ES2264750T3 - Polea para un mecanismo de relacion variable continua. - Google Patents

Abstract

Una polea (7) para un mecanismo de relación variable continua (1), que comprende una media polea fija (7b) adaptada a un eje (3) de dicho mecanismo; una media polea móvil (7a) montada para deslizarse axialmente con respecto a dicha media polea fija (7b) para definir con ello una garganta en V (9) de tamaño variable; y un dispositivo de compensación del empuje axial 20 sensible al par de torsión que comprende un primer medio de leva (22, 26) interpuesto entre dicha media polea fija (7b) y dicha media polea móvil (7a) para generar empuje axial sobre dicha media polea móvil (7a) en la dirección de compresión de la correa como respuesta a un par motor, segundo medio de leva (22, 25) interpuesto entre dicha media polea fija (7b) y dicha media polea móvil (7a) para generar empuje axial sobre dicha media polea móvil (7a) en la dirección de compresión de la correa como respuesta a un par de torsión de frenado; caracterizada porque dicho dispositivo de compensación del empuje axial (20), comprende al menos una ranura (21) incluida en una de dichas medias poleas (7a) y al menos un rodillo de leva (22) incluido en la otra de dichas medias poleas (7b) y que se acopla a dicha ranura (21); estando definido dicho primer medio de leva por dicho rodillo de leva (22) y por un primer lado (26) que delimita dicha ranura (21) en una primera dirección tangencial para que entre en contacto con dicho rodillo de leva (22) como respuesta a dicho par motor, estando definido dicho segundo medio de leva por dicho rodillo de leva (22) y por un segundo lado (25) que delimita dicha ranura (21) en una segunda dirección tangencial para que entre en contacto con dicho rodillo de leva (22) como respuesta a dicho par de torsión de frenado; inclinándose dicho primer y segundo lados (26, 25) de dicha ranura (21) en direcciones opuestas al menos a lo largo de partes respectivas (31) y convergiendo entre sí hacia una parte del extremo axial (29) de dicha ranura (21) que se acopla con dicho rodillo de leva (22) cuando dichas medias poleas fija y móvil (7a, 7b) están en la posición de separación máxima.

Description

Polea para un mecanismo de relación variable continua.

La presente invención se refiere a una polea para un mecanismo de relación variable continua, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen mecanismos de del tipo anterior, que comprenden sustancialmente un eje de entrada; y una polea motriz que se puede conectarse al eje de entrada y que comprende dos medias poleas que definen una garganta en V de tamaño variable para ajustar el diámetro de enrollamiento de una correa en V. Una de las medias poleas puede moverse axialmente con respecto a la otra mediante un dispositivo mecánico de control centrífugo, o mediante un accionador controlado electrónicamente, para variar el tamaño de la garganta.

Los mecanismos del tipo anterior comprenden también una polea conducida conectada a la polea motriz mediante la correa en V, y que normalmente es reactiva, es decir, está definida por dos medias poleas colocadas axialmente la una con respecto a la otra mediante un resorte, para adaptar automáticamente el diámetro de trabajo de manera inversa al de la polea motriz.

En una solución conocida, además del resorte, las dos medias poleas de la polea conducida están conectadas entre sí mediante un dispositivo de compensación del empuje axial sensible al par de torsión para producir un componente de carga axial adicional cuando el mecanismo se acelera. El dispositivo de compensación está definido por una guía de leva que forma parte de la otra una de las medias poleas, y por un rodillo de leva que corre por el interior de la guía y que forma parte de la otra media polea; y la guía está definida por una ranura inclinada con respecto al eje de las medias poleas para generar un componente de carga axial sobre el rodillo de leva como respuesta a un par motor que actúa sobre la polea, y de esta manera aumenta la compresión ejercida por las medias poleas sobre los lados de la correa.

Se puede conseguir, por lo tanto, un alto empuje axial al arrancar, manteniendo simultáneamente la carga en el resorte y, por lo tanto, el empuje axial generado por el resorte en condiciones de par de torsión bajo, relativamente bajo, mejorando por tanto la eficacia del mecanismo y reduciendo el desgaste de la correa.

En presencia de un par de torsión de frenado, sin embargo, los dispositivos de compensación del empuje axial conocidos funcionan de forma opuesta, es decir, generan empuje axial opuesto a la carga del resorte, alterando de este modo la respuesta a la variación de la relación de velocidad cuando decelera, y la correa se libera inadecuadamente, reduciendo por tanto la eficacia con la que se transmite el momento de torsión de frenado del motor cuando decelera o frena.

El documento JP-A-10 110797 describe un ejemplo de una polea para un mecanismo de relación variable continua que tiene los inconvenientes descritos anteriormente. En particular, dicha polea incluye un dispositivo de compensación del empuje axial formado por una ranura incluida en una de las medias poleas y rodillo de leva incluido en la otra media polea y que se acopla con la ranura. La ranura incluye una parte inclinada que se acopla con el rodillo de leva de modo impulsor hacia delante como respuesta tanto a un par motor como a un par de torsión de frenado. Esta disposición, aumenta eficazmente la compresión de la correa como respuesta a un par motor pero libera la compresión de la correa como respuesta a un par de torsión de frenado.

El documento US-B-6413178 y el documento más reciente en la técnica anterior US-A-2002/0065156 describen poleas para un mecanismo de relación variable continua provistas con un dispositivo de compensación del empuje axial para optimizar el empuje axial ejercido por las medias poleas sobre los lados de la correa en diferentes condiciones de funcionamiento.

Sin embargo, las poleas descritas en estos documentos son complejas y costosas de fabricar.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una polea para un mecanismo de relación variable continua que esté libre de los inconvenientes de la técnica anterior descritos anteriormente.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una polea de acuerdo con la reivindicación 1.

Una realización preferida, no limitante de la presente invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista lateral de un mecanismo caracterizado por una polea de acuerdo con la presente invención;

La Figura 2 muestra una sección axial de la polea, cuyas mitades inferior y superior muestran dos condiciones de funcionamiento;

La Figura 3 muestra una sección axial de la polea con partes eliminadas para aclarar;

Las Figuras 4 a 9 muestran diagramas que ilustran diferentes condiciones de funcionamiento de un dispositivo de compensación del empuje axial, que forma parte de la polea de la Figura 2.

El número 1 en la Figura 1 indica como una unidad un mecanismo automático de relación variable controlado mecánicamente para un vehículo, por ejemplo un escúter o un microcoche.

El mecanismo 1 comprende un eje de entrada 2 del eje A; un eje de salida 3 del eje B paralelo al eje A; un conjunto de mecanismo 5 adaptado al eje de entrada 2 y que tiene una polea motriz 6 que puede conectarse al eje de entrada 2 mediante un embrague de fricción no mostrado; y una polea conducida 7 adaptada al eje de salida 3.

Las poleas 6 y 7 están definidas respectivamente por dos medias poleas 6a, 6b y 7a, 7b que definen respectivamente las gargantas 8 y 9 de un tamaño variable para una correa C en V.

El eje de entrada 2 está conectado rígidamente a un volante 10, fijado a su vez a un eje motor 11 de un motor 12 (mostrado en parte) del vehículo.

Un dispositivo de control centrífugo 13 -no ilustrado por no formar parte de la presente invención- conecta la polea 6 al eje de entrada 2, y varía el tamaño de la garganta 8 en función de la velocidad del eje de entrada 2.

La polea 7 es de tipo reactivo: las medias poleas 7a, 7b se colocan axialmente la una con respecto a la otra mediante un resorte 14 de una manera conocida, para adaptar automáticamente el diámetro de trabajo de modo opuesto al de la polea 6.

Más específicamente, con referencia a las Figuras 2 y 3, la media polea 7b forma parte de un núcleo tubular 15 adaptado al eje de salida 3 mediante una chaveta 16, se fija axialmente al eje 3, se conecta por lo tanto rígidamente al eje de salida 3 y, por lo tanto, se denomina en lo sucesivo en este documento la "media polea fija".

La media polea 7a está conectada rígidamente a, por ejemplo conducida a, un manguito tubular 17 adaptado de manera deslizante al núcleo 15 y, por lo tanto, se denomina en lo sucesivo en este documento la "media polea móvil".

El manguito 17 y el núcleo 15 están conectados entre sí mediante un dispositivo de compensación del empuje axial 20, que sustancialmente comprende una o más ranuras 21 formadas en el manguito 17, por ejemplo tres ranuras separadas 120º; y una cantidad correspondiente de rodillos de leva definidos por rodillos de leva 22 convenientemente convexos sostenidos por clavijas 23 que se extienden radialmente desde el núcleo 15 y se acoplan a las ranuras 21 respectivas. Las ranuras 21 (Figuras 4 a 9) son sustancialmente triangulares, y están limitadas axialmente por un lado de la base 24 sustancialmente recto frente a la dirección opuesta a la media polea fija 7b, y circunferencialmente por dos lados curvos 25, 26.

El lado de la base 24 define un tope axial para el rodillo 22 respectivo cuando las medias poleas 7a, 7b están en el estado de máxima aproximación correspondiente al máximo diámetro de trabajo de la polea 7 (motor a poca potencia).

Los lados 25, 26, que definen cada ranura 21 en la dirección del movimiento y en dirección opuesta al movimiento respectivamente, están conectados al lado de la base 24 mediante codos respectivos 27, 28, y convergen, sobre el lado opuesto al lado de la base 24, para formar una parte sustancialmente axial 29 de ranura 21, que a su vez termina en un codo 30 que define un tope axial para el rodillo 22 respectivo cuando las medias poleas 7a, 7b están en el estado de separación máxima que corresponde al mínimo diámetro de trabajo de la polea 7.

Cada lado 26 comprende una parte 31 sustancialmente inclinada 45º adyacente al lado de la base 24; y un acodamiento intermedio 32 que conecta la parte 31 con la parte sustancialmente axial 29 de la ranura. Cada lado 25 tiene un perfil más uniforme, con una inclinación opuesta a la de la parte 31 del lado 26 y que disminuye gradualmente para definir una curva convexa hacia el interior de la ranura 21.

El resorte 14 es externamente coaxial con el núcleo 15 y el manguito 17, y está comprendido axialmente entre una placa tope 33 fijada al extremo 19 del núcleo 15 fijado al otro lado de la media polea fija 7b, y a la media polea móvil 7a o, más específicamente, un miembro 34 en forma de campana adaptado al manguito 17 y que coopera axialmente con la media polea móvil 7a para proteger las ranuras 21 y mantener fuera la suciedad o cuerpos extraños.

La polea 7 funciona de la siguiente manera.

Cuando el motor funciona a poca potencia, el conjunto de mecanismo 5 descansa sobre el eje de entrada 2. Cuando la velocidad del eje de entrada 2 aumenta y supera un valor umbral predeterminado, el dispositivo de control centrífugo 13 conecta la polea 6 al eje de entrada 2 de manera convencional. Junto con las variaciones en la velocidad del eje entrada 2, el dispositivo de control 13 varía el tamaño de la garganta 8 de la polea 6 de manera conocida, y, en particular, lo reduce a medida que aumenta la velocidad, y lo aumenta a medida que la velocidad disminuye.

Mediante el resorte 14 que coloca las medias poleas 7a, 7b la una hacia la otra, la polea reactiva 7 adapta su diámetro de trabajo de manera opuesta al de la polea 6.

Más específicamente, cuando el diámetro de trabajo de la polea 6 aumenta, el aumento resultante en la tracción sobre la correa C supera la acción del resorte 14 y separa la media polea móvil 7a, de la media polea fija 7b, como se muestra en las mitades superior o inferior de la Figura 2. A la inversa, cuando el diámetro de trabajo de la polea 6 disminuye, la tensión de la correa disminuye también, y el resorte 14 acerca la media polea móvil 7a a la media polea fija 7b.

De acuerdo con la presente invención, al empuje elástico del resorte 14 se le añade la acción del dispositivo de compensación del empuje axial 20, que ejerce un empuje adicional, tanto cuando se acelera como cuando se decelera, como se ha explicado anteriormente.

Los lados 25 y 26 de cada ranura 21 definen levas de deceleración y aceleración respectivas interactuando con el rodillo 22 cuando se decelera y se acelera.

Cuando se acelera y se decelera, de hecho, el par motor y, respectivamente, el par de torsión de frenado provocan que las medias poleas 7a y 7b se deslicen angularmente una con respecto a la otra. Más específicamente, en presencia de un par motor, la media polea móvil 7a tiende a "conducir" a la media polea fija 7b que forma parte del eje de salida 3 y, por lo tanto, está sometida a la inercia de las masas conducidas; mientras tanto, cuando se decelera, en cuyo caso el vehículo "gobierna" el motor, la media polea móvil 7a es frenada por el motor y tiende a "retardarse" con respecto a la media polea fija. Los rodillos 22 cooperan por lo tanto con los lados 26 que definen ranuras respectivas 21 en el lado opuesto a la dirección de rotación cuando se acelera, y con los lados 25 que definen ranuelas respectivas 21 en el lado de la dirección de rotación cuando se decelera.

El efecto de la rotación relativa entre las medias poleas depende del grado del par de torsión, de manera que, para un perfil dado de lados 25, 26, el dispositivo de compensación del empuje axial 20 genera un empuje axial sensible a, y en particular que aumenta con, el par de torsión.

Las Figuras 4 a 9 muestran de forma esquemática las diversas condiciones de funcionamiento del dispositivo 20, que se muestran y describen en referencia a una ranura 21 y el rodillo 22 respectivo.

A una velocidad lenta, las medias poleas 7a, 7b están en el estado de máximo acercamiento, de manera que el rodillo 22 está en contacto con el lado de la base 24 de la ranura 21.

En presencia de un par de torsión de aceleración, el rodillo 22, por las razones dadas anteriormente, se pone en contacto con el lado 26 (Figura 4) y se posiciona sustancialmente, por lo tanto, en el codo 28.

A medida que aumenta la velocidad del eje de entrada 2, las medias poleas 7a, 7b se separan axialmente mediante la tracción sobre la correa, y en oposición al empuje combinado del resorte 14 y el dispositivo 20. De hecho, como se muestra en la Figura 5, el contacto entre el rodillo 22 y la parte inclinada 31 del lado 26 produce una fuerza F resultante que puede dividirse en una componente tangencial FR, y una componente axial FA que ayuda en la sujeción de la media polea móvil 7a axialmente a la correa C, y que aumenta de este modo el par de torsión transmisible. Debe señalarse que la componente FA es alta a lo largo de la parte 31 correspondiente al intervalo de par de torsión máximo del motor, y se pone a cero a medida que el rodillo 22 gira sobre el acodamiento 32 en la parte 29 de la ranura 21, es decir, en condiciones de máxima velocidad (Figura 6) en las que se transmite menos par de torsión y la acción del resorte 14 es por lo tanto suficiente para evitar que la correa
resbale.

Cuando se decelera, por las razones dadas anteriormente, el rodillo 22 entra en contacto con el lado 25 de la ranura (Figura 7), de manera que aún se produce una componente axial FA, y se añade al empuje del resorte 14 para sujetas axialmente la media polea 7a a la correa C. A una velocidad lenta (Figura 8), con el vehículo fijo, el rodillo 22 se sitúa en el codo 27, en contacto con el lado de la base 24 de la ranura
21.

En el siguiente arranque (Figura 9), el par motor provoca que las medias poleas 7a, 7b se deslicen de forma angular la una con respecto a la otra, de manera que el rodillo 22 se mueve hasta el lado 26, es decir, en el mismo estado descrito con referencia a la Figura 4.

Las ventajas del mecanismo 1 de acuerdo con la presente invención estarán claras a partir de la descripción anterior.

En primer lugar, el dispositivo de compensación del empuje axial 20 produce también empuje axial adicional sobre la media polea móvil 7a cuando decelera, aumentando de este modo la eficacia del par de torsión de frenado del motor cuando decelera y frena.

En segundo lugar, la parte del empuje axial generada por el dispositivo 20 cuando acelera es máxima en el arranque, cuando el par motor del motor es máximo, aumentando de este modo la eficacia del mecanismo en esta etapa.

Claramente, se pueden realizar cambios en el mecanismo 1 como se describe en este documento sin alejarse, sin embargo, del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

En particular, el dispositivo de compensación del empuje axial 20 puede usarse en la polea motriz 6.

También pueden realizarse cambios en la cantidad, disposición, y forma de las ranuras 21 y los rodillos de leva 22.

Claims (4)

1. Una polea (7) para un mecanismo de relación variable continua (1), que comprende una media polea fija (7b) adaptada a un eje (3) de dicho mecanismo; una media polea móvil (7a) montada para deslizarse axialmente con respecto a dicha media polea fija (7b) para definir con ello una garganta en V (9) de tamaño variable; y un dispositivo de compensación del empuje axial 20 sensible al par de torsión que comprende un primer medio de leva (22, 26) interpuesto entre dicha media polea fija (7b) y dicha media polea móvil (7a) para generar empuje axial sobre dicha media polea móvil (7a) en la dirección de compresión de la correa como respuesta a un par motor, segundo medio de leva (22, 25) interpuesto entre dicha media polea fija (7b) y dicha media polea móvil (7a) para generar empuje axial sobre dicha media polea móvil (7a) en la dirección de compresión de la correa como respuesta a un par de torsión de frenado; caracterizada porque dicho dispositivo de compensación del empuje axial (20), comprende al menos una ranura (21) incluida en una de dichas medias poleas (7a) y al menos un rodillo de leva (22) incluido en la otra de dichas medias poleas (7b) y que se acopla a dicha ranura (21); estando definido dicho primer medio de leva por dicho rodillo de leva (22) y por un primer lado (26) que delimita dicha ranura (21) en una primera dirección tangencial para que entre en contacto con dicho rodillo de leva (22) como respuesta a dicho par motor, estando definido dicho segundo medio de leva por dicho rodillo de leva (22) y por un segundo lado (25) que delimita dicha ranura (21) en una segunda dirección tangencial para que entre en contacto con dicho rodillo de leva (22) como respuesta a dicho par de torsión de frenado; inclinándose dicho primer y segundo lados (26, 25) de dicha ranura (21) en direcciones opuestas al menos a lo largo de partes respectivas (31) y convergiendo entre sí hacia una parte del extremo axial (29) de dicha ranura (21) que se acopla con dicho rodillo de leva (22) cuando dichas medias poleas fija y móvil (7a, 7b) están en la posición de separación máxima.

2. Una polea de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho rodillo de leva (22) está incluido en un núcleo (15) de dicha media polea fija (7b); y porque dicha ranura (21) se forma en un manguito (17) que forma parte de dicha media polea móvil (7a) y es coaxial con, y que se desliza sobre, dicho núcleo (15) de dicha media polea fija (7b).

3. Un mecanismo de relación variable continua, caracterizado porque comprende un eje de entrada (2); una polea motriz (6) que puede conectarse a dicho eje de entrada (2); un eje de salida (3); y una polea conducida (7) conectada al eje de salida (3); estando cada una de dichas poleas (6, 7) definidas por una media polea fija y una media polea móvil (6a, 6b; 7a, 7b) que definen entre ellas una garganta (8; 9) de tamaño variable para una correa en V (C); caracterizado porque al menos una de dichas poleas (6, 7) comprende un dispositivo de compensación del empuje axial (20) sensible al par de torsión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

4. Un mecanismo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende un dispositivo de control centrífugo (13) que actúa sobre dicha polea motriz (6) para variar el tamaño de dicha garganta (8) de dicha polea motriz (6) en función de la velocidad de dicho eje de entrada (2); estando dichas medias poleas (7a, 7b) de dicha polea conducida (7) colocadas axialmente la una con respecto a la otra mediante un resorte (14); y actuando dicho dispositivo de compensación (20) sobre dichas medias poleas (7a, 7b) de dicha polea conducida (7) en la misma dirección que dicho resorte (14).