ES2956318T3 - Soporte de piñón con perno flexible y nervio de refuerzo - Google Patents

Soporte de piñón con perno flexible y nervio de refuerzo Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a una disposición que comprende un portasatélites (101) con al menos un alma (201), que comprende un muñón (205) y que comprende un casquillo (207); en el que un primer extremo del muñón (205) está fijado en la red (201); en el que al menos una parte del muñón (205) sobresale dentro del casquillo (207); y en el que un segundo extremo del muñón (205) está fijado en el casquillo (207). La disposición comprende además al menos un elemento de refuerzo (111) y un anillo de soporte (103); donde el elemento de refuerzo (111) está fijado en el casquillo (207) y en el anillo de soporte (103); y en el que el casquillo (207) y el elemento de refuerzo (111) están conectados entre sí como dos piezas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Soporte de piñón con perno flexible y nervio de refuerzo
La invención se refiere a un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los así llamados pasadores flexibles se conocen por el estado de la técnica. Los pasadores flexibles se describen, por ejemplo, en la memoria de presentación DE 1500451 A1. En el caso de un pasador flexible se trata de un pivote flexible en el que está montado un casquillo. En el casquillo se apoya de forma giratoria una rueda planetaria. Si el pivote se deforma, esta deformación se compensa mediante una inclinación del casquillo. La deformabilidad del pivote da lugar a una compensación de carga en la etapa planetaria. El documento DE102017219614 A1 revela, por ejemplo, un dispositivo con un soporte de piñón.
En el caso de las etapas planetarias con dentado helicoidal se producen fuerzas dirigidas axialmente en los puntos de engrane. La fuerza axial en uno de los puntos de engrane de una rueda planetaria con una rueda satélite se opone a la fuerza axial en el punto de engrane de la rueda planetaria con una corona. Esto provoca un momento de vuelco en la rueda planetaria. Este momento de vuelco daría lugar a deformaciones no deseadas en un pasador flexible. Por este motivo resulta complicado dotar una etapa planetaria con dentado helicoidal de pasadores flexibles. Sin embargo, las ruedas dentadas de dentado recto provocan un aumento de las emisiones de ruido.
La invención se basa en el objetivo de eliminar los inconvenientes inherentes a las soluciones conocidas por el estado de la técnica. Especialmente se pretende lograr una compensación de la carga en una etapa planetaria sin aumentar las emisiones de ruido. Especialmente debe mejorarse la resistencia a la flexión del pivote a lo largo de todo el perímetro.
Esta tarea se resuelve mediante un dispositivo según la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes incluyen otras variantes perfeccionadas preferidas.
El dispositivo comprende un soporte de piñón con al menos una parte lateral. En el caso de una parte lateral se trata de una estructura de apoyo en la que se fijan los pernos planetarios. Un soporte de piñón giratorio suele estar alojado de forma giratoria con la parte lateral en una estructura resistente a la torsión, como una carcasa de engranaje.
Los pernos planetarios del soporte de piñón están formados con preferencia respectivamente por un perno y un casquillo. De forma correspondiente, el dispositivo según la invención comprende al menos un pivote y al menos un casquillo.
En el caso de un casquillo se trata de un cuerpo rotacionalmente simétrico con al menos una cavidad. La cavidad y el cuerpo son rotacionalmente simétricos con respecto a un eje común. Además, la cavidad está abierta, es decir, presenta al menos un orificio. El orificio es rotacionalmente simétrico con respecto al mismo eje. Especialmente, al menos una parte del casquillo puede tener la forma de un cilindro hueco.
Preferiblemente, el casquillo y el pivote forman juntos un perno planetario. El casquillo sirve para la recepción de al menos una rueda planetaria. La rueda planetaria está prevista para alojarse con posibilidad de giro en el casquillo. En este caso, un eje de giro de la rueda planetaria corresponde al eje de simetría del casquillo. El casquillo forma un anillo interior de un cojinete, con el que la rueda planetaria se apoya en el casquillo, o un asiento de cojinete en el que se puede fijar un anillo interior del cojinete. De forma correspondiente, una parte de la superficie del casquillo tiene preferiblemente la forma de una superficie de camisa de un cilindro circular recto.
Preferiblemente, además del casquillo, el pivote también es rotacionalmente simétrico con respecto al eje de giro de la rueda planetaria.
El pivote presenta dos extremos axiales, un primer extremo y un segundo extremo. Preferiblemente, el pivote se compone de tres piezas: el primer extremo, el segundo extremo y una pieza intermedia. El primer extremo y el segundo extremo están separados axialmente uno de otro. Entre el primer extremo y el segundo extremo se encuentra la pieza intermedia que une los dos extremos entre sí. Especialmente, la pieza intermedia puede encontrarse entre un primer plano y un segundo plano que se desarrollan radialmente, es decir, orientados ortogonalmente al eje de giro de la rueda planetaria. En tal caso, el primer extremo del pivote y la pieza intermedia se encuentran en lados diferentes del primer plano. Por consiguiente, el segundo extremo del pivote y la pieza intermedia se encuentran en lados diferentes del segundo plano.
El primer extremo del pivote se fija en la parte lateral. Preferiblemente, la fijación es rígida, es decir, se realiza de manera que el primer extremo del pivote no se pueda mover relativamente con respecto a la primera parte lateral. Especialmente, el pivote puede unirse en su primer extremo a la parte lateral en una sola pieza.
Al menos una parte del pivote penetra en el casquillo o en la cavidad formada por el casquillo. A la inversa, esto significa que al menos una parte del casquillo rodea el pivote en dirección perimetral. La parte del pivote que penetra en el casquillo comprende el segundo extremo del pivote. Especialmente, el segundo extremo del pivote se encuentra en el casquillo o en la cavidad.
El segundo extremo del pivote se fija en el casquillo. Preferiblemente, la fijación es rígida, es decir, se realiza de manera que el segundo extremo del pivote no se pueda mover relativamente con respecto a la parte del casquillo en la que se fija el segundo extremo. Entre el segundo extremo del pivote y el casquillo puede crearse una unión en arrastre de forma y/o en arrastre de fuerza. Preferiblemente, el segundo extremo del pivote y el casquillo se unen entre sí en dos piezas. En este caso, el segundo extremo del pivote y el casquillo forman dos piezas físicamente separadas una de otra.
Preferiblemente, entre el pivote y el casquillo queda un espacio intermedio. El espacio intermedio se desarrolla completamente alrededor del eje de giro de la rueda planetaria. Se trata de una parte de la cavidad del casquillo no rellenada por el pivote. Preferiblemente, el espacio intermedio es rotacionalmente simétrico al eje de giro de la rueda planetaria. Esto equivale a que la al menos una parte del pivote está centrada axialmente en el casquillo.
Preferiblemente, al menos una parte del espacio intermedio se dispone axialmente entre la parte lateral o la zona de la parte lateral en la que está fijado el primer extremo del pivote y la zona del casquillo en la que está fijado el segundo extremo del pivote.
El espacio intermedio se rellena preferiblemente con un elemento no rígido. Especialmente, en el caso del elemento puede tratarse de un fluido, como lubricante y/o aire.
Mediante el dispositivo descrito, un primer extremo axial del casquillo carece preferiblemente de apoyo. Esto significa que el primer extremo axial del casquillo está soportado exclusivamente por partes adyacentes del casquillo. No hay ninguna unión entre el primer extremo axial del casquillo y los elementos que no pertenecen al casquillo.
Dado que el primer extremo axial del casquillo carece de apoyo, éste se puede mover preferiblemente en la dirección axial relativamente con respecto al pivote. Un movimiento correspondiente conlleva una deformación elástica del pivote. Por lo tanto, el perno planetario formado por el pivote y el casquillo presenta las propiedades de deformación de un pasador flexible.
Según la invención, el soporte de piñón presenta al menos un elemento de refuerzo y un anillo de apoyo. El elemento de refuerzo sirve para reforzar el casquillo. Con esta finalidad, éste se fija en el casquillo y en el anillo de apoyo, formando así una unión rígida entre el casquillo y el anillo de apoyo. Las fuerzas del casquillo se apoyan en el anillo de apoyo a través del elemento de refuerzo.
El elemento de refuerzo se fija preferiblemente en un segundo extremo axial del casquillo. El primer extremo axial y el segundo extremo axial del casquillo están separados axialmente uno de otro. Entre el primer extremo axial y el segundo extremo axial se encuentra una pieza intermedia que une los dos extremos axiales entre sí. El casquillo se compone de tres piezas: el primer extremo axial, el segundo extremo axial y la pieza intermedia. Especialmente, la pieza intermedia puede situarse entre un tercer y un cuarto plano que se desarrollan radialmente, es decir, están orientados ortogonalmente al eje de giro de la rueda planetaria. El primer extremo axial del casquillo y la pieza intermedia se encuentran en lados diferentes del tercer plano. De forma correspondiente, el segundo extremo axial del casquillo y la pieza intermedia se encuentran en lados diferentes del cuarto plano.
El elemento de refuerzo se fija preferiblemente en una sola pieza en el casquillo y/o en el anillo de apoyo. Especialmente, el casquillo, el elemento de refuerzo y el anillo de apoyo pueden unirse entre sí en una sola pieza. En este caso, una única pieza forma el casquillo, el elemento de refuerzo y el anillo de apoyo.
El elemento de refuerzo refuerza el casquillo preferiblemente contra una inclinación alrededor de un eje que se desarrolla tangencialmente con respecto a un eje de giro o eje central del soporte de piñón. Este eje interseca el eje de giro de la rueda planetaria en ángulo recto y se orienta tangencialmente a un círculo que se desarrolla por completo en un plano orientado ortogonalmente al eje de giro o eje central del soporte de piñón y cuyo centro se encuentra en el eje de giro o eje central del soporte de piñón. Especialmente, en el caso del elemento de refuerzo puede tratarse de un nervio que se desarrolla radialmente con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón.
El anillo de apoyo se desarrolla de forma anular. Esto significa que tiene la forma básica de un anillo. Un anillo es un toroide. Su eje de simetría coincide con el eje central o eje de giro del soporte de piñón.
La forma básica de un cuerpo geométrico se refiere a la forma de un cuerpo original a partir del cual se crea el cuerpo antes citado mediante la eliminación de distintas zonas, por ejemplo, incluyendo rebajos y/o añadiendo distintas zonas. Por medio del elemento de refuerzo se refuerza parcialmente el casquillo. Así, en la etapa planetaria se pueden utilizar simplemente engranajes de dentado helicoidal. El elemento de refuerzo contrarresta un momento de vuelco que se produce debido a las fuerzas que actúan axialmente en los puntos de engrane, mientras que el casquillo permanece flexible con respecto a las fuerzas que actúan en la dirección perimetral. De este modo es posible una compensación de la carga en los puntos de engrane de la etapa planetaria, como en el caso de un pasador flexible.
El elemento de refuerzo se desarrolla con preferencia radialmente hacia fuera partiendo del anillo de apoyo con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón. A la inversa, esto significa que el mismo se desarrolla radialmente hacia el interior partiendo del casquillo con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón. Por lo tanto, el casquillo se dispone radialmente más hacia el exterior que el anillo de apoyo con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón. Una distancia del casquillo en un punto más cercano al eje de giro o eje central del soporte de piñón con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón es mayor que una distancia del anillo de apoyo en un punto más alejado del eje de giro o eje central del soporte de piñón con respecto al eje de giro o eje central del soporte de piñón. Especialmente, el casquillo se puede disponer fuera de un cilindro circular recto cuyo eje central es idéntico al eje de giro o eje central del soporte de piñón, mientras que el anillo de apoyo se encuentra en su interior.
El casquillo y el elemento de refuerzo están unidos entre sí en dos piezas.
Por lo tanto, el casquillo y el elemento de refuerzo forman dos piezas físicamente separadas una de otra. Así se garantiza la capacidad de montaje, así como una formación especialmente sencilla de la etapa planetaria.
El elemento de refuerzo puede unirse directamente al casquillo. Según la invención se prevé una tapa colocada sobre el primer extremo axial del casquillo. La tapa es con preferencia rotacionalmente simétrica con respecto al eje de giro de la rueda planetaria. La tapa rodea el primer extremo axial del casquillo. A la inversa, el primer extremo axial se encuentra en el interior de la tapa. De este modo se crea una unión en arrastre de forma entre el casquillo y la tapa. Preferiblemente, la tapa está unida además en arrastre de fuerza al casquillo para evitar que el casquillo resbale fuera de la tapa.
Según la invención, el elemento de refuerzo se une directamente a la tapa. De este modo, por medio de la tapa se crea una fijación entre el elemento de refuerzo y el casquillo.
Preferiblemente, la tapa no sólo sirve para fijar el elemento de refuerzo, sino que también forma un asiento de cojinete junto con el casquillo. Especialmente, el casquillo y la tapa pueden presentar respectivamente un reborde que sirve como fijación axial para al menos un cojinete con el que una rueda planetaria se apoya en el perno planetario.
En una variante perfeccionada preferida correspondiente, el casquillo y la tapa forman respectivamente una superficie que se desarrolla axialmente con respecto al eje de giro de la rueda planetaria. Las dos superficies están orientadas la una hacia la otra y forman superficies de apoyo para el apoyo del cojinete planetario en la dirección axial o superficies de deslizamiento del cojinete planetario.
En una variante perfeccionada preferida, el anillo de apoyo está libremente suspendido. Esto significa que el anillo de apoyo no presenta ningún cojinete, sino que se apoya exclusivamente mediante el soporte de piñón y el al menos un pivote.
Alternativamente, en una variante perfeccionada igualmente preferida, el anillo de apoyo configura al menos un asiento de cojinete para un cojinete y/o una superficie de rodadura de un cojinete. El cojinete sirve para el apoyo del anillo de apoyo.
En las figuras se representa un ejemplo de realización preferido de la invención. Concretamente se muestra en la: Figura 1 una vista axial de un soporte de piñón; y
Figura 2 una representación en sección del soporte de piñón.
En la figura 1 se puede ver que el soporte de piñón 101 presenta un anillo de apoyo 103. El anillo de apoyo 103 es rotacionalmente simétrico con respecto a un eje de giro 105 del soporte de piñón 103. El mismo rodea una cavidad 107 a través de la cual se desarrolla el eje de giro 105.
El soporte de piñón 101 presenta además tapas 109 dispuestas en forma de estrella. Partiendo del anillo de apoyo 103, las tapas 109 se disponen radialmente más hacia el exterior con respecto al eje de giro 105.
Entre una tapa 109 y el anillo de apoyo 103 se extiende respectivamente un nervio de refuerzo 111. En el caso de los nervios 111 se trata de elementos en forma de placa cuya extensión con respecto al eje de giro 105 en la dirección axial es mayor que su grosor, es decir, que su extensión ortogonal con respecto al mismo. El grosor de los nervios 111 es preferiblemente igual en todos los puntos. En cualquier sección transversal, es decir, en cualquier sección que se desarrolla ortogonalmente al eje de giro 105, los nervios 111 tienen una forma rectangular. Especialmente, la forma en cada sección transversal puede ser constante.
La figura 2 muestra una sección longitudinal del soporte de piñón 101. Como puede verse aquí, el soporte de piñón 101 presenta exactamente una parte lateral 201. En la parte lateral 201 se encuentra un primer cojinete 203, con el que el soporte de piñón 101 se apoya de forma giratoria alrededor del eje de giro 105.
De la parte lateral 201 sobresalen en dirección axial pivotes 205. Los pivotes 205 están unidos en una sola pieza a la parte lateral 201. Éstos tienen respectivamente la forma de un cilindro circular recto.
En el pivote 205 se fija respectivamente un casquillo 207. La fijación se realiza sólo en un lado. Hacia el otro lado se desarrolla, entre respectivamente un casquillo 207 y un pivote 205, un espacio intermedio 209. El espacio intermedio 209 permite inclinaciones del casquillo 207 con respecto al pivote 205. Junto con una torsión del pivote 205 resulta un desplazamiento, es decir, un cambio de posición traslacional, del casquillo 207. Mediante este cambio de posición es posible variar la posición de una rueda planetaria 211 apoyada de forma giratoria en el casquillo 207 por medio de cojinetes 213.
Los cojinetes 213 están fijados axialmente entre un reborde 215 del casquillo 207 y una tapa 217. La tapa 217 está colocada sobre el casquillo 207.
La rueda planetaria 211 engrana con una rueda satélite 219 y con una corona 221. Si la rueda planetaria 211, la rueda satélite 219 y la corona 221 engranan helicoidalmente, se generan en el punto de engrane de la rueda planetaria 211 y de la rueda satélite 219, así como en el punto de engrane de la rueda planetaria 211 y de la corona 221, fuerzas en direcciones axiales opuestas. El momento de vuelco resultante se contrarresta mediante el nervio de refuerzo 111 y el anillo de apoyo 103.
El anillo de apoyo 103 puede configurarse libremente suspendido o, como se representa en la figura 2, apoyarse en la carcasa de engranaje mediante un segundo cojinete 223.
Lista de referencias
101 Soporte de piñón
103 Anillo de apoyo
105 Eje de giro
107 Cavidad
109 Tapa
111 Nervio de refuerzo
201 Parte lateral
205 Pivote
207 Casquillo
209 Espacio intermedio
211 Rueda planetaria
213 Cojinete
215 Reborde
217 Tapa
219 Rueda satélite
221 Corona
223 Cojinete

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo que comprende un soporte de piñón (101) con al menos una parte lateral (201), con un pivote (205), con un casquillo (207), al menos con un elemento de refuerzo (111) y con un anillo de apoyo anular (103); coincidiendo un eje de simetría del anillo de apoyo (203) con un eje central o eje de giro del soporte de piñón (101); fijándose un primer extremo del pivote (205) en la parte lateral (201); penetrando al menos una parte del pivote (205) en el casquillo (207); fijándose un segundo extremo del pivote (205) en el casquillo (207); fijándose el elemento de refuerzo (111) en el casquillo (207) y en el anillo de apoyo (103); y estando el casquillo (207) y el elemento refuerzo (111) unidos entre sí en dos piezas; caracterizado por una tapa (217) colocada sobre un primer extremo axial del casquillo (207); estando el elemento de refuerzo (111) unido a la tapa (217).
2. Dispositivo según la reivindicación anterior; caracterizado por que el casquillo (207) configura una primera superficie que se desarrolla radialmente y por que la tapa (217) configura una segunda superficie que se desarrolla radialmente.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que el anillo de apoyo (103) se dispone de forma libremente suspendida, dado que el anillo de apoyo no presenta ningún cojinete, sino que se apoya exclusivamente mediante el soporte de piñón y el al menos un pivote.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 2; caracterizado por que el anillo de apoyo (103) configura al menos un asiento de cojinete y/o una superficie de rodadura de un cojinete (223).
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