arbol de transmision cardan, en particular de tipo telescopico

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
11 Número de publicación: 2 202 632
51 Int. Cl. : F16D 3/84
7
A01B 71/08
F16P 1/02
ESPAÑA
12
TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA
T3
86 Número de solicitud: 97935756 .3
86 Fecha de presentación: 28.07.1997
87 Número de presentación de la solicitud: 0918952
87 Fecha de publicación de la solicitud: 02.06.1999
54 Título: Árbol de transmisión cardan, en particular de tipo telescópico, provisto de un manguito de protección
y de cubiertas protectoras para las horquillas extremas.
30 Prioridad: 14.08.1996 IT FI960195
73 Titular/es: Edi Bondioli
Vía Gina Bianchi, 18
I-46029 Suzzara, Mantova, IT
45 Fecha de publicación de la mención BOPI:
72 Inventor/es: Bondioli, Edi
01.04.2004
45 Fecha de la publicación del folleto de la patente:
74 Agente: Curell Suñol, Marcelino
ES 2 202 632 T3
01.04.2004
Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de
la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea
de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se
considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del
Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 202 632 T3
DESCRIPCIÓN
Árbol de transmisión cardan, en particular de tipo
telescópico, provisto de un manguito de protección y
de cubiertas protectoras para las horquillas extremas.
Las normas de prevención de accidentes se hacen
cada vez más rigurosas en todos los campos y, por tanto también -y en particular- en el caso de las transmisiones mecánicas que se encuentran expuestas al exterior como están (en el campo de la maquinaria agrícola principalmente) los árboles de transmisión cardan
-especialmente de tipo telescópico- que actualmente
están ya dotados de medios de protección que comprenden un manguito telescópico que rodea al árbol
y unas cubiertas protectoras para las horquillas extremas del árbol que forman parte de las respectivas juntas cardan. En general, tales medios de protección soportan mediante bloques deslizantes que pueden deslizar dentro de un canal anular formado en la base de
cada una de dichas dos horquillas, base en la cual se
insertan los respectivos segmentos tubulares del árbol
telescópico.
En las soluciones convencionales, tales como las
que se ilustran en las Figuras 1 y 2 (véanse, por
ejemplo, los documentos FR-A-2.507.266 y FR-A2.218.501), los dos segmentos 1 y 3 del árbol -los cuales no presentan perfil circular ni tampoco la posibilidad de deslizar entre sí- están unidos a las horquillas
5 y 7 mediante clavijas 9 y 10, respectivamente, que
pasan a través de unos asientos axiales formados en
las horquillas 5 y 7, asientos en los cuales se reciben
los extremos de los segmentos 1 y 3, respectivamente.
Estos asientos pueden presentar la forma que corresponde a la de los segmentos 1 y 3 para constituir un
acoplamiento angular. En la parte exterior de las bases
5A y 7A de las horquillas 5 y 7, es decir, en el extremo opuesto a los brazos 5B y 7B de las horquillas,
se encuentra un canal anular 5C y 7C respectivamente, estos canales contienen parcialmente los bloques
deslizantes 12A y 14A respectivamente que forman
parte de las cubiertas protectoras 12 y 14 de las juntas cardan de las que forman parte las horquillas 5 y
7, respectivamente. Formando parte integrante de las
cubiertas protectoras 12 y 14 se encuentran unos manguitos protectores 16 y 18, respectivamente, que están
acoplados deslizantes de forma telescópica y que están conectados de forma giratoria a las cubiertas 12
y 14, respectivamente. Sin que giren los medios protectores constituidos por las cubiertas 12 y 14 y por
los manguitos tubulares 16 y 18, puede girar el árbol
de transmisión formado por las horquillas 5 y 7 y por
los segmentos 1 y 3, deslizando las superficies de los
canales 5C y 7C con respecto a los bloques deslizantes 12A y 14A que soportan los medios protectores
12, 16, 18, 14 definidos anteriormente. Los bloques
deslizantes 12A y 14A que soportan el manguito protector sobre el árbol giratorio se encuentran situados
prácticamente en los extremos de las horquillas y en
los extremos de las cubiertas protectoras asociadas.
Los soportes de las cubiertas 12 y 14 -que están constituidos por dichos bloques deslizantes 12A y 14A- se
encuentran situados, por tanto, virtualmente en el extremo interior de las respectivas cubiertas 12 y 14 que
se extienden sin soporte a partir de los bloques deslizantes 12A y 14A sobre las horquillas 5 y 7 y, por
tanto, sobre las juntas cardan de las que forman parte
los brazos 5B y 7B de las horquillas 5 y 7. Se deduce
de lo expuesto que una carga que actúe hacia abajo,
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en dirección de la flecha fc, debe ser soportada directamente por la estructura de la cubierta respectiva tal
como la 12 que en tal caso tiende a deformarse hasta
llegar realmente a entrar en contacto con los brazos
de las horquilla tal como la 5B de la horquilla 5, con
el resultado de una peligrosa tendencia del árbol de
arrastrar consigo en su giro todos los medios de protección constituidos por las cubiertas y los manguitos,
neutralizando con ello su efecto de protección. Las
normas más recientes tendentes a prevenir el peligro
de accidentes establecen pruebas estrictas para evitar
los riesgos apuntados, y el objetivo de la invención
es modificar las estructuras convencionales representadas en las Figuras 1 y 2 para conseguir una mayor
efectividad protectora de los manguitos de protección
sin afectar grandemente a la robustez y otras características de resistencia que, de otro modo deben ser
conseguidas exclusivamente por la forma de las cubiertas. Estas y otras ventajas se pondrán claramente
de manifiesto por la exposición siguiente.
Sustancialmente, según la invención, la base de la
horquilla está formada de sección transversal circular
hasta los brazos de la propia horquilla y el canal para
los medios de bloque deslizante se encuentra rebajado
en dicha base adyacente a dichos brazos de la horquilla. En la práctica, dicho canal anular está formado
entre los brazos de la horquilla y la clavija diametral
que une el segmento del árbol con la base de la horquilla.
Una cubierta protectora para la junta cardan puede
comprender: un componente anular rígido dotado de
un cuello para su acoplamiento con el componente tubular del manguito, una pared frontal con un reborde
extremo que constituye un soporte, un capuchón flexible con una pestaña interior, y un elemento anular
plano que constituye los medios de bloque deslizante.
Dicha pestaña interior y dicho elemento anular plano
están fijos contra dicha pared frontal. Tales medios de
protección pueden comprender también un segundo
componente anular rígido de refuerzo.
El elemento anular plano presenta ventajosamente un corte radial y hendiduras radiales y está fijo en
torno a su propia periferia exterior a la pared frontal
del componente anular rígido.
La invención se comprenderá mejor por la siguiente descripción y dibujos adjuntos que ilustran un
ejemplo de forma de realización práctica, no limitativa, de la invención y en los cuales:
Las Figuras 1 y 2 muestran, en dos secciones diferentes, la solución convencional utilizada en los árboles de transmisión de juntas cardan con medios de
protección que se han descrito anteriormente;
las Figuras 3 y 4 muestran, en dos vistas parcialmente seccionadas, una solución según la invención,
estando la Fig. 4 a escala ampliada;
las Figuras 5 y 6, muestran secciones en zonas determinadas indicadas por las líneas V-V y VI-VI en la
Fig. 4;
las Figuras 7 y 8 muestran, de forma similar a la
Fig. 4 las dos longitudes del árbol de transmisión cardan telescópico separadamente;
las Figuras 9 y 10, y 11 y 12, muestran separadamente, en sección axial y en una vista según las líneas
X-X de la Fig. 9 y XII-XII de la Fig. 11, respectivamente, un componente anular rígido y un componente
que forma bloques deslizantes para una cubierta en la
solución representada en las Figuras 3 a 8;
las Figuras 13 y 14 muestran, de forma similar a
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las Figuras 7 y 8, una forma de realización alternativa
de la invención, y
las Figuras 15 y 16, 17 y 18, 19 y 20, 21 y 22, y
23 y 24 muestran, separadamente y de forma similar
a las Figuras 9 a 12, componentes de la forma de realización alternativa representada en las Figuras 13 y
14.
Como puede apreciarse en los dibujos adjuntos,
haciendo particular referencia, inicialmente, a las Figuras 3 a 12, las referencias numéricas 21 y 23 indican dos juntas cardan articuladas, que forman parte
del árbol de transmisión cardan ilustrado. El árbol de
transmisión comprende dos segmentos tubulares de
árbol 25 y 27 de sección distinta a la circular que pueden acoplarse angularmente entre sí pero con la posibilidad de deslizar de forma telescópica y que están
unidos integralmente con dos horquillas 29 y 31 que
forman parte de las juntas cardan 21 y 23, respectivamente. Dichos segmentos 25 y 27 son recibidos en
unos alojamientos axiales formados en la base 29A
de la horquilla 29 y en la base 31A de la horquilla
31 y están fijos mediante unas clavijas 33 y 35 que
traspasan diametralmente las bases 29A y 31A, de las
horquillas y los segmentos 25 y 27, respectivamente.
Las bases 29A y 31A de las horquillas 29 y 31, respectivamente se extienden en sección circular hasta
los brazos 29B y 31B de las horquillas 29 y 31, respectivamente, y en dichas bases 29A y 31A se forman
unos canales 37 y 39, en posición adyacente al arranque de los brazos 29B y 31B. Dichos canales 37 y 39
están situados, por tanto, entre los brazos 29B y 31B
y los asientos de las clavijas 33 y 35, respectivamente,
y, por consiguiente, a cierta distancia de los extremos
de las horquillas 29 y 31 a partir de los cuales se extienden los respectivos segmentos 25 y 27 del árbol
tubular.
Como puede comprobarse si se comparan las Figuras 2 y 3, el canal anular 37 de la solución representada en la Fig. 3 está desplazado con respecto al
canal 5C de la solución convencional ilustrada en las
Figuras 1 y 2 una distancia relativamente grande X
hacia la cruceta de la junta cardan 21, esto es, hacia el
punto de la articulación cardan de las horquillas de la
junta cardan 21, y el canal anular 39 de la base 31A
de la horquilla 31 está desplazado de forma análoga
una distancia Y hacia la junta cardan 23 si se compara con la posición que ocupa este canal en la solución
convencional en la Fig. 2.
Los canales anulares 37 y 39 actúan como soporte de las cubiertas protectoras de las juntas cardan 21
y 23, las cuales cubiertas forman parte de los medios
de protección que también comprenden los manguitos
tubulares 41 y 43 que pueden deslizar entre sí simultáneamente con el deslizamiento de los segmentos 25
y 27.
A continuación se describe detalladamente la cubierta protectora 45 de la junta cardan 21, que es equivalente en todos los aspectos a la cubierta protectora
47 de la junta cardan 23. Esta cubierta protectora tiene un componente anular rígido 49 con un cuello 49A
para la inserción del manguito 41 (véanse también las
Figuras 9 y 10), un capuchón guardapolvo flexible 51
y un elemento anular plano 53 (véanse también las
Figuras 11 y 12). Además del cuello 49A para su acoplamiento sobre el componente 41 del manguito tubular, el componente rígido anular 49 tiene una pared frontal 49B, también anular, y un reborde extremo
49C cuyo diámetro es el máximo de dicho componen-
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te 49. El capuchón guardapolvo flexible 51 tiene una
pestaña interior 51A que se sitúa acoplada a la pared
frontal 49B y dentro del reborde 49C que forma el soporte. El elemento anular plano 53 forma un bloque
deslizante constituido por los segmentos adyacentes
53A -en número de tres, según el dibujo (véase, en
particular a Fig. 12)- que vienen definidos por un corte radial 53B (que interrumpe la forma anular del elemento 53) y por dos hendiduras radiales 53C que se
extienden desde el borde interior hasta el ensanchamiento periférico 53E cuya forma es la apropiada para
recibir en su interior el capuchón flexible 51 acoplándose contra la pestaña 51A del mismo. La referencia
numérica 53F indica un engrasador que tiene por objeto el suministro de lubricante a los bloques deslizantes 53A y, por tanto, al canal 37. Los tres componentes
49, 51 y 53 están montados acoplados unos con otros
como puede apreciarse claramente en las Figuras 4 y
7 y pueden bloquearse mediante los tornillos 55 o medios quivalentes con el fin de constituir una cubierta
protectora completa de la junta cardan 29. Debe observarse que, en el montaje, el elemento anular plano
53, que está formado de un material sintético rígido
apropiado, queda situado en la zona del reborde extremo 49C del cuello 49, por lo cual cualquier fuerza
que se aplique desde fuera sobre el reborde extremo
49C del componente rígido 49 -tal como la carga indicada por fc en la Fig. 1- pasa sustancialmente directamente sobre los bloques deslizantes 53A al canal
37 y, de ahí, al árbol de transmisión, a diferencia de
la situación ilustrada en la Fig. 1, en la cual la carga
fc de una fuerza exterior accidental pasa sobre la parte no soportada situada más allá del punto de soporte
que proporcionan los bloques deslizantes 12A asentados en el canal 5C. La solución de las Fig. 3 a 12
proporciona una rigidez mayor de lo que es posible
conseguir con la solución convencional de las Figuras
1 y 2.
La disposición de la cubierta protectora 47 es
exactamente la misma que la descrita para la cubierta
protectora 45 y, por tanto, ofrece las mismas características que ella.
La estructura de las cubiertas protectoras tales como la 45 descrita anteriormente puede hacerse lo suficientemente rígida para asegurar que se respetan las
condiciones impuestas por las normas de prevención
de accidentes, por lo menos hasta un cierto límite de
la carga que debe soportarse. Sin embargo, todavía
puede aumentarse más la resistencia de estas cubiertas protectoras para juntas cardan, tal como se ilustra en la forma de realización alternativa representada
en la Fig. 13 y siguientes. Para las piezas correspondientes de la variante que se ilustra en la Fig. 13 y
siguientes, se utilizarán las referencias numéricas del
ejemplo anterior incrementadas en “100”; por tanto,
la descripción asociada no se repite a excepción de
las variantes que se consideran exclusivas de esta solución. La componente anular rígida 149 presenta, entre la pared frontal 149B y el reborde extremo 149C,
una zona sustancialmente cilíndrica 149G y un resalte 149H. El capuchón flexible 151 está dotado de una
pestaña interior 151A susceptible de ser presionada
contra el resalte 149H en vez de hacerlo contra la pared frontal 149B. Existe un segundo componente anular rígido 202, que presenta dos caras transversales
sucesivas 202A y 202B y una zona intermedia cilíndrica 202C que puede ser recibida dentro de la zona cilíndrica 149G del componente anular rígido 149,
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mientras que un elemento anular 153 que forma los
bloques deslizantes 153A (véanse Figuras 17 y 18) es
similar al elemento anular plano 53, pero, a diferencia de este último, presenta una pared cilíndrica 153G
que es recibida dentro de la zona cilíndrica 202C, quedando su ensanchamiento anular 153E haciendo tope
contra la cara transversal 202A. En el montaje, el segundo componente anular rígido 202 es recibido dentro de la zona cilíndrica 149G haciendo tope contra
la pared frontal 149B, y el elemento anular 153 que
forma los bloques deslizantes 153A es recibido dentro de la zona cilíndrica 202C y apoyando contra la
cara 202A del segundo componente anular rígido 202
mientras que la pestaña 151A y la parte adyacente a
la misma del capuchón flexible 151 quedan atrapadas
entre el resalte 149H y la cara 202B y también dentro
del reborde extremo 149C, dentro del cual se encuentra una zona anular extrema 202E que contribuye a la
resistencia del reborde extremo 149C y al soporte del
capuchón flexible 151. Los componentes 149, 202 y
153 quedan sujetos por unos medios de fijación 155
que atraviesan la pared frontal 149B, la zona del ensanchamiento periférico del elemento anular 153E y
la cara 202A del segundo componente anular rígido
202.
Esta disposición hace posible incrementar todavía
más la resistencia de la cubierta contra cargas exteriores, tales como la indicada por la flecha fc en la Fig.
1.
Ante ciertas exigencias, puede ocurrir que los
componentes de ambas cubiertas se desmonten a la
vez; y ambos deben ser montados después correctamente en el correspondiente extremo de los medios
de protección. Ello es necesario en particular debido
a que uno de los extremos del árbol permanece generalmente fijo a la máquina en la que trabaja mientras
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que el otro extremo es frecuentemente desconectado
de la toma de fuerza de un tractor o de otra unidad de
fuerza.
Para conseguir el objetivo señalado, los canales
tales como los canales 5C y 7C, en principio se
construyen con diámetros ligeramente diferentes, y
los correspondientes bloques deslizantes (tales como
el bloque 53) deben presentar el diámetro interior
correspondiente. Con el fin de permitir un montaje
fácil y correcto, se determina que los componentes
ilustrados en las Figuras 15 a 18 y 23 y 24 se diseñen para que puedan ser utilizados en la formación de
una sola de las dos cubiertas. Estos componentes tendrán por tanto los alojamientos destinados a los medios de fijación tales como el 155 para una sola de
las dos cubiertas puesto que uno de estos alojamientos está situado característicamente en una posición
angular que forma un ángulo A con el diámetro horizontal como se indica en las Figuras 16 y 18. En las
Figuras 20 y 22, el alojamiento correspondiente está
situado según otro ángulo B con respecto al diámetro
horizontal, siendo este ángulo B ligeramente diferente del ángulo A, por ejemplo de 40º en vez de 50º
como puede ser el ángulo A. En el componente 202
se encuentran los dos alojamientos, uno de los cuales
tiene la posición definida para el ángulo A, mientras
que el otro está determinado por el ángulo B. De lo
dicho se deduce que, mientras que el componente 202
puede utilizarse para ambas cubiertas, solamente uno
de los componentes 149 y 153 puede aplicarse a una
de las cubiertas mientras que en la otra cubierta sólo
podrá aplicarse el otro componente 149 y 153, respectivamente. Esta disposición hace posible asegurar
el montaje correcto de los distintos componentes de
cada cubierta.
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REIVINDICACIONES
1. Árbol de transmisión cardan -en particular de
tipo telescópico- dotado de unos medios de protección que comprenden un manguito telescópico (41,
43) que rodea el árbol (25, 27) y unas cubiertas protectoras (45, 47) para las horquillas extremas (29, 31)
del árbol que forman parte de las respectivas juntas
cardan, estando soportados dichos medios de protección por unos medios de bloques deslizantes (53) que
pueden deslizar dentro de un canal anular (37, 39) formado en la base (29A, 31A) de cada una de dichas
horquillas, base en la cual se insertan el componente
tubular respectivo del árbol telescópico (25, 27), caracterizado porque la base (29A, 31A) de la horquilla (29, 31) está formada con una sección transversal
circular, extendiéndose dicha sección transversal circular hasta los brazos (29B, 31B) de la horquilla, y
el canal (37, 39) para los medios de bloque deslizante se encuentra rebajado en dicha base (29A, 31A) en
situación adyacente a dichos brazos de la horquilla.
2. Árbol de transmisión cardan según la reivindicación 1, que comprende una clavija diametral que
une el segmento el árbol con la base de la horquilla,
caracterizado porque dicho canal anular (37, 39) está
formado entre los brazos (29B, 31B) de la horquilla y
dicha clavija diametral (33, 35).
3. Árbol de transmisión cardan según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque una cubierta protectora (45) comprende: un componente rígido
anular (49) con un cuello (49A) para el acoplamiento
del componente tubular (41) del manguito, una pared frontal (49B) con un reborde extremo (49C) que
constituye un soporte, un capuchón flexible (51) con
una pestaña interior (51A), y un elemento anular plano (53) que forma los medios de bloques deslizantes
(53A), estando dicha pestaña interior (51A) y dicho
elemento anular plano (53) fijos contra dicha pared
frontal (49B).
4. Árbol de transmisión cardan según la reivindi-
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cación 3, caracterizado porque comprende también
un segundo componente anular de refuerzo (202) que
puede ser recibido en la cubierta protectora.
5. Árbol de transmisión cardan según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque una cubierta protectora (145) comprende: un primer componente anular rígido (149) con un cuello (149A) para su
acoplamiento sobre el componente tubular (141) del
manguito, una pared frontal (149B), una zona sustancialmente cilíndrica (149G), un resalte (149H) y
un reborde extremo (149C) que constituye un soporte, un capuchón flexible (151) con un pestaña interior (151A) capaz de presionarse contra dicho resalte
(149H) que forma una segunda pared frontal, un segundo componente anular rígido (202) con dos caras
transversales sucesivas (202A, 202B), y un elemento
anular plano (153) que constituye los medios de bloques deslizantes (163A), estando dicho segundo componente anular rígido (202) y dicho elemento anular
plano (153) fijos contra dicha pared frontal (149B) de
dicho primer componente anular rígido, y estando dicha pestaña interior (151A) de dicho capuchón flexible (151) atrapada entre dicho resalte (149H) y la cara transversal más exterior (202B) de dicho segundo
componente anular rígido (202).
6. Árbol de transmisión cardan según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho elemento anular plano (53) presenta un corte radial (53B) y unas hendiduras radiales
(53C) y está fijo en su propia periferia exterior (53E)
a la pared frontal (49B) del componente anular rígido
(49).
7. Árbol de transmisión cardan según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque algunos de los componentes (153; 149)
están diferenciados en sus posiciones angulares y/o
diámetros o de cualquier otra forma para que resulten
específicos solamente de una u otra de las dos cubiertas extremas.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art.
167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre,
relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea,
las patentes europeas que designen a España y solicitadas
antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos
químicos y farmacéuticos como tales.
Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluida en la mencionada reserva.
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