WO2011000982A1 - Gear transmission system - Google Patents

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WO2011000982A1 PCT/ES2010/070283 ES2010070283W WO2011000982A1 WO 2011000982 A1 WO2011000982 A1 WO 2011000982A1 ES 2010070283 W ES2010070283 W ES 2010070283W WO 2011000982 A1 WO2011000982 A1 WO 2011000982A1
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transmission system
teeth
revolution
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Jose Miguel Llibrer Porcar
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Jose Miguel Llibrer Porcar
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
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    • F16H3/20—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear
    • F16H3/36—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters
    • F16H3/366—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters the teeth of the set of coaxial gears being arranged on a generally flat, e.g. disc-type, surface

Abstract

The invention relates to a system for transmitting rotary movement between optionally parallel shafts using at least one gear. The system is characterised in that a gear (3) includes toothing defined by rotary bodies, the projecting portions of which are complemented by receiving cavities provided in another element which receives the rotary movement of the gear via the aforementioned rotary bodies.

Description

SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES  GEAR TRANSMISSION SYSTEM
OBJETO DE LA INVENCIÓN  OBJECT OF THE INVENTION
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de transmisión por engranajes basado en la utilización de dientes de transmisión formados por cuerpo de revolución, tales como cuerpos esféricos o cilindricos.  The present invention, as expressed in the statement of this specification, refers to a gear transmission system based on the use of transmission teeth formed by a body of revolution, such as spherical or cylindrical bodies.
Partiendo de esta premisa, el objetivo de la invención es mejorar la capacidad de transmisión por par motriz entre elementos que engranan entre si y reducir asi el desgaste minimizando la fricción que se produce en el contacto entre dientes .  Starting from this premise, the objective of the invention is to improve the transmission capacity by torque between elements that mesh with each other and thus reduce wear minimizing the friction that occurs in the contact between teeth.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN  BACKGROUND OF THE INVENTION
En la actualidad la transmisión de movimiento entre ejes puede realizarse a distancia mediante poleas y correas y también mediante engranajes que transmiten su movimiento a través de elementos dentados que incorporan tales engranajes .  At present, the transmission of movement between axles can be done remotely by pulleys and belts and also by gears that transmit their movement through toothed elements that incorporate such gears.
En otros casos, la transmisión se realiza mediante cuerpos esféricos independientes.  In other cases, the transmission is done by independent spherical bodies.
Por ejemplo, en la patente de invención con número de publicación US 2869378, el giro es transmitido de un eje a otro de un variador de velocidad por mediación de unos cuerpos esféricos independientes móviles que se desplazan por un conducto móvil, a la vez que en la zona de transmisión entre un piñón y rueda dentada discurren los cuerpos esféricos que ajustan momentáneamente entre rebajes enfrentados en forma de casquete esférico de ese piñón y rueda para transmitir el movimiento entre los respectivos ejes encastrados en el piñón y rueda dentada.  For example, in the invention patent with publication number US 2869378, the rotation is transmitted from one axis to another of a speed variator by means of mobile independent spherical bodies that move through a mobile conduit, while in The transmission area between a pinion and cogwheel runs the spherical bodies that adjust momentarily between facing recesses in the form of a spherical cap of that pinion and wheel to transmit the movement between the respective axles embedded in the pinion and cogwheel.
La patente de invención con número de publicación The invention patent with publication number
US2970494 comprende básicamente una transmisión, cuyos piñones y/o ruedas dentadas incluyen unos dentados formados por dientes cilindricos con una terminación esférica, a la vez que dichos dientes tienen una pequeña movilidad radial en contra de la resistencia de unos resortes. US2970494 basically comprises a transmission, whose pinions and / or sprockets include teeth formed by cylindrical teeth with a spherical end, while said teeth have a small radial mobility against the resistance of springs.
También es conocida la patente de invención inglesa con número de publicación GB722605 que incorpora también unos cuerpos esféricos independientes y móviles para transmitir el movimiento entre ejes.  Also known is the English invention patent with publication number GB722605 which also incorporates independent and mobile spherical bodies to transmit the movement between axes.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN  DESCRIPTION OF THE INVENTION
El sistema de transmisión por engranajes que constituye el objeto de la invención se caracteriza porque los dientes de los engranajes comprenden cuerpos de revolución equidistantes en todo momento del centro del engranaje respectivo, complementándose la parte saliente de dichos cuerpos de revolución con unos huecos o alvéolos receptores de otro engranaje o plato adyacente para transmitir el movimiento.  The gear transmission system that constitutes the object of the invention is characterized in that the teeth of the gears comprise equidistant revolution bodies at all times from the center of the respective gear, the protruding part of said revolution bodies being complemented with hollows or receiving alveoli. of another adjacent gear or plate to transmit the movement.
Evidentemente, lo normal es que el engranaje transmisor del movimiento sea el elemento que incorpora los dientes determinados por cuerpos de revolución mientras que el elemento receptor de la transmisión sea el que incorpora los alvéolos receptores.  Obviously, it is normal for the movement transmitting gear to be the element that incorporates the teeth determined by bodies of revolution while the transmission receiving element is the one that incorporates the receiving alveoli.
No obstante, la transmisión se podria invertir, es decir, que el elemento que transmita el movimiento incorpore los alvéolos y el que reciba el movimiento sea el elemento que incorpore el dentado.  However, the transmission could be reversed, that is, that the element that transmits the movement incorporates the alveoli and that which receives the movement is the element that incorporates the teeth.
Los cuerpos de revolución constitutivos de los dientes pueden ser estáticos o tener movilidad propia rotacional sobre si mismos. En el caso de los cuerpos esféricos, podrian tener movilidad sobre cualquier eje y en el caso de los cuerpos cilindricos solamente sobre su único eje de giro .  The constituent bodies of revolution of the teeth can be static or have their own rotational mobility on themselves. In the case of spherical bodies, they could have mobility on any axis and in the case of cylindrical bodies only on their single axis of rotation.
Cuando los dientes son estáticos, la superficie de ataque de los mismos siempre es la misma, mientras que cuando los dientes son móviles sobre si mismos (rotación) la superficie de ataque afectará a la totalidad de la superficie curvada en distintas fases del giro de tales cuerpos de revolución.  When the teeth are static, the attack surface of the teeth is always the same, while when the teeth are movable on themselves (rotation) the attack surface will affect the entire curved surface at different stages of the rotation of such bodies of revolution
Cuando los dientes tienen movimiento rotacional propio, se favorece la reducción de la fricción, desgaste y ruido, incluso a velocidades elevadas, sin perder por ello capacidad de transmisión entre engranajes o elementos que incorporan los dentados y alvéolos receptores. When teeth have rotational movement own, it favors the reduction of friction, wear and noise, even at high speeds, without losing transmission capacity between gears or elements that incorporate the teeth and receiving alveoli.
Una aplicación particular del sistema de transmisión de la invención se centra en un variador de velocidad en el que se transmite el movimiento entre dos ejes perpendiculares: uno conductor provisto de un piñón A particular application of the transmission system of the invention is centered on a speed variator in which the movement between two perpendicular axes is transmitted: a conductor provided with a pinion
(conductor) con dientes de estructura esférica y un eje conducido solidario de un plato o disco (conducido) que posee en una de sus caras varios recorridos circunferenciales concéntricos de alvéolos para definir asi varias relaciones de giro y al menos una ranura radial para efectuar el cambio de relación o marcha entre ambos ejes perpendiculares. (conductor) with spherical structure teeth and a driven shaft integral with a plate or disk (driven) that has on one of its faces several concentric circumferential paths of alveoli to define several turning relationships and at least one radial groove to effect change of relationship or gear between both perpendicular axes.
Particularmente, el plato citado del variador de velocidad incorpora dos ranuras radiales que permiten modificar la posición del ataque del engranaje conductor sobre el plato conducido. También en este caso, se podria invertir el movimiento, con lo cual el plato podria ser el elemento conductor y el engranaje el elemento conducido.  Particularly, the aforementioned plate of the speed variator incorporates two radial grooves that allow modifying the position of the driving gear attack on the driven plate. Also in this case, the movement could be reversed, whereby the plate could be the conductive element and the gear the driven element.
La disposición de los alvéolos receptores del plato responde como es lógico a una razón matemática, que viene definida por el número de semiesferas del engranaje cilindrico, siendo su distancia en dicho plato múltiplo de π.  The arrangement of the receiving alveoli of the plate responds as is logical to a mathematical reason, which is defined by the number of hemispheres of the cylindrical gear, its distance in said plate being a multiple of π.
Por último cabe señalar que las aristas de los alvéolos podrán disponer de una geometría achaflanada, para mejorar la incidencia de la superficie (esférica/cilindrica) de los dientes, sobre la morfología de dichos alvéolos.  Finally, it should be noted that the edges of the alveoli may have a chamfered geometry, to improve the incidence of the surface (spherical / cylindrical) of the teeth, on the morphology of said alveoli.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de - A -Next, to facilitate a better understanding of this descriptive report and as an integral part of it, some figures are included in which the object of - TO -
Ia invención. The invention
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figura 1.- Muestra una vista frontal del sistema de transmisión por engranajes, objeto de la invención. Comprende básicamente un dentado formado por un cuerpo de revolución que se complementa con unos alvéolos receptores.  Figure 1.- Shows a front view of the gear transmission system, object of the invention. It basically comprises a jagged formed by a body of revolution that is complemented by receiving alveoli.
Figura 2.- Muestra una vista en alzado del sistema de la invención aplicado a un variador de velocidad entre dos ejes perpendiculares.  Figure 2.- Shows an elevation view of the system of the invention applied to a speed variator between two perpendicular axes.
Figura 3.- Muestra una vista en planta de lo representado en la figura anterior.  Figure 3.- Shows a plan view of what is represented in the previous figure.
Figura 4.- Muestra una vista en sección de un engranaje que incorpora un dentado formado por cuerpos de revolución que tienen movilidad relativa propia mediante un movimiento rotacional sobre si mismos.  Figure 4.- Shows a sectional view of a gear that incorporates a gear formed by bodies of revolution that have their own relative mobility by means of a rotational movement on themselves.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA  DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema de transmisión por engranajes comprende un dentado formado por cuerpos de revolución, cilindricos 1 o esféricos 2, que incorpora un engranaje conductor 3 y los cuales se complementan con alvéolos receptores complementarios 4 y 5 establecidos en un elemento conducido, tal como un segundo engranaje 6 o plato 7 perteneciente a un variador de velocidad 8.  Considering the numbering adopted in the figures, the gear transmission system comprises a gear formed by bodies of revolution, cylindrical 1 or spherical 2, which incorporates a driving gear 3 and which are complemented by complementary receiver alveoli 4 and 5 established in a driven element, such as a second gear 6 or plate 7 belonging to a speed variator 8.
En una primera realización de la invención, el dentado comprende cuerpos de revolución estáticos, mientras que en una segunda realización los cuerpos de revolución poseen un movimiento rotacional.  In a first embodiment of the invention, the teeth comprise static bodies of revolution, while in a second embodiment the bodies of revolution possess a rotational movement.
En este segundo caso, tal como se muestra más claramente en la figura 4, la parte de los dientes que asoma al exterior es menor que la parte que se oculta en los nidos de alojamiento 9 del engranaje que incorpora tales cuerpos de revolución.  In this second case, as shown more clearly in Figure 4, the part of the teeth that appears outside is smaller than the part that is hidden in the housing nests 9 of the gear that incorporates such revolution bodies.
Dichos nidos de alojamiento 9 aseguran la retención y estabilidad de los cuerpos de revolución, asi como su giro rotacional relativo con respecto al propio engranaje que incorpora los característicos dientes. These accommodation nests 9 ensure the retention and stability of the bodies of revolution, as well as their rotation relative rotational with respect to the own gear that incorporates the characteristic teeth.
En todos los casos, las dimensiones de los alvéolos receptores 4 y 5 se complementan con las dimensiones de la parte saliente de los dientes definidos por los cuerpos de revolución 1 y 2.  In all cases, the dimensions of the receiving alveoli 4 and 5 are complemented by the dimensions of the protruding part of the teeth defined by the bodies of revolution 1 and 2.
También cabe señalar que las aristas de los alvéolos receptores 4 y 5 pueden estar rematadas por un chaflán 10 para mejorar la incidencia de los dientes de revolución 1 y 2 (esféricos/cilindricos) sobre la morfología de tales alvéolos receptores 4 y 5.  It should also be noted that the edges of the receiving alveoli 4 and 5 may be topped by a chamfer 10 to improve the incidence of the teeth of revolution 1 and 2 (spherical / cylindrical) on the morphology of such receiving alveoli 4 and 5.
Cuando se trata de un variador de velocidad, un engranaje conductor 3 acoplado en un eje 3', también conductor, incorpora los dientes esféricos 2 que pueden engranar con uno de los varios recorridos circunferenciales concéntricos 11 formados por respectivas sucesiones de alvéolos receptores 5 establecidos sobre una cara de un disco o plato conducido 7 encastrado en su respectivo eje 6', también conducido, de manera que dependiendo del recorrido circunferencial elegido 11 del disco 7, asociado al engranaje conductor 3 citado, la relación de transmisión variará, obteniéndose asi distintas revoluciones a la salida del eje conducido 6' acorde con el recorrido circunferencial elegido del disco 7.  When it is a speed variator, a driving gear 3 coupled on an axis 3 ', also driving, incorporates the spherical teeth 2 that can engage with one of the several concentric circumferential paths 11 formed by respective successions of receiving alveoli 5 established on a face of a driven disk or plate 7 embedded in its respective axis 6 ', also driven, so that depending on the chosen circumferential path 11 of the disk 7, associated with the mentioned driving gear 3, the transmission ratio will vary, thus obtaining different revolutions at the output of the driven shaft 6 'according to the circumferential path chosen from disk 7.
Para cambiar la posición de ataque del engranaje conductor 3 sobre los distintos recorridos circunferenciales 11 del plato o disco conducido 7, se ha previsto que el citado plato 7 incorpore un par de ranuras radiales 12 con un perfil o sección curvada similar al perfil de los alvéolos receptores 5, de forma que durante el funcionamiento normal el movimiento también se transmitirá sobre la superficie de esas ranuras radiales 12.  To change the attack position of the driving gear 3 on the different circumferential paths 11 of the driven plate or disk 7, it is provided that said plate 7 incorporates a pair of radial grooves 12 with a profile or curved section similar to the profile of the alveoli receivers 5, so that during normal operation the movement will also be transmitted on the surface of those radial grooves 12.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, que estando destinado para transmitir el movimiento giratorio entre ejes, paralelos o no, mediante al menos un engranaje, se caracteriza porque un engranaje 3 comprende un dentado determinado por cuerpos de revolución, cuyas partes salientes se complementan con unos alvéolos receptores establecidos en otro elemento que recibe el movimiento giratorio de ese engranaje a través de los cuerpos de revolución citados.  1.- GEAR TRANSMISSION SYSTEM, which being intended to transmit the rotating movement between axes, parallel or not, by means of at least one gear, is characterized in that a gear 3 comprises a gear determined by bodies of revolution, whose protruding parts complement each other. with some receiving alveoli established in another element that receives the rotating movement of that gear through the aforementioned bodies of revolution.
2.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según la reivindicación 1, caracterizado porque los cuerpos de revolución del dentado son elementos estáticos sin movilidad relativa con respecto al engranaje (3) que los soporta.  2. GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to claim 1, characterized in that the revolution bodies of the teeth are static elements without relative mobility with respect to the gear (3) that supports them.
3.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según la reivindicación 1, caracterizado porque los cuerpos de revolución del dentado son elementos dinámicos con movimiento rotacional relativo y están ubicados en unos nidos de alojamiento 9 del engranaje respectivo (3) .  3.- GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to claim 1, characterized in that the teeth revolution bodies are dynamic elements with relative rotational movement and are located in housing nests 9 of the respective gear (3).
4.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aristas de los alvéolos receptores están rematadas por un chaflán (10) .  4.- GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to any one of the preceding claims, characterized in that the edges of the receiving alveoli are topped by a chamfer (10).
5.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cuerpos de revolución determinantes de los dientes comprenden una configuración esférica (2) .  5. GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to any one of the preceding claims, characterized in that the determining bodies of teeth determine a spherical configuration (2).
6.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cuerpos de revolución determinantes de los dientes comprenden una configuración cilindrica (1) .  6. GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the determining bodies of the teeth comprise a cylindrical configuration (1).
7.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dentado de los cuerpos esféricos (2) de un engranaje conductor (3) se relaciona con uno de los varios recorridos circunferenciales (11) formados por una sucesión de alvéolos receptores (5) de forma esférica establecidos sobre una de las caras del plato o disco conducido (7) cuyo eje (6') es perpendicular al eje (3') del engranaje citado7.- GEAR TRANSMISSION SYSTEM, according to any one of claims 1 to 5, characterized because the toothing of the spherical bodies (2) of a driving gear (3) is related to one of several circumferential paths (11) formed by a succession of spherical receiving alveoli (5) established on one of the faces of the plate or driven disc (7) whose axis (6 ') is perpendicular to the axis (3') of the mentioned gear
(3), incluyendo el plato (7) al menos una ranura radial(3), including the plate (7) at least one radial groove
(12) que permite el desplazamiento axial del engranaje conductor (3) para poder cambiar la relación de giro entre éste y el citado plato (7) . (12) which allows the axial displacement of the driving gear (3) to be able to change the turning ratio between it and said plate (7).
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