ES2335171A1 - Toma de fuerza para vehiculos industriales. - Google Patents
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Abstract
Toma de fuerza para vehículos industriales. Toma de fuerza (10) aplicada a vehículos industriales que elimina el ruido generado por el juego entre dientes de ruedas dentadas de transmisión (14, 19) cuando la toma de fuerza está funcionando en vacío. Gracias a la geometría especial de las direcciones de los dientes de las ruedas dentadas (19, 14) en los engranajes de transmisión, cuando no hay transmisión de fuerza se elimina el juego entre los dientes. El juego se vuelve a restablecer cuando la toma de fuerza comienza a funcionar de manera operativa, venciendo medios elásticos (21) que actúan axialmente sobre el engranaje (14) y, por ende, llevando el engranaje (14) a su posición de funcionamiento normal.
Description
Toma de fuerza para vehículos industriales.
La presente invención se refiere a una toma de
fuerza. Específica, si bien no exclusivamente, la presente
invención se puede aplicar convenientemente para realizar tomas de
fuerza para aplicar a vehículos industriales.
Como es bien sabido, las tomas de fuerza son
dispositivos mecánicos que toman la potencia desde un motor para
hacer funcionar máquinas operadoras soportadas o arrastradas por un
vehículo motorizado por el mismo motor.
Los dispositivos se pueden aplicar a motores de
vehículos industriales o a sus unidades de transmisión, y son (en
el caso de ser aplicados a motores) independientes del movimiento
del vehículo y, por ende, se pueden usar para ciertas aplicaciones
mientras el vehículo está detenido. En ambos casos de aplicación,
generalmente la vinculación de la toma de fuerza es mandada por un
control hidráulico que actúa sobre un embrague de varios discos
incluido en el dispositivo.
Cuando no se está usando la toma de fuerza, y el
embrague no ha sido accionado, existe un nivel de ruido provocado
por los engranajes intermedios y secundarios incluidos en el
dispositivo, que reciben el movimiento giratorio a través de los
engranajes impulsores. Los dientes de los engranajes intermedios
golpean continuamente contra los dientes del engranaje secundario
y del engranaje primario debido al necesario acoplamiento entre
ellos, y debido a que los engranajes impulsados se pueden mover con
velocidades angulares variables, que oscilan alrededor de la
velocidad del engranaje primario conectado al motor del
vehículo.
Cualquier reducción en los entreejes entre los
varios engranajes ciertamente podría reducir, o incluso solucionar
el problema, pero tal reducción también podría conducir a
interferencia de engranajes que, aparte de generar otro, si bien
diferente, especie de ruido, también podría dar lugar, durante el
funcionamiento normal de la toma de fuerza, a peligrosas
sobrecargas de la dentadura e igualmente peligrosas pérdidas de
lubricación debido a la falta de circulación de aceite.
El objetivo principal de la presente invención
es el de proporcionar una toma de fuerza para vehículos
industriales que sea silenciosa, tanto durante el funcionamiento en
vacío como cuando está bajo carga, exhibiendo al mismo tiempo
características de absoluta eficiencia y fiabilidad.
Otro objetivo de la presente invención es el de
proporcionar una toma de fuerza que exhiba características
innovadoras por silencio y fiabilidad junto con costos de
fabricación que sean reducidos con respecto a los estándares.
Los objetivos mencionados con anterioridad y aún
otros se logran en su totalidad mediante la toma de fuerza de la
presente invención, en particular para vehículos industriales, de
un tipo en el cual un engranaje intermedio engrana con un engranaje
impulsor externo, y un engranaje impulsado puede ser vinculado al
árbol impulsor de la toma de fuerza, la toma de fuerza estando
caracterizada por el hecho de comprender engranajes que tienen
directrices cónicas, cuya respectiva posición es función de la
acción ejercida por medios elásticos que actúan en la dirección del
eje de rotación de al menos uno de los engranajes y de la
transmisión del par de torsión entre los engranajes.
El engranaje intermedio, de manera ventajosa,
está constituido por un par ruedas dentadas cilíndricas, una de
las cuales comprende una dentadura cilíndrica y se puede acoplar
con engranajes impulsores externos, mientras que la otra comprende
una dentadura cónica y se engrana con el engranaje impulsado que se
puede vincular al árbol de salida de la toma de fuerza.
La posición del engranaje impulsado con respecto
al engranaje intermedio está vinculada con la acción de los medios
elásticos que actúan axialmente sobre el engranaje impulsado; la
magnitud de la acción es tal de provocar, durante el funcionamiento
no operativo de la toma de fuerza, un emplazamiento relativo en el
cual se elimina el juego entre los dientes de los engranajes,
mientras que, cuando su funcionamiento es operativo, el
emplazamiento obtenido vuelve a su magnitud normal de juego,
impidiendo interferencias anómalas y garantizando correctas cargas
hidráulicas.
Las ventajas de la presente invención con
respecto a las tomas de fuerza de la técnica conocida son obvias,
ya que elimina las causas que provocan altos niveles de ruido
durante el funcionamiento no operativo, y también corrige el
funcionamiento de la transmisión cuando transmite potencia a la
máquina operadora conectada a su árbol de salida.
Otras ventajas y características de la presente
invención se pondrán aún más de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue, de una realización de la invención
preferida si bien no exclusiva, ilustrada a título puramente
ejemplificador y no limitativo mediante la figura del dibujo anexo,
que es una representación esquemática en una vista en sección de
la toma de fuerza de la presente invención.
Con respecto a la figura 1, el número 10 denota,
en su conjunto, una toma de fuerza para vehículos industriales,
tal como se describe a continuación.
La toma de fuerza (10) comprende un primer
engranaje (11), con libertad de rotación sobre un árbol (12) y
vinculado a la estructura de soporte y cabida (13) de la toma de
fuerza, y un segundo engranaje (14) que se puede vincular a través
de un embrague de discos múltiples (15) a un árbol de soporte (16),
que además constituye el árbol de salida de la toma de fuerza.
El primer engranaje (11) comprende un par de
ruedas dentadas cilíndricas (18, 19), la primera de las cuales
ruedas dentadas (18) está provista de una dentadura con directriz
cilíndrica y está destinada a acoplarse con el engranaje impulsor
externo de la transmisión de velocidad del vehículo, mientras que
la segunda rueda dentada (19) del par de ruedas dentadas
cilíndricas exhibe una dentadura con directriz cónica y está
destinada a acoplarse con el segundo engranaje impulsado (14)
soportado en el árbol de soporte (16) de la toma de fuerza.
El segundo engranaje (14) exhibe una dentadura
con directriz cónica con el mismo ángulo de inclinación (dirigido en
sentido opuesto) que el de la dentadura de la segunda rueda dentada
(19), con la cual se engranará.
El segundo engranaje (14) está soportado sobre
el árbol de soporte (16), mediante un cojinete de rodillos (20);
durante el funcionamiento no operativo de la toma de fuerza, el
cojinete (20), empujado por un resorte (21), es movido a lo largo
del árbol de soporte (16) hasta que llega a asumir la posición
exhibida en la figura 1, en la cual interactúa entre el segundo
engranaje (14) y un casquillo de contención (22) bloqueado
axialmente sobre el árbol de soporte (16) por medio de un anillo de
tope (23). Esta posición anula el juego entre los dientes del
segundo engranaje (14) y de la segunda rueda dentada (19), los
lados de los dientes del segundo engranaje (14) estando en contacto
con los lados de las gargantas de los dientes de la segunda rueda
dentada (19), y viceversa.
El segundo engranaje (14) es parte integrante
del embrague (15) intercalado entre el segundo cojinete (14) y el
árbol de soporte (16). El cuerpo principal del segundo engranaje
(14) se extiende lateralmente para formar uno de los elementos
(15') de un embrague de discos múltiples (15). El otro elemento
(15'') del embrague de discos múltiples (15), al cual están
vinculados los varios discos del embrague, es activado por medio de
una campana del embrague (24), controlada hidráulicamente a través
del fluido presurizado que entra en la cámara de expansión del
embrague proveniente de un conducto (25) coaxial al árbol de
soporte (16). Medios elásticos (26) actúan axialmente sobre la
campana del embrague (24) para garantizar la desvinculación del
embrague en ausencia del mando presurizado.
Un segundo conducto de entrada (27) está
incluido dentro del árbol de soporte (16) para llevar el aceite
lubricante a los varios órganos de transmisión.
La toma de fuerza según se ha esbozado
estructuralmente arriba trabaja como se describe a
continuación.
Durante el funcionamiento no vinculado, debido a
la falta de cargas conectadas al árbol de soporte (16), o a la
posición de desvinculación del embrague (15), ilustrada en la
figura 1, la posición del segundo engranaje (14) es exactamente la
exhibida y descrita arriba. La magnitud de la acción del resorte
(21) se calcula de manera de superar la reacción tangencial que se
produce en esta configuración sobre los dientes del segundo
engranaje (14), debido a su forma cónica, en el momento que son
arrastrados por los dientes de la segunda rueda dentada (19). El
par de torsión generado en esta configuración es apenas suficiente
para superar la inercia del segundo engranaje (14).
Durante el normal funcionamiento de la toma de
fuerza, el par de torsión transmitido entre la segunda rueda
dentada (19) y el segundo engranaje (14) es mucho mayor, y está
correlacionado a la carga conectada al árbol de soporte (16); de
esta manera la reacción tangencial sobre los dientes del segundo
engranaje (14) en una dirección opuesta a la acción del resorte
(21), prevalece sobre el resorte (21) y provoca un desplazamiento
del segundo engranaje (14) hasta la posición de contacto entre el
anillo (28) y el casquillo de contención (22).
En esta posición se vuelven a restablecer los
niveles normales de juego entre la segunda rueda dentada (19) y el
segundo engranaje (14), impidiendo una interferencia anómala y
garantizando una correcta lubricación.
Con el objetivo de completar la descripción, el
primer engranaje (11) está vinculado con libertad de rotación al
árbol (12) mediante cojinetes de rodillos cónicos (29, 30) que
soportan el empuje axial que actúa sobre el primer engranaje (11)
debido a la reacción tangencial sobre las dentaduras cónicas de la
segunda rueda dentada (19).
Obviamente las características de la toma de
fuerza de la presente invención se mantienen incluso si se
tuvieran que aportar variantes o modificaciones a la invención
según se acaba de describir.
Por ejemplo, se podría cambiar la disposición de
los varios engranajes, incluidos los engranajes de la toma de
fuerza, así como se podría cambiar el tipo o la disposición de los
medios elásticos para emplazar al menos uno de los engranajes. Los
medios elásticos, en efecto, podrían actuar sobre el cojinete
intermedio en lugar de hacerlo sobre el engranaje impulsado.
Asimismo, también se podría cambiar el tipo de
vinculación del embrague intercalado entre el engranaje impulsado y
el árbol de salida, que en la realización preferida es un embrague
de discos múltiples lubricado con aceite, pero que obviamente
podría diferir para adaptarse a las aplicaciones y a las potencias
a transmitir.
Claims (6)
1. Toma de fuerza (10) en particular para
vehículos industriales, de un tipo en el cual un primer engranaje
intermedio (11) engrana con un engranaje impulsor externo, y un
segundo engranaje impulsado (14) se puede vincular a un árbol de
soporte de salida (16) de la toma de fuerza, caracterizada
porque la misma comprende engranajes que tienen la dentadura con
directriz cónica, cuya posición relativa es función de una acción
ejercida por medios elásticos que actúan en una dirección de un eje
de rotación de al menos uno de los engranajes y de un par de
torsión transmitido entre los engranajes.
2. Toma de fuerza según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende un primer engranaje
intermedio (11) constituido por un par de ruedas dentadas
cilíndricas (18, 19), la primera de las cuales ruedas dentadas (18)
está provista de una dentadura con directriz cilíndrica y está
destinada a acoplarse con un engranaje impulsor externo de la
transmisión de velocidad del vehículo, mientras que la segunda
rueda dentada (19) del par de ruedas dentadas cilíndricas exhibe
una dentadura con directriz cónica y está destinada a acoplarse con
el segundo engranaje impulsado (14) soportado sobre el árbol de
soporte (16) de la toma de fuerza.
3. Toma de fuerza según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque el segundo engranaje impulsado (14),
que se puede vincular al árbol de soporte de salida (16) de la toma
de fuerza y que comprende una dentadura con directriz cónica, se
puede deslizar sobre el árbol de soporte (16) entre dos posiciones,
en una de las cuales se elimina el juego entre las dentaduras del
segundo engranaje (14) y la segunda rueda dentada (19), con la cual
el segundo engranaje (14) está engranado.
4. Toma de fuerza según la reivindicación 3,
caracterizada porque hay medios elásticos (21) que actúan
axialmente sobre el segundo engranaje (14), la magnitud de la
acción axial siendo suficiente para posicionar el segundo engranaje
(14), exclusivamente durante el funcionamiento no operativo de la
toma de fuerza, en la posición en la cual se elimina el juego
entre las dentaduras del segundo engranaje (14) y la segunda rueda
dentada (19).
5. Toma de fuerza según la reivindicación 4,
caracterizada porque durante el funcionamiento operativo de
la toma de fuerza, con una carga aplicada, la reacción tangencial
sobre las dentaduras con directrices cónicas del segundo engranaje
impulsado (14) por efecto de un par de torsión transmitido es
mayor que la magnitud de la acción ejercida por los medios
elásticos, el segundo engranaje (14) siendo ubicado
consiguientemente en una posición de restablecimiento del nivel
normal del juego entre las dentaduras del segundo engranaje (14) y
la segunda rueda dentada (19).
6. Toma de fuerza según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 2 a 5, caracterizada porque
el primer engranaje intermedio (11) está vinculado a un árbol (12)
mediante cojinetes de rodillos cónicos (29, 30) que soportan el
empuje axial que actúa sobre el primer engranaje (11) provocado por
una reacción tangencial sobre la segunda rueda dentada (19) con
dientes con directrices cónicas, que es parte del primer engranaje
(11).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20100322 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2335171 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20101215 |