BRPI1105060A2

BRPI1105060A2 - GEAR AND GEAR TOOTH

Info

Publication number: BRPI1105060A2
Authority: BR
Inventors: Vandermir Francesconi
Original assignee: Acip Aparelhos De Controle E Ind De Precisao Ltda
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-11-19

Abstract

ENGRENAGEM E DENTE DE ENGRENAGEM. A invenção refere-se, de uma maneira geral, a uma engrenagem e, mais particularmente, a invenção refere-se a uma engrenagem compreendendo pelo menos um dente possuindo uma característica amovível. De acordo com uma realização da invenção, a engrenagem, que compreende um ou mais dentes (201) e uma abertura central (300) que se estendem radialmente formando um conjunto (100), sendo que pelo menos um do dito um ou mais dentes possui uma característica amovivel do dito conjunto (100).GEAR AND GEAR TOOTH. The invention relates generally to a gear and more particularly the invention to a gear comprising at least one tooth having a removable feature. According to one embodiment of the invention, the gear comprising one or more teeth (201) and a radially extending central opening (300) forming an assembly (100), wherein at least one of said one or more teeth has a removable feature of said assembly (100).

Description

"ENGRENAGEM E DENTE DE ENGRENAGEM" Campo da Invenção"GEAR AND GEAR TOOTH" Field of the Invention

A invenção refere-se, de uma maneira geral, a uma engrenagem e, mais particularmente, a invenção refere-se a uma engrenagem compreendendo pelo menos um dente possuindo uma característica amovível. A invenção também está relacionada a um dente de engrenagem que pode ser associado a outros dentes de características semelhantes para formar uma engrenagem.The invention relates generally to a gear and more particularly the invention to a gear comprising at least one tooth having a removable feature. The invention also relates to a gear tooth that can be associated with other teeth of similar characteristics to form a gear.

Antecedentes da Invenção As engrenagens (ou rodas dentadas) são elementos deBackground of the Invention Gears (or sprockets) are elements of

construção mecânica largamente utilizados para a transmissão e transformação de potência (torque e rotação) entre dois eixos. Dependendo da aplicação da engrenagem, podem apresentar diversas configurações, tais como as engrenagens cilíndricas de dentes retos e de dentes helicoidais, as engrenagens cônicas, as engrenagens de dentes internos e os sistemas de transmissão dotados de coroa e parafuso sem-fim, epsicloidais, dentre outros.Mechanical construction widely used for the transmission and transformation of power (torque and rotation) between two axles. Depending on the application of the gear, they may have a variety of configurations, such as spur and helical cylindrical gears, bevel gears, internal tooth gears, and worm gear, crown and drive systems, among others. others.

Geralmente, em um sistema de transmissão dotado de pelo menos duas engrenagens, a engrenagem de menor diâmetro é usualmente denominada de "pinhão", enquanto a engrenagem de maior diâmetro é usualmente denominada de "coroa".Generally, in a transmission system with at least two gears, the smallest diameter gear is usually referred to as a "pinion gear" while the larger diameter gear is usually called a "crown" gear.

Dentre as rodas dentadas, tais como as engrenagens cilíndricas e cônicas, tanto de dentes retos como de dentes helicoidais, externos ou internos, estas possuem um certo número de dentes que, associados ao diâmetro das engrenagens, determinam a relação de transmissão, ou seja, as velocidades angulares do pinhão e da coroa. A quantidade mínima ou máxima de dentes associados a uma engrenagem deve ser determinada para assegurar um engrenamento contínuo e regularidade de marcha entre as engrenagens, e pode ser facilmente determinada por um técnico no assunto. Ademais, também é de conhecimento dos técnicos no assunto que a transmissão de potência entre as engrenagens se faz por meio do contato de um dente da coroa com um dente do pinhão, de forma contínua por meio do movimento de rotação existente entre a coroa e o pinhão. Nesse sentido, os dentes de engrenagens, assim como o acoplamento mecânico entre a engrenagem e o eixo em torno do qual rotaciona, estão sujeitos a esforços mecânicos, tais como forças de tração, compressão, flexão e cisalhamento.Among the sprockets, such as the cylindrical and bevel gears of both spur teeth and external or internal helical teeth, they have a number of teeth which, associated with the diameter of the gears, determine the gear ratio, ie the angular speeds of the pinion and crown. The minimum or maximum number of teeth associated with a gear must be determined to ensure continuous gear and gait regularity, and can be easily determined by one of ordinary skill in the art. Furthermore, it is also known to those skilled in the art that power transmission between the gears is by contacting a crown tooth with a pinion tooth continuously through the rotational movement between the crown and the gear. pinion. In this sense, the gear teeth, as well as the mechanical coupling between the gear and the shaft around which it rotates, are subject to mechanical stresses such as tensile, compressive, bending and shear forces.

Nesse sentido, os dentes de uma engrenagem podem sofrer deformações ou até mesmo quebras pelos esforços a que estão submetidos, além de muitas vezes trabalharem a altas temperaturas ou com deficiência de lubrificação, contribuindo com o problema de quebra e/ou desgaste dos dentes.In this sense, the teeth of a gear can suffer deformation or even breakage due to the stresses to which they are subjected, and often work at high temperatures or with poor lubrication, contributing to the problem of breakage and / or wear of the teeth.

Quando ocorre uma quebra ou desgaste de um ou mais dentes de uma engrenagem, o que impede o correto funcionamento do conjunto de transmissão, obrigatoriamente é necessária a troca completa da engrenagem, ou seja, é preciso retirar a engrenagem do eixo na qual está montada e colocar uma nova engrenagem.When there is a breakage or wear of one or more teeth of a gear, which prevents the correct operation of the transmission set, it is necessarily necessary to completely change the gear, ie, the gear must be removed from the shaft on which it is mounted and Put a new gear.

Isto gera um custo relativamente alto relacionado à manutenção de um sistema de transmissão, uma vez que obriga a substituição de uma engrenagem inteira, sem contar o tempo de parada do equipamento que emprega o sistema de transmissão. Seria vantajoso que uma engrenagem ou um sistema de transmissão que emprega pelo menos uma engrenagem sanasse, pelo menos parcialmente, os inconvenientes acima citados.This generates a relatively high cost related to the maintenance of a transmission system, as it requires the replacement of an entire gear, not counting the downtime of the equipment that employs the transmission system. It would be advantageous for a gear or transmission system employing at least one gear to at least partially overcome the above-mentioned drawbacks.

Descrição da Invenção No intuito de contornar os inconvenientes acima citados, dentreDescription of the Invention In order to circumvent the above mentioned drawbacks, among

outros, a invenção refere-se a uma engrenagem que compreende um ou mais dentes que se estendem radialmente e uma abertura central formando um conjunto, sendo que pelo menos um do dito um ou mais dentes possui uma característica amovível do dito conjunto.others, the invention relates to a gear comprising one or more radially extending teeth and a central opening forming an assembly, wherein at least one of said one or more teeth has a detachable feature of said assembly.

De acordo com características alternativas ou adicionais da presente invenção, as seguintes características, sós ou em combinação, também podem estar presentes: - dita abertura é cilíndrica;According to alternative or additional features of the present invention, the following features, alone or in combination, may also be present: said opening is cylindrical;

- dita abertura compreende adicionalmente uma ranhura prevista para se encaixar em uma chaveta montada em um eixo;said aperture further comprises a slot provided for engagement with a key mounted on a shaft;

- dita engrenagem compreende adicionalmente um ressalto em sua face frontal ou posterior e localizado próximo ou adjacente à dita abertura;said gear further comprises a shoulder on its front or rear face and located near or adjacent to said aperture;

- dita engrenagem compreende dois ressaltos em suas faces- said gear comprises two shoulders on its faces

frontal e posterior e localizados próximos ou adjacentes à dita abertura;frontal and posterior and located near or adjacent to said opening;

- dito pelo menos um ou dois ressaltos são previstos para receber pelo menos um anel de fixação;said at least one or two shoulders are provided to receive at least one fixing ring;

- dita característica amovível do dente da engrenagem compreende pelo menos uma separação do dente da engrenagem a partir de- said removable gear tooth feature comprises at least one separation of the gear tooth from

paredes laterais que se estendem da porção mais baixa da altura do dente em direção radial ao centro da abertura;sidewalls extending from the lowest portion of tooth height radially to the center of the opening;

- dita engrenagem é uma engrenagem cilíndrica;- said gear is a cylindrical gear;

- dita engrenagem é uma engrenagem não-cilíndrica; - dita engrenagem é uma engrenagem de dentes retos;- said gear is a non-cylindrical gear; - said gear is a spur gear;

- dita engrenagem é uma engrenagem de dentes helicoidais;- said gear is a helical toothed gear;

- dita engrenagem é uma engrenagem cônica.Said gear is a bevel gear.

A invenção também se refere a um dente de engrenagem que compreende um corpo a partir do qual se estende um dente, sendo que dito corpo compreende paredes laterais que se estendem a partir do ponto mais baixo do dente no sentido radial do centro de uma engrenagem que é formada por mais de um dente.The invention also relates to a gear tooth comprising a body from which a tooth extends, said body comprising sidewalls extending from the lowest point of the tooth radially in the center of a gear which It is formed by more than one tooth.

De acordo com características adicionais ou alternativas desta segunda realização da invenção, as seguintes características, sós ou em combinação, podem estar presentes:According to additional or alternative features of this second embodiment of the invention, the following features, alone or in combination, may be present:

- pelo menos uma das paredes frontal ou posterior do dito corpo se estendem pelo menos um ressalto previsto para receber um anel de fixação;at least one of the front or rear walls of said body extends at least one shoulder provided to receive a locking ring;

- o dente compreende adicionalmente uma ranhura formada em- the tooth further comprises a groove formed in

seu corpo.your body.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of the Drawings

A invenção será agora descrita com relação às suas realizações particulares, fazendo-se referência às figuras anexas, dadas somente a título ilustrativo da invenção, sendo que suas proporções e dimensões podem não corresponder à realidade, uma vez que visam somente descrever a invenção de forma didática, sem impor qualquer caráter Iimitativo além daquele definido nas reivindicações mais adiante, sendo que:The invention will now be described with respect to its particular embodiments, with reference to the accompanying figures, which are given by way of illustration only, and that their proportions and dimensions may not correspond to reality, since they are intended to describe the invention in a manner which is merely intended to be taken. didactic, without imposing any limiting character beyond that defined in the claims below, where:

A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma engrenagem de acordo com uma realização da invenção;Figure 1 is an exploded perspective view of a gear in accordance with one embodiment of the invention;

A Figura 2 é uma vista frontal da Figura 1; e A Figura 3 é uma vista lateral segundo o corte A-A da engrenagem da Figura 2.Figure 2 is a front view of Figure 1; and Figure 3 is a side view along section A-A of the gear of Figure 2.

Descrição de Realizações da Invenção Fazendo-se referência às figuras, é ilustrada uma engrenagem deDescription of Embodiments of the Invention Referring to the figures, a gear of

acordo com uma realização da invenção. As figuras 1 e 2 ilustram uma engrenagem cilíndrica de dentes retos compreendendo 15 dentes. Naturalmente, uma engrenagem compreendendo um número maior ou menor de dentes, ou ainda uma engrenagem compreendendo um formato diferente ou com uma maior ou menor número de dentes, tal como engrenagens cônicas de dentes retos ou helicoidais, também seria possível de realização conforme a invenção.according to one embodiment of the invention. Figures 1 and 2 illustrate a cylindrical spur gear comprising 15 teeth. Of course, a gear comprising a larger or smaller number of teeth, or a gear comprising a different shape or with a larger or smaller number of teeth, such as straight or helical bevel gears, would also be possible according to the invention.

A engrenagem compreende um ou mais dentes (201) e uma abertura central (300), formando assim um conjunto (100) da roda dentada. Os dentes compreendem uma altura (h), tomada a partir do ponto mais baixo do passo da engrenagem. A altura, formato, quantidade e o grau de recobrimento dos dentes podem ser determinados por um técnico no assunto.The gear comprises one or more teeth (201) and a central opening (300), thereby forming a sprocket assembly (100). The teeth comprise a height (h) taken from the lowest point of the gear pitch. The height, shape, quantity and degree of coverage of the teeth may be determined by one of ordinary skill in the art.

A engrenagem também compreende uma abertura central (300),The gear also comprises a central opening (300),

geralmente de formato cilíndrico, destinada a receber um eixo (não representado) em torno do qual é montada e fixada à engrenagem para a transmissão de movimento. A abertura central é geralmente realizada tendo-se em vista o ponto central (C) da engrenagem, ou seja, o ponto a partir do qual é formada a geometria da roda dentada.generally cylindrical in shape, intended to receive a shaft (not shown) around which it is mounted and fixed to the gear for motion transmission. The central opening is generally made with a view to the center point (C) of the gear, that is, the point from which the sprocket geometry is formed.

Podem ainda ser previstas uma ou mais ranhuras (301, 302) formadas na abertura (300) para se encaixarem com chavetas (não representadas) correspondentes previstas no eixo.One or more grooves (301, 302) formed in the opening (300) may also be provided to engage with corresponding keys (not shown) provided in the shaft.

A invenção propõe que pelo menos um dente (201) da engrenagem possua uma característica amovível. Tal característica amovível pode ser alcançada ao se prever que a engrenagem possua paredes (202, 203) formadas em cada lado de um ou mais de seus dentes, de modo que este possa ser inserido ou retirado do conjunto de engrenagem formado pelos demais dentes. Particularmente, o corte tais paredes se estendem a partir do ponto mais baixo do passo da engrenagem em direção radial no sentido do centro (C) do raio da engrenagem, até se alcançar a abertura (300), conforme pode ser facialmente visualizado nas figuras 1 e 2.The invention proposes that at least one gear tooth 201 has a removable feature. Such a removable feature can be achieved by providing that the gear has walls (202, 203) formed on either side of one or more of its teeth so that it can be inserted or removed from the gear assembly formed by the other teeth. Particularly, the sectioning of such walls extends from the lowest point of the gear pitch radially towards the center (C) of the gear radius, until the opening 300 is reached, as can be seen facially in FIGS. 1 and 2.

Ainda de forma particular, todos os dentes da engrenagem possuem esta característica amovível. Nesse sentido, a fim de permitir que os dentes possam ser fixados um ao lado do outro, pode ser previsto um ressalto (204, 205) que se estende a partir de cada uma das faces frontal e posterior do corpo (110) de cada um dos dentes, e tais ressaltos podem receber um anel de fixação (401, 402) que pode se fixar por interferência com os ressaltos de forma a manter a unidade do conjunto (100) e impedir que os dentes se soltem um em relação ao outro quando submetidos a forças resultantes durante a transmissão de movimento da engrenagem em operação.Still in particular, all gear teeth have this removable feature. In this sense, in order to enable the teeth to be fixed side by side, a shoulder (204, 205) extending from each of the front and rear faces of the body (110) of each one may be provided. such shoulders may receive a locking ring (401, 402) which may be clamped by interference with the shoulders to maintain the assembly unit 100 and to prevent the teeth from loosening relative to each other when resulting forces during transmission of gear motion in operation.

A invenção também se refere a um dente de engrenagem que compreende um corpo (110) a partir do qual se estende um dente (201), sendo que no dito corpo, a partir do ponto mais baixo da altura do dente, se estendem paredes laterais (202, 203) no sentido radial do centro geométrico da engrenagem, e sendo que a partir de pelo menos uma das paredes frontal ou posterior do dito corpo (110) se estendem pelo menos um ressalto (204, 205) previsto para receber um anel de fixação.The invention also relates to a gear tooth comprising a body (110) from which a tooth (201) extends, wherein said body from the lowest point of tooth height extends sidewalls. (202, 203) in the radial direction of the gear center, and from at least one of the front or rear walls of said body (110) extending at least one shoulder (204, 205) intended to receive a ring fixing

De acordo com o presente relatório descritivo, o corpo (110) do dente da engrenagem deve ser interpretado como a massa de material delimitada pela porção inferior que define a abertura do conjunto de engrenagem (100), as paredes laterais (202, 203), frontais e posterior e até o ponto de onde se estende o dente (201).According to this specification, the gear tooth body (110) is to be interpreted as the mass of material bounded by the lower portion defining the opening of the gear assembly (100), the side walls (202, 203), frontal and posterior and to the point where the tooth extends (201).

A invenção é particularmente vantajosa ao permitir que uma engrenagem, e particularmente engrenagens de grande porte, possam receber manutenção de forma otimizada, uma vez que permite a substituição de apenas um dente em caso de quebra ou desgaste da engrenagem, evitando que seja necessária a substituição de toda a engrenagem. Ademais, o dente de engrenagem conforme a invenção, também possibilita que seja usinado um dente de cada vez para a formação da engrenagem, ao invés da necessidade de usinar a engrenagem inteira de uma vez. Esta característica vantajosa da invenção permite que sejam utilizados ferramentais menores, tanto para a usinagem como para fixação, além de moldes menores para a fundição e forjamento, se for o caso. Caso a engrenagem também receba tratamento térmico, a possibilidade de se tratar termicamente cada dente, de forma individual, possibilita a utilização de fornos menores. Apesar da realização acima descrita utilizar um ou dois anéis (401, 402) para a fixação dos diversos dentes que compõem a engrenagem, naturalmente podem ser previstos outros meios de fixação, tais como soldas, rebites, parafusos. Dessa forma, dependendo do meio de fixação a ser utilizado, os ressaltos (204, 205) podem ser eliminados do corpo (110) do dente da engrenagem.The invention is particularly advantageous in allowing a gear, and particularly large gears, to be optimally serviced as it allows for the replacement of only one tooth in case of gear breakage or wear, avoiding the need for replacement of all the gear. In addition, the gear tooth according to the invention also enables one tooth to be machined at a time for gear formation, rather than the need to machine the entire gear at once. This advantageous feature of the invention allows smaller tools to be used for both machining and clamping, as well as smaller molds for casting and forging where appropriate. If the gear is also heat treated, the ability to heat each tooth individually allows the use of smaller ovens. Although the above described embodiment utilizes one or two rings (401, 402) for securing the various teeth making up the gear, of course other securing means such as welds, rivets, screws may be provided. Thus, depending on the fastening means to be used, the shoulders (204, 205) may be eliminated from the gear tooth body (110).

Adicionalmente, a inclinação das paredes laterais (202, 203) do corpo do dente de engrenagem conforme a invenção pode variar, uma vez que o diâmetro, o número, a altura e o tipo dos dentes utilizados na engrenagem também podem variar, o que vai determinar a distancia do dente do centro (C) geométrico da engrenagem e, conseqüentemente, o ângulo de inclinação de cada parede (202, 203) do dente. É importante, apenas, que cada parede (202, 203) tenha uma inclinação adequada para que possa receber e se apoiar na parede de outros dentes de engrenagem adjacentes, para formar o conjunto (100).Additionally, the inclination of the side walls (202, 203) of the gear tooth body according to the invention may vary, as the diameter, number, height and type of teeth used in the gear may also vary, which will vary. determine the distance of the tooth from the gear center (C) and, consequently, the angle of inclination of each wall (202, 203) of the tooth. It is important only that each wall (202, 203) has an adequate inclination so that it can receive and support the wall of other adjacent gear teeth to form the assembly (100).

Ainda, como podem ser desejáveis ranhuras (301, 302) para o recebimento de chavetas, tais ranhuras podem ser realizadas diretamente no corpo (100) do dente de engrenagem conforme a invenção, e os dentes podem ser montados em posições específicas para se encaixarem em uma ou mais chavetas previstas no eixo.Further, as slots 301, 302 may be desirable for receiving keys, such slots may be made directly into the gear tooth body 100 according to the invention, and the teeth may be mounted in specific positions to fit into one another. one or more keys provided on the shaft.

Naturalmente, em uma realização alternativa, dois ou mais dentes podem compreender uma característica amovível conjuntamente, tal como representado na figura 1, sendo que os dois dentes podem estar unidos em um único corpo (110).Of course, in an alternative embodiment, two or more teeth may comprise a removable feature together as shown in Figure 1, wherein the two teeth may be joined in a single body (110).

Deve ser reconhecido que embora a presente invenção tenha sidoIt should be recognized that although the present invention has been

descrita com relação a uma realização particular, os técnicos no assunto poderão desenvolver uma série de alterações estruturais, de forma, ou expandir os conhecimentos aqui descritos para outras realizações não descritas. Portanto, as reivindicações anexas devem ser interpretadas como cobrindo todos e quaisquer equivalentes que se enquadram dentro do escopo da presente invenção.described with respect to a particular embodiment, those skilled in the art may develop a number of structural changes in shape, or expand the knowledge described herein to other embodiments not described. Therefore, the appended claims should be construed as covering any and all equivalents that fall within the scope of the present invention.

Claims

GEAR, comprising one or more radially extending teeth (201) and a central opening (300) forming an assembly (100), characterized in that at least one of said one or more teeth has a removable characteristic of the said assembly (100).

GEAR according to claim 1, characterized in that said opening is cylindrical.

GEAR according to claim 1 or 2, characterized in that said opening further comprises a groove (301, 302) provided to fit into a shaft-mounted key.

GEAR according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a shoulder (204) on its front or rear face and located near or adjacent to said opening.

GEAR according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two shoulders (204,205) on their front and rear faces and located near or adjacent to said opening (300).

GEAR according to claim 4 or 5, characterized in that said at least one or two shoulders (204, 205) are provided to receive at least one locking ring (401, 402).

GEAR according to claim 1, characterized in that said removable gear tooth feature comprises at least one separation of the gear tooth from side walls (202, 203) extending from the lower portion of the gear tooth. tooth height radially to the center of the opening.

GEAR according to claim 1, characterized in that said gear is a cylindrical gear.

GEAR according to claim 1, characterized in that said gear is a non-cylindrical gear.

GEAR according to claim 1, 8 or 9, characterized in that said gear is a spur gear.

GEAR according to claim 1, 8 or 9, characterized in that said gear is a helical toothed gear.

GEAR according to claim 1, 10 or 11, characterized in that said gear is a bevel gear.

GEAR TOOTH, comprising a body (110) from which a tooth extends 201, characterized in that said body comprises side walls extending from the lowest point of the tooth in the radial direction of the tooth. center of a gear that is formed by more than one tooth.

Gear according to claim 13, characterized in that at least one of the front or rear walls of said body (110) extends at least one shoulder (204, 205) designed to receive a locking ring. .

Gear according to claim 13, characterized in that it further comprises a groove (301) formed in its body (110).