ES2934889T3 - Junta cardan conectada a un eje de transmisión - Google Patents

Abstract

Una junta cardánica (1) que comprende un casquillo (3) montado sobre un eje de transmisión (11), que comprende unos salientes cilíndricos (4) enfrentados y encajados en un primer par de rebajes (6) de un anillo (5), que a su vez comprende un segundo par de resaltes cilíndricos (7) situados de dos en dos con respecto al primer par de rebajes (6), sobre una superficie exterior del aro (5), quedando encajados en un segundo par de rebajes (9) de un eje tubular (8). Una rueda dentada (10) está montada integralmente en dicho eje tubular (8) y configurada para acoplarse y transmitir una fuerza a un medio de accionamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Junta cardan conectada a un eje de transmisión

Objeto de la invención

La siguiente invención se refiere a una junta cardan conectada a un eje de transmisión de par, teniendo por objeto que dicha junta cardan comprenda un medio de transmisión, tipo rueda dentada, para la trasferir el par del eje de transmisión a un eje conducido, y que dicha junta cardan, estando conectada a el eje de transmisión, pueda deslizarse axialmente, permitiendo obtener distancias entre juntas mucho mayores de las obtenidas con los nudos cardan convencionales.

Antecedentes de la invención

Como es conocido en el estado de la técnica, mediante una junta o un nudo cardan en general, se permite unir dos ejes concurrentes, desalineados un ángulo determinado, de forma que uno de los ejes transmite el giro al otro eje conducido, transmitiendo un movimiento de giro y a su vez se puede transmitir un par de fuerza, generando una transmisión de potencia.

De esta forma, las transmisiones cardan son utilizadas habitualmente en diversas industrias, entre ellas, siendo de gran aplicación en la industria agrícola, como por ejemplo, para la transmisión de potencia desde el vehículo tractor a un cabezal cosechador, cuyo cabezal cosechador queda soportado por el vehículo tractor mediante un enganche tripuntal con dos puntos inferiores que facilitan el ascenso y descenso del cabezal y un tercer punto superior que facilita la adecuada inclinación del cabezal.

Así, mediante las juntas o transmisiones cardan se transmite la potencia desde el vehículo tractor a los mecanismos de cosechado del cabezal, permitiendo la absorción de la variación de las distancias provocadas en los distintos movimientos del cabezal respecto del vehículo tractor y debiendo tener presente que la longitud existente entre un punto es variable y de cierta longitud.

Como es conocido, las juntas o nudos cardan son mecanismos sencillos y robustos, estando constituidas por dos piezas en forma de horquilla unidas entre sí por medio de una pieza dotada de unos salientes en forma de cruz, cuyos salientes quedan montados en correspondientes cojinetes encajados a presión en respectivos vaciados de las horquillas y anclados mediante bridas, transmitiendo el movimiento del eje conductor, a través de la cruceta, al eje conducido, permitiendo absorber las diferencias angulares existentes entre el eje conductor y el eje conducido con las limitaciones debidas a la geometría y par transmitido por la junta.

Mediante esta configuración se presentan ocasiones, tales como en el caso de montar el vehículo tractor cabezales asimétricos, en los que en el paso del posicionamiento del cabezal de la posición de plegado para su traslado por carretera hasta su posición de trabajo desplegado en el campo y a la inversa, el cabezal debe de ser desplazado transversalmente al vehículo tractor, para que quede perfectamente centrado respecto al mismo, y las transmisiones cardan convencionales no permiten absorber el desplazamiento que debe de tener el cabezal.

Ante esta situación la única posibilidad existente es que para permitir el paso del cabezal de su posición de plegado a la de desplegado y a la inversa, se deba de desmontar las transmisiones cardan para lo cual se precisa quitar la brida de sujeción de la cruceta a la horquilla correspondiente y ejerciendo una fuerza manual desmontar la horquilla, cuya operación, además del tiempo requerido presenta serias dificultades por la acumulación de suciedad que se va depositando en el nudo cardan que dificulta el desmontaje de la brida y la liberación del cuerpo de horquilla correspondiente, así como la operación contraria de montaje.

Por otra parte, el hecho de disponer de un acoplamiento telescópico entre las juntas cardan convencionales de mayor longitud que permitiese absorber dichas distancias no es viable ya que al no haber espacio suficiente entre vehículo tractor y cabezal no es posible y toparía con otros elementos.

El documento GB 2 521 208 A describe una junta cardán que comprende una pluralidad de miembros, incluyendo un casquillo, un anillo y un eje tubular con uno o más miembros intermedios dispuestos en pares: un primer par de resaltes anulares/alargados en lados opuestos de la superficie exterior del casquillo; un anillo que comprende un primer par de rebajes alargados en lados opuestos de la superficie interior del anillo, y un segundo par de resaltes anulares/alargados en la superficie exterior del anillo y en posición ortogonal al primer par de rebajes anulares/alargados; un eje tubular accionado que comprende un segundo par de rebajes anulares/alargados en lados opuestos de la superficie interior del eje tubular. En el que cada uno del primer par de proyecciones anulares/alargadas está acoplado y adaptado para moverse a lo largo de cada uno del primer par de rebajes anulares/alargados, cada uno del segundo par de proyecciones anulares/alargadas está acoplado y adaptado para moverse a lo largo de cada uno del segundo par de rebajes anulares/alargados.

Descripción de la invención

En la presente descripción se describe una junta cardan configurada para ser ensamblada a un eje de transmisión, siendo conectado por él, de forma que la junta cardan según la reivindicación 1 comprende:

> un casquillo que comprende una superficie interna conformada, y una primera pareja de salientes cilíndricos enfrentados diametralmente, situados en una superficie externa y perpendiculares a dicho casquillo, es decir, al eje de dicho casquillo;

> un anillo que comprende, en una superficie interna, una primera pareja de vaciados, perpendiculares al anillo, enfrentados diametralmente, y una segunda pareja de salientes cilíndricos perpendiculares también al eje del anillo, donde cada una de las salientes cilíndricas está ortogonal entre cada uno de la primera pareja de vaciados, en una superficie externa de dicho anillo;

> un eje tubular conducido que comprende una segunda pareja de vaciados enfrentados diametralmente, en una superficie interna de dicho eje tubular; y

> una rueda dentada montada solidariamente en el eje tubular conducido, configurada para engranarse a un medio de transmisión;

donde el casquillo está configurado para ser conectado a un eje de transmisión que comprende una superficie externa conformada, complementaria a la superficie interna conformada de dicho casquillo, y donde la primera pareja salientes cilíndricos están insertados, con la interposición respectiva de una primera pareja de cojinetes, en la primera pareja de vaciados del anillo, donde la segunda pareja de salientes cilíndricos del anillo están insertados, con la interposición de una segunda pareja de cojinetes en la segunda pareja de vaciados del eje tubular conducido y donde el eje tubular está ensamblado a una tercera pareja de cojinetes.

Dicha tercera pareja de cojinetes está montada sobre una superficie exterior de dicho eje tubular y configurada para fijar la rueda dentada, quedando el casquillo situado en un interior del anillo, conectados mediante una unión articulada sobre un eje, y el anillo situado en un interior del eje tubular, conectados mediante una unión articulada sobre otro eje.

El conformado interno del casquillo y el conformado externo del eje conductor quiere decir, que ambos comprenden una forma o sección adecuada para ajustarse entre ellas, permitiendo la transmisión del par, pudiendo ser unos estriados complementarios entre ambos, o comprender un sistema de chaveta con ranura y apriete.

Por otra parte, la junta comprende una holgura entre la superficie externa del casquillo y la superficie interna del anillo, configurada para que el casquillo gire respecto de un primer eje transversal definido por la primera pareja de salientes cilíndricos. El ángulo posible de giro viene determinado por la holgura existente entre el casquillo y el anillo en cuyo interior se ubica.

Asimismo, la junta comprende una holgura entre la superficie externa del anillo y la superficie interna del eje tubular, configurada para que el anillo gire respecto de un segundo eje transversal definido por la segunda pareja de salientes cilíndricos; de la misma manera, el ángulo de giro vendrá determinado por la holgura existente entre el anillo y el eje tubular conducido, en cuyo interior se aloja.

En definitiva, al ser el eje respecto del que gira el anillo ortogonal al eje respecto del que gira el casquillo, se permite absorber las desviaciones existentes entre el eje conductor y el eje tubular conducido, según dichos ejes.

Por otra parte, a la rueda dentada solidaria al eje tubular conducido, como órgano transmisor del movimiento, puede quedar engranada a una cadena, a una correa dentada o a una segunda rueda dentada a ella engranada, o bien podría materializarse por una polea de unión a una correa o cualquier otro órgano de transmisión equivalente.

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente descripción, de un juego de planos, en cuyas figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más característicos de la invención.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra una primera vista en perspectiva de una transmisión cardan constituida por un nudo cardan convencional y una junta cardan objeto de la invención, en posición alineada, pudiendo observar como el eje de transmisión estriado conecta la junta cardan objeto de la invención, la cual queda integrada en el eje conducido de la rueda dentada del engranaje del mecanismo al que se debe transmitir el movimiento, pudiendo quedar muy alejado del nudo convencional.

La Figura 2 muestra una segunda vista en perspectiva de la transmisión cardan de la figura anterior, pudiendo observar como el eje de transmisión estriado se ha desplazado por la junta cardan objeto de la invención, o viceversa, estando integrada la junta cardan en el eje conducido de la rueda dentada de engranaje, y permitiendo que ambas juntas puedan estar situadas a diferentes distancias entre ellas.

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de los elementos que conforman la junta cardan objeto de la invención según un desglose explosionado de los mismos.

La Figura 4 muestra una vista en perspectiva de la junta cardan montada objeto de la invención.

La Figura 5 muestra una vista en alzado frontal de la figura anterior, pudiendo observar los elementos que forman la junta cardan objeto de la invención.

La Figura 6 muestra una vista cortada de la junta cardan, según el corte diametral I-I'.

La Figura 7 muestra una vista cortada de la junta cardan, según el corte diametral M-Ii’, ortogonal al corte de la figura anterior.

La Figura 8 muestra una vista de una transmisión cardan convencional con una distancia "D" entre juntas y una distancia "d" de solapamiento del eje de transmisión, en una posición alineada.

La Figura 9 muestra una vista de una transmisión cardan constituida por un nudo cardan convencional y una junta cardan objeto de la invención, observando cómo presenta una distancia "D1", en una posición alineada.

La Figura 10 muestra una vista de la transmisión cardan de la figura anterior en la que la distancia entre nudos "D2" es menor respecto de la distancia "D1",

La Figura 11 muestra una vista de una transmisión cardan convencional con sus nudos desalineados una anchura "B", según el eje de coordenadas, precisando una inclinación de ao en el eje de transmisión, para una distancia longitudinal "A" a la rueda dentada solidaria al eje conducido.

La Figura 12 muestra una vista de una transmisión cardan dotada de una junta cardan objeto de la invención con sus nudos desalineados una anchura "B", según el eje de coordenadas, precisando una inclinación de p° en el eje de transmisión, para una distancia "A" entre nudos.

Descripción de una realización preferente

A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada se puede observar como la junta cardan 1 objeto de la invención está constituida por un casquillo 3 conformado interiormente y dotado de una primera pareja de salientes cilindricos 4 en su superficie externa, enfrentados diametralmente; un anillo 5 dotado de una primera pareja de vaciados 6, enfrentados diametralmente, y una segunda pareja de salientes cilindricos 7 situados en su superficie externa y en posición ortogonal dos a dos a la primera pareja de vaciados 6; un eje tubular 8 conducido, dotado de una segunda pareja de vaciados 9 enfrentados diametralmente y una rueda dentada 10 montada de forma solidaria al eje tubular 8 conducido, en la que engrana una cadena de transmisión del movimiento al correspondiente mecanismo de trabajo. De forma alternativa, la rueda dentada 10 puede quedar engranada a una segunda rueda dentada transmisora del movimiento, o bien podría sustituirse por cualquier otro medio equivalente de transmisión como una cadena o correa de transmisión.

De esta forma el casquillo 3 es conectada al eje de transmisión 11 de sección conformada complementaria al conformado interno del casquillo 3 y su primera pareja salientes cilindricos 4 de su superficie externa se insertan, con la interposición de una primera pareja de cojinetes 12 en los primeros vaciados 6 del anillo 5, en tanto que la segunda pareja de salientes cilindricos 7 del anillo 5 se insertan, con la interposición de una segunda pareja de cojinetes 13 en la segunda pareja de vaciados 9 del eje tubular 8 conducido y quedando el eje tubular 8 conducido soportado por una tercera pareja de cojinetes 14.

El conformado interno del casquillo 3 y del eje de transmisión 11 se define por un estriado complementario entre sí, tal como se ha representado en las figuras, o por cualquier otro medio equivalente, tal como unas nervaduras axiales complementarias.

Por otra parte, entre la superficie externa del casquillo 3 y la superficie interna del anillo 5 en el que se ubica el casquillo 3, se presenta una holgura que permite el giro del casquillo 3 respecto de un eje definido por la primera pareja de salientes cilindricos 4 del mismo, permitiendo un giro transversal del anillo respecto de dicho eje.

Asimismo, entre la superficie externa del anillo 5 y la superficie interna del eje tubular 8 conducido, en el que se ubica, se presenta otra holgura que permite el giro transversal del anillo 6 respecto del eje definido por la segunda pareja de salientes cilindricos 7 del anillo, de forma que al ser el eje respecto del que gira el anillo 5 ortogonal al eje respecto del que gira el casquillo 3, se permite absorber las desviaciones existentes entre el eje de transmisión 11 y el eje tubular 8 conducido.

Como se puede ver en la figura 4, la rueda dentada 10 está montada de forma solidaria al eje tubular 8 conducido por cualquier medio convencional.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2 podemos observar como el eje de transmisión 1 1, configurado para recibir el movimiento del eje motriz 15 a través de un nudo cardan 5 convencional 2, conecta la junta cardan 1, objeto de la invención, a través del casquillo 3, transmitiendo movimiento al eje tubular 8 conducido.

En la figura 3 se muestra el desglose explosionado de los elementos conformantes de la junta cardan 1 objeto de la invención, en tanto que en la figura 4 se muestra el montaje de dicha junta cardan 1 y en la figura 5 se muestra según una vista en alzado frontal.

Por otra parte, en las figuras 6 y 7 se muestran respectivas vistas cortadas de la junta cardan 1 de la figura 5, según dos ejes diametrales ortogonales entre si, relativos a cortes centrales efectuados transversalmente, respectivamente, a la segunda pareja de salientes cilindricos 7 del anillo 5 y a la primera pareja de salientes cilindricos 4 del casquillo 3.

Así, se puede observar como el casquillo 3 queda unido al anillo 5 al insertar la primera pareja de salientes cilindricos 4 del casquillo 3 en la primera pareja de vaciados 6 del anillo 5 con la interposición de la primera pareja de cojinetes 12, permitiendo un ligero movimiento giratorio transversal del casquillo 3 respecto de un eje definido por la primera pareja de salientes cilíndricos 4.

Por otra parte, el anillo 5 queda unido al eje tubular 8 conducido al insertar la segunda pareja de salientes cilíndricos 7 del anillo 5 en la segunda pareja de vaciados 9 del eje tubular 8 conducido con la interposición de la segunda pareja de cojinetes 13, permitiendo un ligero movimiento giratorio transversal del anillo 5 respecto de un eje definido por la segunda pareja de salientes cilíndricos 7.

De esta forma, al ser el eje definido por la primera pareja de salientes cilíndricos 4 ortogonal respecto al eje definido por la segunda pareja de salientes cilíndricos 7, se obtiene una oscilación del conjunto casquillo 3 con el anillo 5 que permite absorber distintas alineaciones, al paso del eje de transmisión 11, entre el nudo convencional 2 y el nudo cardan 1 objeto de la invención.

En la figura 8 de los diseños se observa una transmisión cardan convencional con una distancia entre nudos "D" y una distancia "d" de solapamiento del eje de transmisión telescópico. Esta distancia "d" delimita la separación posible entre nudos, es decir, que en función de cómo son los nudos y la distancia de separación entre ellos "D" se obtiene la distancia "d".

En las figuras 9 y 10 se observa una transmisión cardan equivalente provista de una junta cardan 1 objeto de la invención, pudiendo observar como la distancia "D1" entre nudos es algo mayor de la distancia "D", por lo tanto, la posible variación "v" entre nudos es algo mayor que la distancia "d". Es decir, que la configuración de la junta cardan 1 descrita permite una mayor amplitud de posiciones en una transmisión cardan, sin las limitaciones de un nudo habitual.

Por otra parte, y con objeto de aclarar, en la medida de lo posible, el comportamiento del conjunto casquillo 3 con el anillo 5, en la figura 11 se muestra una transmisión cardan donde el eje de transmisión comprende una inclinación de a°, mientras que, en la figura 12 se muestra una transmisión cardan similar, provista de la junta cardan 1 objeto de la invención, donde el eje de transmisión sufre una inclinación de p°. Como se puede observar en ambas figuras 11 y 12, para una misma anchura desviada "B" y una misma longitud de separación "A", la transmisión que comprende la junta cardan 1 objeto de la invención, precisa un ángulo menor que la transmisión con dos nudos cardan habituales, es decir que p es menor que a, siendo una ventaja del mecanismo.

Asimismo, se comprueba que mediante una transmisión cardan convencional, el solape se reduce considerablemente, mientras que mediante una transmisión cardan provista de la junta cardan 1, objeto de la invención, el solape es invariable, de forma que a una misma desviación radial, el ángulo entre ejes que confluyen en cada nudo cardán, es diferente, y, así, con la junta cardan 1, es menor, al ser la distancia entre nudos mayor, lo que supone una mayor vida útil del mecanismo, puesto que las fuerzas resultantes sobre los cojinetes de los nudos, así como sobre los elementos del nudo es también menor.

Otra de las ventajas de la junta cardan es que, mientras en la transmisión cardan convencional, con tubos lobulares o incluso con acoplamiento estriado en reducidas distancias, se ve reducido el solape entre ejes, comprometiendo la resistencia del acoplamiento de los tubos, así como el funcionamiento de la transmisión en cuanto a vibraciones, mientras que con la junta cardan 1 objeto de la invención el solape entre eje de transmisión 11 y casquillo 3 estriado o nervado, es siempre el mismo, independientemente del ángulo y así, basta con dotar al eje de transmisión 11 de la suficiente longitud por detrás de la rueda dentada 10, solidaria al eje tubular 8 conducido, y de la suficiente anchura del casquillo 3 estriado para dar un solape correcto en función del par y velocidad.

Además, al poder desplazarse axialmente el eje de transmisión 11 estriado a través del casquillo 3 estriado, se permite un gran desplazamiento del mismo, permitiendo que la distancia entre juntas de la transmisión cardan pueda ser bastante elevada y lo suficiente como para permitir operaciones como las indicadas de desplazamientos transversales de un cabezal, respecto del vehículo tractor, para adaptar, dicho cabezal asimétrico, a su posicionamiento de trabajo y de traslado por carretera sin necesidad de desmontar las transmisiones cardan, a la vez que permite una gran proximidad entre nudos.

Así esta ejecución, aporta una importante ventaja, tanto por el ahorro del tiempo invertido como por la eliminación de posibles accidentes en las maniobras de desenganche y enganche de las transmisiones cardan.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Una junta cardan (1) configurada para ser ensamblada en un eje de transmisión (11), donde la junta cardan (1) comprende:

- un casquillo (3) que comprende una superficie interna conformada, y una primera pareja de salientes cilindricos (4) enfrentados diametralmente, situados en una superficie externa y perpendiculares a dicho casquillo (3);

- un anillo (5) que comprende una primera pareja de vaciados (6), en una superficie interna, enfrentados diametralmente y perpendiculares a dicho anillo (5), y una segunda pareja de salientes cilíndricos (7), en donde cada una de las salientes cilíndricas (7) es ortogonal entre cada uno de la primera pareja de vaciados (6), en una superficie externa del anillo (5); - un eje tubular (8) conducido que comprende una segunda pareja de vaciados (9) enfrentados diametralmente, en una superficie interna de dicho eje tubular (8); y

- una rueda dentada (10) montada solidariamente en el eje tubular (8) conducido, configurada para engranarse a un medio de transmisión;

donde el casquillo (3) está configurado para ser conectado a un eje de transmisión (11) que comprende una superficie externa conformada complementaria a la superficie interna conformada de dicho casquillo (3), y donde la primera pareja de salientes cilíndricos (4) están insertados, con la interposición respectiva de una primera pareja de cojinetes (12), en la primera pareja de vaciados (6) del anillo (5), donde la segunda pareja de salientes cilíndricos (7) del anillo (5) están insertados, con la interposición de una segunda pareja de cojinetes (13) en la segunda pareja de vaciados (9) del eje tubular (8) conducido y donde el eje tubular (8) está ensamblado a una tercera pareja de cojinetes (14).

2. La junta cardan (1) según la reivindicación 1, donde comprende una holgura entre la superficie externa del casquillo (3) y la superficie interna del anillo (5), configurada para que el casquillo (3) gire respecto de un primer eje transversal definido por la primera pareja de salientes cilíndricos (4).

3. La junta cardan (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde comprende una holgura entre la superficie externa del anillo (5) y la superficie interna del eje tubular (8), configurada para que el anillo (5) gire respecto de un segundo eje transversal definido por la segunda pareja de salientes cilíndricos (7).

4. La junta cardan (1) según la reivindicación 3, donde el primer eje transversal es ortogonal al segundo eje transversal.

5. La junta cardan (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la rueda dentada (10) está adaptada para engranarse a un medio de conducción seleccionado del grupo que consiste en una cadena, una correa dentada y una polea engranada.