ES2238460T3 - Acoplador cvt para corona de transmision por correa. - Google Patents

Abstract

Un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que comprende: una estructura (15) que tiene dos agujeros (16, 17); elementos rotatorios primero y segundo (10, 11) montados, cada uno, de forma rotatoria en un agujero (16, 17) en la estructura (15); y por lo menos una pieza sin fin (21, 22), que corre entre los elementos rotatorios primero y segundo (18, 19), y que descansa sobre una superficie externa de los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11), cuando ambos elementos rotatorios (10, 11) son coronas.

Description

Acoplador CVT para corona de transmisión por correa.

Campo de la invención

La invención se refiere a sistemas de transmisión de energía, y más en concreto, a acopladores CVT para coronas de transmisión por correa, usados para transmitir energía desde una polea conductora a una polea conducida.

Antecedentes de la invención

Como es bien sabido en el arte, una transmisión de tipo engranaje puede ser empleada para el funcionamiento de un vehículo de motor, una motocicleta, u otros similares. Con el objetivo de mejorar el rendimiento del combustible, es preferible una transmisión continuamente variable, CVT. Se ha desarrollado diversos tipos de correas para su uso en las transmisiones continuamente variables.

En general, las correas CVT tienen una silueta similar a la de la correa en V convencional. Concretamente, son anchas por arriba y estrechas por abajo, y están diseñadas para adaptarse entre las ruedas acanaladas de una polea, que definen una ranura angular. La polea en la que gira la polea, comprende una rueda acanalada móvil, y una rueda acanalada fija, ambas con forma de cono truncado. En general, se mueve una o más de las ruedas acanaladas, mientras que la otra permanece fija.

Mover una rueda acanalada en relación con la otra, hace variar el diámetro eficaz, \phi, de la polea en la que funciona la correa. Por consiguiente, la velocidad de la correa es función del diámetro eficaz de la polea, el cual es, a su vez, función de la posición axial relativa de las ruedas acanaladas, una en relación con otra. Generalmente hay dos poleas, una conducida y una conductora, presentes en una transmisión CVT.

Si bien cada una de las correas CVT del arte previo son flexibles, tiene también cada una las características no encontradas en otras correas de transmisión de energía. Por ejemplo, se requiere que las correas tengan rigidez transversal. Esto permite que la correa corra con un diámetro eficaz concreto, sin ser triturada entre las ruedas acanaladas de la polea. Por consiguiente, cada sistema de correa CVT comprende una correa, a la que se hace rodar alrededor de poleas de diámetro variable.

Una variación de la correa flexible, es la corona de transmisión. La corona de transmisión comprende una corona de metal, o plástico, rugosa, que rueda en una polea. Después se hace rodar una polea flexible alrededor de la corona. El eje de rotación de la corona se mueve excéntricamente con respecto al eje de rotación de la polea, cuando las ruedas acanaladas de la polea se mueven.

El documento US-A-3 572 145, que se considera el arte previo más próximo muestra, en una de sus realizaciones, un acoplador para corona de correa de transmisión CVT, que consiste en una estructura que tiene unos elementos rotatorios primero y segundo, montados sobre sí, que llevan unos elementos flexibles.

Sobre con la relación, en el arte previo, entre la polea y la corra, la patente de EE.UU. 5 709 624 de Donowski, revela una polea de diámetro variable. Una sola corona de transmisión corre en las ruedas acanaladas de una polea. Una correa flexible corre en la corona de transmisión a través de la polea. Cuando las ruedas acanaladas se mueven una con respecto a la otra, el diámetro eficaz de la polea cambia. Puesto que la corona de transmisión aguanta las fuerzas compresivas o transversales entre las ruedas acanaladas, la correa no necesita estar diseñada para acomodarse a tales fuerzas. No obstante, el dispositivo de Donowski se compone de una sola corona de transmisión, usada como una parte de un sistema de transmisión auxiliar de un motor de combustión interna. También es necesaria una pieza estabilizadora para mantener el eje de rotación de la corona de transmisión, por lo menos, sustancialmente paralelo al eje de rotación de los elementos de rueda acanalada. El dispositivo de Donowski no puede ser usado, por si mismo, en una transmisión CVT.

También representativa del arte previo, es la patente de EE.UU. 4 875 894, de Clark, que revela una transmisión continuamente variable. La transmisión comprende un eje de entrada y un eje de salida, que tienen un conjunto de disco rotatorio. Cada uno de los conjuntos de disco rotatorio hacen contacto con pastillas que forman círculos con diámetros continuamente variables. Los dos conjuntos de disco rotatorio están conectados, por medio de un mecanismo de acoplamiento, tal como una corona rígida de acoplamiento. La transmisión de energía de se produce entre cada polea, a través de la rotación de la corona. Este dispositivo no ofrece la opción de usar correas flexibles para la transmisión de energía, y necesita, en su lugar, la corona rígida para conectar los dos discos. Esto aumenta el espacio que necesita el dispositivo para funcionar, en general hasta un espacio circular o cuadrado, definido por la mayor dimensión externa de las poleas.

Las coronas de transmisión no han sido aplicadas a acopladores CVT. En general, las correas CVT flexibles se ven negativamente afectadas, en funcionamiento, por el calor y la fricción. Además, las correas CVT son, en general, más costosas que la correas de transmisión de energía usadas para las transmisiones accesorias de un vehículo. Por consiguiente, cuando falla una correa CVT, es necesario reemplazarla con una correa similar, en lugar de una correa en v menos costosa.

Existe la necesidad de un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga coronas de transmisión. Existe la necesidad de un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga correas sin fin que corren entre las coronas de transmisión. Existe la necesidad de un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga una estructura para fijar las coronas de transmisión en una relación espacial predeterminada. La presente invención satisface tales necesidades.

Sumario de la invención

El aspecto primario de la invención es proporcionar un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga coronas de transmisión.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga corras sin fin que corran entre las coronas de transmisión.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que tenga una estructura para fijar las coronas de transmisión en una relación espacial predeterminada.

Otros aspectos de la invención serán señalados, o bien se harán evidentes, por medio de la siguiente descripción del invención, y los dibujos anexos.

La invención comprende un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, tal como se define en la reivindicación 1. Un par de coronas de transmisión están conectadas, de forma giratoria, a cada extremo de una estructura. La estructura controla la relación espacial de las coronas de transmisión, evitando de ese modo el movimiento relativo de las coronas cuando actúa el acoplador, incrementado de ese modo la transmisión de energía y reduciendo, a la vez, el calentamiento por rozamiento y, de ese modo, incrementando la vida útil del acoplador. Las coronas de transmisión se componen de materiales metálicos o no metálicos, y exhiben una resistencia al desgaste mejorada, en comparación con las correas elastoméricas del arte previo, incrementando de ese modo la vida útil de la correa. Las correas corren alrededor de las coronas de transmisión. Las correas pueden ser cualquiera de las disponibles en el arte, reduciéndose de ese modo el coste del acoplador, para el usuario. La estructura sujeta las coronas de transmisión en una relación predeterminada, entre las ruedas acanaladas de la polea. La corona de transmisión en la polea conductora, gira en el mismo sentido que la polea conducida, a través de contacto por fricción con los lados de las ruedas acanaladas de la polea conductora CVT. La corona de transmisión en el lado de la polea conducida, rota en el mismo sentido, hacia la corona de transmisión en la polea conductora, puesto que ambas están mecánicamente conectadas, por medio de las correas. La corona de transmisión conducida está, entonces, en contacto por fricción con los lados de las ruedas acanaladas de la polea conducida, impulsando de ese modo a la polea conducida. El desgaste por fricción del acoplador se ve reducido significativamente, debido a que la corona hace contacto con los lados de las ruedas acanaladas, en lugar de hacerlo con la correa. El diámetro o el radio eficaz de cada polea, se ajusta por medio del movimiento de las ruedas acanaladas de la polea. El movimiento de las ruedas acanaladas de la polea hace que el eje de rotación de cada corona de transmisión, se mueva excéntricamente con respecto al eje de rotación de su polea respectiva. Puesto que las coronas de transmisión están conectadas mecánicamente, las coronas de transmisión se mueven con la estructura como una unidad, en respuesta al movimiento de las ruedas acanaladas de la polea, cambiando de ese modo la relación de multiplicación de la transmisión.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos anexos, que se incorporan a la especificación y forman parte de esta, ilustran realizaciones preferidas de la presente invención, y junto con una descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva del acoplador inventivo;

la figura 2 es una vista en sección transversal de la invención, entre dos poleas;

la figura 3 es una vista lateral en alzado, del acoplador de corona de transmisión;

la figura 4 es una vista lateral en alzado, del acoplador de la corona de transmisión;

la figura 5 es una vista en perspectiva de la estructura de soporte;

la figura 6 es una vista en alzado lateral, de la estructura de soporte y las coronas;

la figura 7 es una vista lateral en planta, de la estructura de soporte y las coronas;

la figura 8 es una vista en perspectiva, de las coronas y de los cojinetes;

la figura 9 es una vista en perspectiva de una corona; y

la figura 10 es una vista en sección transversal, del acoplador en un conjunto de poleas.

Descripción detallada de la realización preferida

La figura 1 es una vista en perspectiva del acoplador inventivo. El acoplador CVT de la corona de transmisión por correa, se compone de coronas de transmisión 10, 11. La estructura 15 describe un agujero 16, 17 en cada extremo de la estructura. Los cojinetes 18 y 19 se montan en agujeros 16, 17, respectivamente. Coronas o coronas de transmisión 10, 11 son montadas, de forma rotatoria, sobre la estructura 15 en cojinetes 18, 19. Tal como puede apreciar una persona cualificada en el arte, la estructura 15 sujeta los cojinetes 18, 19 en una relación espacial adecuada, los cuales sujetan a su vez a las coronas 10, 11 en una relación espacial adecuada. La coronas 10, 11 tienen, cada una, un plano de rotación que es coplanar respectivamente con el otro. Los cojinetes 18, 19 pueden ser cualquier tipo adecuado de cojinete conocido en el arte, lo que incluye, pero no se limita a, cojinetes de agujas o de manguitos.

Las correas 21, 22 corren sobre una superficie externa de las coronas 10, 11. Cada correa 21, 22 corre, lado a lado, desde la corona 10 hasta la corona 11. Las correas son cualquiera de las disponibles en el arte. En la realización preferida tienen un perfil dentado, o con resaltos. También puede ser un perfil multi-acanalado con rebordes en la dirección longitudinal, o un perfil de correa en v, según requiera el usuario. Además, en la realización preferida, las correas se muestran en ambos lados de la estructura 15. En una realización alternativa, las coronas 10, 11 están conectadas a la estructura 15, de forma que un eje plano central de cada corona 10, 11, no está alineado con un eje mayor de la estructura, es decir, las coronas están descentradas hacia un lado, respecto del eje longitudinal de la estructura. Por lo tanto la correa, o una sola correa, puede correr en un lado de la estructura. Descentrar las coronas en la estructura de esta forma, permite a un usuario ajustarse a las variaciones de forma, en el caso de una transmisión CVT.

La figura 2 es una vista en sección transversal de la invención, entre dos poleas. Se muestra en sistema inventivo instalado entre una polea conductora 100 y una polea conducida 200. Las ruedas acanaladas 101, 102 se mueven a lo largo del eje M1, M1', respectivamente, para incrementar o disminuir el espaciado que existe entre las ruedas acanaladas. Las ruedas acanaladas de la polea 201, 202 se mueven a lo largo de los ejes M2', M2, respectivamente, para incrementar o disminuir el espaciado entre las ruedas acanaladas. Como se ve en la figura 2, los ejes M1 y M1' no son paralelos. Los ejes M2, M2' no son paralelos. Los ejes están significativamente descentrados uno respecto a otro, en un ángulo predeterminado. Esto se debe a que cuando las poleas se mueven, desde la condición de separación grande en marcha superior, a la condición separación pequeña en marcha inferior, las coronas 10, 11 pueden entrar en contacto con los lados de la rueda acanalada, en el lado de la rueda acanalada opuesto al mostrado en la figura 2, tal como se describe después con mayor detalle. Inclinar ligeramente eje de rotación de cada rueda acanalada, en comparación con su par, tal como se muestra en la figura 2, abre el espacio entre las ruedas acanaladas, en el lado que hay hacia dentro entre las ruedas acanaladas. Esto impide que la corona 10 o la 11, entren en contacto con el lado interior de su rueda acanalada respectiva, en la condición de marcha superior. El movimiento de las ruedas acanaladas de la polea CVT se consigue por medios conocidos en el arte.

En funcionamiento, la polea 100 rota en el sentido R1, y la polea 200 rota en el sentido R2. El eje de rotación de la polea 100 se proyecta a través del agujero 16. El eje de rotación de la polea 200 se proyecta a través del agujero 17. Las superficies 33, 34 de la corona 10, véase las figuras 3, 4, 9, descansan sobre las superficies de la rueda acanalada 103, y 105, en contacto con el área 110, 111 respectivamente. Las superficies 31, 32 de la corona 11, véase las figuras 3, 4, 9, descansan sobre las superficies de la rueda acanalada 104, 106, y hacen contacto con el área 210, 211, respectivamente.

Tales contactos hacen que la corona 10 rote en sentido R3 conjuntamente con la polea 100. Cuando la corona 10 rota, el movimiento de las correas 21, 22 hace que la corona 11 rote en sentido R4, con lo que impulsa a la polea 200, haciendo que esta rota en el sentido R2 conjuntamente con, y según es impulsada por, la corona 11. Se sabe en el arte que el radio eficaz de cada corona del acoplador CVT para corona de transmisión por correa, se determina por medio de la posición relativa de las secciones de la rueda acanalada. Cuando las secciones de la rueda acanalada de una polea dada se mueven juntas, el radio eficaz se incrementa según se fuerza al eje de rotación de la corona dentada, a moverse hacia el eje de rotación de la polea. A la inversa, cuando las secciones de la rueda acanalada se mueven por separado, el radio eficaz disminuirá según el eje de rotación de la corona dentada se mueve alejándose, desde el eje de rotación de la polea.

La figura 3 es una vista en alzado, lateral, del acoplador de corona de transmisión. La superficie de contacto 32 hace contacto con la superficie de la rueda acanalada 105, véase la figura 2. Las superficie de soporte 34 hace contacto con la superficie de la rueda acanalada 106.

La figura 4 es una vista lateral en alzado, del acoplador de la corona de transmisión.

La figura 5 es una vista en perspectiva de la estructura de soporte. La estructura 15 comprende los agujeros 16, 17 en cada extremo de la estructura. Los cojinetes 18, 19 están montados en los agujeros 16, 17, respectivamente. Las coronas 10, 11 están encastradas a presión en cada cojinete 18, 19, respectivamente. Cada corona 10, 11 tiene un perfil que coopera con el perfil de las correas (no mostrado). En esta figura 5, las coronas 10, 11 se muestran con un perfil dentado, aunque cualquier perfil conocido en el arte es aceptable. Los cojinetes 18, 19 retienen mecánicamente, y localizan adecuadamente, cada corona 10, 11 con respecto a la estructura 15.

La figura 6 es una vista en alzado, lateral, de la estructura de soporte y la coronas.

La figura 7 es una vista lateral, en planta, de la estructura de soporte y las coronas.

La figura 8 es una vista en perspectiva de las coronas y los cojinetes. No se muestra ni las correas 21, 22 ni la estructura 15.

La figura 9 es una vista en perspectiva de una corona. Las superficies de soporte opuestas 33, 34 de la corona 10 describen un ángulo \alpha, una con respecto a la otra. El vértice del ángulo \alpha está sustancialmente alineado con el eje de rotación de la corona 10. Las superficies de soporte opuestas 31, 32 de la corona 11 (no mostrada) describen también un ángulo \alpha entre sí. El ángulo \alpha es sustancialmente igual a ½ del valor del ángulo subtendido entre las superficies internas de una rueda acanalada de polea en la que funciona la corona. Por lo tanto, se puede especificar \alpha al efecto de adecuarse a las características físicas de una polea concreta. Esta figura es típica para las coronas 10 y 11. Desde luego, una persona cualificada en el arte apreciará que el ángulo \alpha puede ser diferente para cada corona, dependiendo del ángulo subtendido de la polea en la que funciona la corona. La superficie 101 rodea a la corona 10. Las superficies 31, 32, 33, 34 se componen de un material de fricción no metálico, en la realización preferida. Por supuesto, las superficies 31, 32, 33, 34 pueden también componerse de un material metálico de fricción.

La figura 10 es una vista en sección transversal del acoplador, sobre un conjunto de poleas, Se muestra un acoplador entre las poleas 100 y 200.

Si bien se ha descrito aquí una sola forma de la invención, será obvio para aquellas personas cualificadas en el arte, que puede hacerse variaciones en la construcción y en la relación de componentes, sin apartarse del alcance de la invención descrita.

Claims (11)

1. Un acoplador CVT para corona de transmisión por correa, que comprende:

una estructura (15) que tiene dos agujeros (16, 17);

elementos rotatorios primero y segundo (10, 11) montados, cada uno, de forma rotatoria en un agujero (16, 17) en la estructura (15); y

por lo menos una pieza sin fin (21, 22), que corre entre los elementos rotatorios primero y segundo (18, 19), y que descansa sobre una superficie externa de los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11), cuando ambos elementos rotatorios (10, 11) son coronas.

2. Un acoplador como el de la reivindicación 1, en el que cada elemento rotatorio primero y segundo (10, 11) tiene un plano de rotación, y los planos de rotación son sustancialmente coplanares.

3. Un acoplador como el de la reivindicación 2, en el que la estructura (15) describe, por lo menos, un plano, que es sustancialmente coplanar con el plano de rotación de cada uno de los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11).

4. Un acoplador como el de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada elemento rotatorio (10, 11) comprende, además:

superficies de soporte opuestas (31, 32, 33, 34), para acoplarse cooperativamente con una polea (100, 200).

5. Un acoplador como el de la reivindicación 4, en el que las superficies opuestas de soporte (31, 32; 33, 34), sobre cada elemento rotatorio (10, 11), describen además un ángulo (\alpha).

6. Un acoplador como el de la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que las superficies de soporte opuestas (31, 32, 33, 34) se componen de un material no metálico.

7. Un acoplador como el de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada elemento rotatorio (10, 11) comprende, además:

una superficie para acoplarse cooperativamente con una correa (21, 22), superficie que tiene cierto perfil.

8. Un acoplador como el de la reivindicación 7, en el que el perfil consta de un perfil dentado.

9. Un acoplador como el cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además:

un cojinete (18, 19) para el montaje, de forma rotatoria de cada uno de los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11), en la estructura (15).

10. Un acoplador como el de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además:

una pluralidad de elementos de correa sin fin (21, 22), que corren entre cada elemento rotatorio primero y segundo (10, 11), alrededor de una superficie externa de cada uno de los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11).

11. Un acoplador como el de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que:

la estructura empuja elásticamente, alejándolos, a los elementos rotatorios primero y segundo (10, 11), mediante lo que se mantiene una tensión en el elemento sin fin (21, 22).