ES2227634T3 - Transmision con elementos conicos y anillo de friccion. - Google Patents

Abstract

REDUCTOR DE ANILLO ESCARIADOR CONICO CON DOS RUEDAS ESCARIADORAS CONICAS ROTATIVAS OPUESTAS ENTRE SI E INSTALADAS SOBRE DOS EJES PARALELOS, CON EL MISMO ANGULO DE CONO Y CON UN ANILLO DE ROZAMIENTO EN CONTACTO CON LAS DOS RUEDAS ESCARIADORAS CONICAS, QUE RODEA UNA DE LAS RUEDAS ESCARIADORAS CONICAS, GUIADA A LO LARGO DE LA RUEDA GENERADORA DE LAS DOS RUEDAS ESCARIADORAS CONICAS, SUJETANDOSE EL ANILLO DE ROZAMIENTO EN UNA JAULA, GUIADA A LO LARGO DE LA RUEDA GENERADORA DE LAS DOS RUEDAS ESCARIADORAS CONICAS Y ARTICULANDOSE LA JAULA SOBRE UN EJE ROTATIVO E INSTALANDOSE PUDIENDO BASCULAR SOBRE ESTE MEDIANTE UN ACCIONAMIENTO APROPIADO.

Description

Transmisión con elementos cónicos y anillo de fricción.

La invención se refiere a un variador de conos y anillo de fricción según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un variador de conos y anillo de fricción de este tipo se conoce por la patente GB-PS 298 676. En esta realización un elemento guía, capaz de conducir el anillo de fricción a lo largo de las ruedas cónicas de fricción, se conduce sobre un eje guía en paralelo a los ejes de las ruedas cónicas de fricción, lo que permite un ajuste sin escalones de la relación de transmisión del variador de conos y anillo de fricción. Para el ajuste del anillo de fricción se necesita una transmisión especial, que viene a encarecer el precio del variador.

Un variador de conos y anillo de fricción de este género se conoce por la patente DE-A-3835052.

La invención se basa en el objetivo de mejorar el control del anillo de fricción de tal modo que el variador pueda fabricarse en las menores dimensiones posibles, de manera que también pueda utilizarse como variador en vehículos.

La solución de este objetivo se encuentra en las características identificativas de la reivindicación 1.

Otros perfeccionamientos ventajosos de la invención se indican en las subreivindicaciones.

El modo de construcción que se propone en la invención resulta especialmente apropiado para su empleo como variador para vehículos, en combinación con un embrague hidráulico y una caja de cambios, para el cambio de sentido de marcha, tanto para la tracción delantera como para la tracción trasera.

A continuación se explica la invención con mayor detalle con ayuda de los ejemplos de realización representados en el dibujo. Las figuras muestran:

Figura 1 una sección transversal esquemática de un variador de conos y anillo de fricción según la invención, por la línea I-I de la figura 2,

Figura 2 una vista en planta de la figura 1,

Figura 3 una sección longitudinal de un motor de vehículo para una tracción delantera con un variador de conos y anillo de fricción,

Figura 4 otra representación gráfica del dispositivo de ajuste según una sección IV-IV en la figura 3,

Figura 5 un detalle de la figura 4 en sección longitudinal y

Figura 6 una sección longitudinal a través de una tracción trasera para un vehículo con un variador de conos y anillo de fricción.

Las figuras 1 y 2 muestran esquemáticamente un variador de conos y anillo de fricción según la invención.

Está formado básicamente por dos ruedas cónicas de fricción 3, 4, dispuestas en ejes paralelos 1, 2 a distancia radial, que están dispuestas en sentido contrario una frente a la otra y que tienen ángulos de conicidad \beta iguales. Entre las ruedas cónicas de fricción 3, 4 está dispuesto un anillo de fricción 5 que rellena el espacio intermedio entre ellas, rodea la rueda cónica de fricción 3 y está sujeto en una jaula 6.

La jaula 6 consta de un marco, formada a su vez por dos travesaños 7, 8 y por dos ejes paralelos 9, 10 alojados en dicho marco. Estos ejes 9, 10 están dispuestos en paralelo a los ejes 1, 2 y al mismo tiempo a las generatrices de las ruedas cónicas de fricción, inclinadas en el ángulo \beta, y soportan un puente de ajuste 11 con dos espigas 12 orientadas la una hacia la otra, en las cuales asienta un rodillo guía 13. Los rodillos guía 13 agarran a ambos lados del anillo de fricción 5 y proporcionan a éste la conducción axial necesaria.

El centro del travesaño 7 forma un eje de rotación perpendicular 14, alrededor del cual pivota la jaula 6 en su totalidad. Con este propósito el travesaño inferior 8 está unido a un accionamiento transversal 15 que agarra en él, que no está representado con mayor detalle, y a un motor de velocidad variable 16.

El eje de rotación 14, en el ejemplo de realización, se encuentra en el plano determinado por los ejes de rotación de las ruedas cónicas de fricción. Puede encontrarse también en un plano paralelo a éste o cortar el primer plano formando un ángulo agudo.

Si se gira la jaula 6 en unos pocos grados angulares, el accionamiento por fricción provoca un desplazamiento axial del puente de ajuste 11 y por tanto un cambio en la relación de transmisión de las ruedas cónicas de fricción. Para ello basta con un gasto energético mínimo.

La figura 3 muestra un motor de tracción delantera para un vehículo con un variador de conos y anillo de fricción según la invención. Está formado básicamente por un transformador, esto es, un embrague hidráulico 17, una caja de cambios 18 subordinada al anterior, un variador de conos y anillo de fricción 19 y un eje de salida 20.

La pieza del eje de salida del embrague hidráulico 17 asienta sobre un árbol 21 en el que va dispuesto también un disco de freno 22, que actúa conjuntamente con las zapatas de freno 24, dispuestas en la carcasa 23, y que se puede controlar de forma electrónica.

Inmediatamente detrás del disco de freno 22 asienta una rueda dentada 25 que gira libre, que está engranada con un reductor previo 26, que aparece representado sólo parcialmente y que puede provocar la marcha atrás en el eje de salida 20. La rueda dentada 25 presenta en una cara una corona dentada, con la cual puede engranar con un manguito de embrague 27, que presenta un dentado axial interno que apoya en el árbol 21 y que se puede desplazar axialmente, y que se puede activar.

Si se desea un cambio de sentido de giro se activa en primer lugar el freno 22, 24, para que la transmisión siguiente no se vea afectada por el golpe del par de giro. A continuación el manguito de embrague 27 en la figura 3 se mueve desde su posición neutra que aparece en el dibujo hacia la derecha, y engrana con un piñón 28 unido firmemente al árbol de transmisión 29 de una rueda cónica de fricción 30 del variador de conos y anillo de fricción 19.

El variador de conos y anillo de fricción 19 está compuesto, como se describe en las figuras 1 y 2, de dos ruedas cónicas de fricción 30, 31, dispuestas en sentido contrario y a una distancia radial una de otra, con el mismo ángulo de conicidad \beta y ejes paralelos. Además, la rueda cónica de fricción superior 30 está rodeada por un anillo de fricción 32, que con su superficie de revestimiento interior engrana por fricción con la rueda cónica de fricción 30, y con su superficie de revestimiento externa lo hace con la rueda cónica de fricción 31.

Las dos ruedas cónicas de fricción 30, 31 pueden tener, como se aprecia en los dibujos, diámetros diferentes, con lo cual se ahorra en su caso un paso de transmisión en el siguiente eje de salida 20.

Por motivos de peso las ruedas cónicas de fricción 30, 31 pueden tener también una forma hueca, pues su importancia radica únicamente en sus superficies de revestimiento.

El anillo de fricción 32 está sujeto, como muestran también las figuras 4 y 5, en una jaula 33, dispuesta a su vez en la posición 34 (figura 3) en la carcasa, con posibilidad de giro alrededor de un eje de rotación 40, que se encuentra en el plano determinado por los ejes de rotación de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. Para evitar grandes recorridos de giro éste se encuentra más o menos en el punto medio de la longitud axial de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. El eje de rotación 40 puede encontrarse, como ya se ha mencionado anteriormente, en un plano paralelo a éste o cortar el primer plano citado en un ángulo agudo.

En la jaula se encuentran dos ejes paralelos 35, 36, cuyo ángulo de inclinación \beta respecto de la horizontal es igual que el ángulo de conicidad \beta de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. Sobre estos ejes 35, 36 se conduce un puente de ajuste 37 que presenta unas prolongaciones 38 en las que se alojan unos rodillos guía 39. Éstos tienen, como muestra la figura 5, una ranura periférica 41 y rodean agarrando con sus bridas 42 el anillo de fricción 32.

El anillo de fricción puede estar dispuesto, como se aprecia en los dibujos, con su eje en paralelo a los ejes de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. Sin embargo, también puede estar sujeto en la jaula de modo que su eje se encuentre paralelo a la generatriz de las ruedas cónicas de fricción 30, 31 orientadas la una hacia la otra, y en perpendicular a la superficie de revestimiento de las ruedas cónicas de fricción.

Para el ajuste de la jaula 33 está previsto un husillo de ajuste 80 alojado en la carcasa 23, que está unido a un motor de velocidad variable o a un imán, no representados gráficamente, y que agarra en la jaula 33.

Con un ligero giro de la jaula 33 el anillo de fricción 32 pivota alrededor del eje 40, con lo cual se modifica la posición relativa respecto de las ruedas cónicas, de modo que el anillo de fricción 32 desplaza automáticamente su posición y modifica la relación de transmisión del variador de conos y anillo de fricción.

El árbol de salida 43 de la rueda cónica de fricción 31 está alojado en un dispositivo de compresión 44, que a su vez está alojado en la carcasa 23 y lleva piñones del eje de salida 45, 46.

El dispositivo de compresión 44 está formado por un árbol de prolongación que solapa el árbol de salida 43, con una brida 47 orientada hacia la rueda cónica de fricción 31, con un dentado radial 48 que actúa conjuntamente con el dentado radial correspondiente en la rueda cónica de fricción 31. El dentado radial 48 provoca una presión axial sobre la rueda cónica de fricción 31.

Ventajosamente la carcasa 23 está dividida por una pared divisoria 49 entre el accionamiento y el eje de salida 17, 18, 20 por una parte y el variador de conos y anillo de fricción 19 por otra parte. De esta forma es posible dejar que entre en la pieza de carcasa dispuesta para el variador de conos y anillo de fricción 19, un líquido refrigerante sin propiedades lubricantes, por ejemplo aceite de silicona, de forma que no se influye sobre el coeficiente de fricción. Como líquido refrigerante para el variador de conos y anillo de fricción se consideran igualmente apropiados fluidos de transmisión o aceites con polvo cerámico u otras partículas de sustancias sólidas.

Ventajosamente las superficies de fricción de al menos una pieza del variador de conos y anillo de fricción, por ejemplo las ruedas cónicas de fricción 30, 31 o el anillo de fricción 32, están formadas por un revestimiento de metal duro o de cerámica, por ejemplo nitruro de titanio, carbonitruro de titanio, aluminonitruro de titanio o similares.

La figura 6 muestra la utilización de un variador de conos y anillo de fricción según la invención en un motor de un vehículo con tracción trasera.

Delante de un variador de conos y anillo de fricción 19 se encuentra un embrague hidráulico o un transformador hidráulico 17, y detrás del variador de conos y anillo de fricción 19 un engranaje planetario 50.

El árbol de salida del embrague hidráulico 17 forma al mismo tiempo el árbol 51 de la rueda cónica de fricción superior 30, que a través de un anillo de fricción 32 hace girar una rueda cónica de fricción inferior 31 en cuyo árbol de salida 52 asienta un piñón 53, que engrana con una rueda dentada 54 en posición de giro libre y asentada sobre un árbol de salida del engranaje 53'. El árbol de salida del engranaje 53' está alineado con el árbol 51 y está alojado en éste con posibilidad de giro libre.

Un piñón 55 unido en una sola pieza con la rueda dentada 54 forma la rueda solar del engranaje planetario 50. Éste engrana con varias ruedas dentadas planetarias 56, sujetas en un portasatélites 57 que puede girar alrededor del árbol de salida del engranaje 53'. El portasatélites 57 presenta un saliente cilíndrico 58 que incluye una rueda hueca 59 que engrana con las ruedas dentadas planetarias 56 y está unida firmemente al árbol de salida del engranaje 53' a través de un dentado longitudinal 60.

Además en el engranaje planetario 50 está previsto un embrague de discos múltiples 51 que puede unir el árbol de salida del engranaje 53' con una rueda hueca 59. Finalmente, el saliente cilíndrico 58 del portasatélites 57 lleva asociado un freno 62.

Al activar el embrague de discos múltiples 51 se conecta la marcha hacia delante. Si se activa el freno 62 el portasatélites 57 queda retenido y se produce un cambio de sentido de giro del árbol de salida del engranaje 53', esto es, una transmisión marcha atrás.

Claims (6)

1. Variador de conos y anillo de fricción que comprende dos ruedas cónicas de fricción giratorias con el mismo ángulo de conicidad y dispuestas una frente a la otra sobre dos ejes paralelos y un anillo de fricción que engrana con las dos ruedas cónicas de fricción y que rodean a una de las ruedas cónicas de fricción donde el citado anillo de fricción (5, 32) está guiado a lo largo de la generatriz de las dos ruedas cónicas de fricción y queda retenido en una jaula (6, 33) articulada sobre un eje de rotación (14, 40) sobre el que va montada de manera que pueda pivotar por medio de un accionamiento (16, 48) apropiado, caracterizado porque los dos ejes paralelos (9, 10; 35, 36), cuyo ángulo de inclinación es igual que el ángulo de conicidad de las ruedas cónicas de fricción (3, 4; 30, 31) están retenidos en la jaula y porque sobre estos ejes se conduce un puente de ajuste (11, 37) que conduce el anillo de fricción (5, 32).

2. Variador de conos y anillo de fricción según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje de rotación (14, 40) de la jaula (6, 33) se encuentra en el plano determinado por los ejes de rotación de las ruedas cónicas de fricción (3, 4; 30, 31).

3. Variador de conos y anillo de fricción según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje de rotación (14, 40) de la jaula (6, 33) se encuentra en un plano dispuesto en paralelo al plano que determinan los ejes de rotación de las ruedas cónicas de fricción (3, 4; 30, 31).

4. Variador de conos y anillo de fricción según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje de rotación (14, 40) de la jaula (6, 33) corta en un ángulo agudo el plano determinado por los ejes de rotación de las ruedas cónicas de fricción (30, 31).

5. Variador de conos y anillo de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las ruedas cónicas de fricción (3, 4; 30, 31) presentan diámetros medios diferentes.

6. Variador de conos y anillo de fricción según la reivindicación 1, caracterizado porque las ruedas cónicas de fricción (3, 4; 30, 31) están realizadas como piezas huecas.