diámetro exterior de dentado de arrastre

DMi diámetro interior de dentado de arrastre

dVa diámetro exterior de la pieza de conexión

dVi diámetro interior de la pieza de conexión

ME plano central

RB grosor de nervadura

tangente

10

Claims

REIVINDICACIONES

1. Rueda dentada, que comprende

- un inserto (16), que presenta un diámetro exterior de inserto (dEa) y una sección de alojamiento (32) con un diámetro de transmisión de momentos de giro (dD) para configurar una conexión con un componente dispuesto de manera adyacente (44), y

- una pieza de conexión (18) conectada con el inserto (16) por arrastre de forma y/o por arrastre de material y/o por arrastre de fricción con una corona dentada (14),

- presentando la pieza de conexión (18) un número de nervaduras (27) o formándose la pieza de conexión (18) mediante un número de nervaduras (27),

- discurriendo las nervaduras (27) a lo largo de, en cada caso, una tangente (T), que está en contacto con un círculo tangente (CT),

- presentando las nervaduras (27) un grosor de nervadura (RB), y

- presentando el círculo tangente (CT) un diámetro de círculo tangente (dCT), que es mayor que el o igual al diámetro de transmisión de momentos de giro (dD) y menor que o igual a un diámetro máximo (dA), caracterizada porque el diámetro máximo (dA) está definido tal como sigue:

d A = d E a 6 R B

2. Rueda dentada según la reivindicación 1,

caracterizada porque la sección de alojamiento (32) presenta un diámetro interior de inserto (dEi) para configurar una conexión de árbol-buje con el componente dispuesto de manera adyacente (44), que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro (dD).

3. Rueda dentada según la reivindicación 2,

caracterizada porque la sección de alojamiento (32) presenta un dentado de arrastre (40) para configurar la conexión de árbol-buje, presentando el dentado de arrastre (40) un diámetro interior de dentado de arrastre (DMi), que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro (dD), y siendo el diámetro de círculo tangente (dCT) mayor que o igual al diámetro interior de dentado de arrastre (DMi).

4. Rueda dentada según la reivindicación 1,

caracterizada porque el diámetro exterior de inserto (dEa) corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro (dD).

5. Rueda dentada según la reivindicación 4,

caracterizada porque la sección de alojamiento (32) presenta un dentado de trabajo (46) para configurar una conexión de trabajo, presentando el dentado de trabajo (40) un diámetro interior de dentado de trabajo (DLi), que corresponde al diámetro de transmisión de momentos de giro (dD), y siendo el diámetro de círculo tangente (dCT) mayor que el o igual al diámetro interior de dentado de trabajo (DLi).

6. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque en cada caso dos nervaduras (27) en el diámetro exterior de pieza de conexión (dVa) o en la zona del diámetro exterior de pieza de conexión (dVa) están conectadas entre sí.

7. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque el desarrollo de las nervaduras (27) está seleccionado de modo que se crucen al menos dos nervaduras (27).

8. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la pieza de conexión (18) presenta una sección de conexión interna en forma de anillo circular (34) que sigue radialmente hacia fuera al inserto (16), con la que las nervaduras (27) están conectadas radialmente hacia dentro.

9. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la pieza de conexión (18) forma una primera superficie frontal (20) y una segunda superficie frontal (22), presentando la pieza de conexión (18) al menos una cavidad (24), que parte de una de las dos superficies frontales (20, 22) y forma una base de cavidad (26), extendiéndose las nervaduras (27) partiendo de la base de cavidad (26) hasta aquella superficie frontal (20) o más allá de aquella superficie frontal (20, 22), de la que parte la cavidad (24).

10. Rueda dentada según la reivindicación 9,

caracterizada porque la pieza de conexión (18) presenta al menos una primera cavidad (241) y al menos una segunda cavidad (242), partiendo la primera cavidad (241) de la primera superficie frontal (20) y la segunda cavidad (242) de la segunda superficie frontal (22).

11. Rueda dentada según la reivindicación 10,

caracterizada porque las primeras cavidades (241) y/o las segundas cavidades (242) están dispuestas desfasadas radialmente y/o en la dirección perimetral con respecto a un eje de giro de la rueda dentada (10).

12. Rueda dentada según la reivindicación 11,

caracterizada porque las primeras cavidades (241) se encuentran entre las segundas cavidades (242).

13. Rueda dentada según la reivindicación 12,

caracterizada porque la rueda dentada (10) presenta una anchura (B) y las primeras cavidades (241) se extienden partiendo de la primera superficie frontal (20) y las segundas cavidades (242) se extienden partiendo de la segunda superficie frontal (22) por más de la mitad de la anchura (B).

14. Rueda dentada según una de las reivindicaciones 10 a 13,

caracterizada porque en la primera cavidad (241) están dispuestas un número de primeras nervaduras (271) y en la segunda cavidad (242) un número de segundas nervaduras (272), que están dispuestas desfasadas entre sí en la dirección perimetral.

15. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque el inserto (16) está fabricado de metal.

16. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la pieza de conexión (18) está fabricada de un plástico.

17. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la corona dentada (14) está formada por una pieza externa (12), que está conectada con la pieza de conexión (18) por arrastre de forma y/o por arrastre de material y/o por arrastre de fricción.

18. Rueda dentada según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la pieza de conexión presenta una sección de conexión externa circular (36) que sigue radialmente hacia dentro a la pieza externa (12), con la que las nervaduras (27) están conectadas radialmente hacia fuera.

19. Rueda dentada según una de las reivindicaciones 16 a 18,

caracterizada porque la pieza externa (12) está fabricada de un primer plástico y la pieza de conexión (18) está fabricada de un segundo plástico, y el primer plástico es un termoplástico de alto rendimiento o un termoplástico técnico y/o el segundo plástico es un termoplástico de alto rendimiento, un termoplástico técnico o un plástico termoendurecible.