ES2270268T3 - Ensamblaje de rodillo y cojinete para una transmision continuamente variable con traccion de rodillo. - Google Patents

Abstract

Un ensamblaje de rodillo y cojinete para una unidad de transmisión continuamente variable con tracción de rodillo, en el que el rodillo (102) posee una periferia exterior que se desplaza por un par de rodamientos de transmisión (100) con el fin de transmitir impulso del uno al otro, caracterizado porque el rodillo (102) comprende un collarín para soportar la fuerza de compresión aplicada al rodillo por los rodamientos de transmisión; el cojinete comprende un cojinete rotatorio (204) ubicado dentro del collarín del rodillo y cuenta con rodamientos interiores y exteriores; también se caracteriza porque se suministra un acoplamiento (206) entre el collarín del rodillo y el cojinete que sirve para montar, de forma rotatoria, el rodillo sobre el cojinete y acomodar la deformación del collarín del rodillo causada por la fuerza de compresión, sin que se produzca una deformación correspondiente del rodamiento exterior del cojinete.

Description

Ensamblaje de rodillo y cojinete para una transmisión continuamente variable con tracción de rodillo.

La presente solicitud de patente es una solicitud divisional de EP 03701585.6.

La presente invención se refiere, en líneas generales, a unidades de transmisión continuamente variables ("variadores") de tipo toroidal con tracción de rodillo.

En la Figura 1 se ilustran los componentes principales de un variador toroidal con tracción de rodillo (10) conocido del tipo "toroidal completo". En este tipo de variador se montan dos discos de entrada (12 y 14) en un árbol de transmisión (16) para su rotación con el mismo. Estos discos poseen superficies parcialmente toroidales (18 y 20) orientadas hacia otras superficies parcialmente toroidales (22 y 24) correspondientes que forman parte de un disco de salida central (26). El disco de salida se monta sobre un cojinete de forma que pueda rotar independientemente del árbol (16). El impulso procedente de un motor o de otra fuerza motriz principal, que se introduce a través del árbol (16) y de los discos de entrada (12 y 14), se transfiere al disco de salida (26) a través de un conjunto de rodillos ubicados en las cavidades toroidales. En la ilustración se muestra un único rodillo representativo (28), aunque por lo general se suministran tres rodillos de este tipo en ambas cavidades. Una carga final que un dispositivo hidráulico de carga final (15) aplica a través de los discos de entrada (12 y 14) proporciona fuerzas de contacto entre los rodillos y los discos para permitir la transferencia de impulso. El impulso se transfiere desde el disco de salida a otras partes de la transmisión, normalmente un mezclador epicicloidal, como es bien conocido en este campo y se ha descrito, por ejemplo, en la solicitud de patente europea 85308344.2 (publicada como EP 0185463). Cada rodillo se monta en un carro respectivo (30), que a su vez se acopla a un accionador hidráulico (32), de forma que pueda aplicarse una fuerza de traslación controlada a la combinación de rodillo/carro en una dirección generalmente transversal al eje principal definido por el árbol (16).

El movimiento del rodillo puede dividirse en tres componentes:

1. un cojinete rotativo (35) del carro (30) permite al rodillo rotar alrededor de su propio eje de simetría ("el eje del rodillo") cuando es accionado por el disco de entrada asociado (12 ó 14) y es este movimiento rotatorio, por supuesto, el que transmite el impulso entre los discos del variador;

2. en la configuración del estado anterior de la técnica mostrada en la Figura 1, el pistón (34) del accionador (32) es capaz de rotar dentro de su cilindro, con la consiguiente precesión del rodillo. Es decir, el carro (30), el pistón (34) y el rodillo (28) pueden rotar alrededor de un eje (CA). El término "precesión" en este contexto se utiliza para referirse a una rotación del eje del rodillo. De forma equivalente, se puede afirmar que dicha precesión supone un cambio en la inclinación del rodillo. El eje (CA) alrededor del cual el rodillo lleva a cabo una precesión se denomina el "eje de inclinación" (castor axis); y

3. el rodillo/carro puede describir un movimiento de traslación a lo largo de una dirección periférica al eje principal, a medida que el pistón (34) se mueve en su cilindro. En ese movimiento de traslación el centro del rodillo es obligado a seguir el círculo del centro del toro definido por los discos del variador, puesto que abandonar la trayectoria del círculo forzaría a los discos a separarse aún más contra la carga final.

Como es bien conocido entre los expertos en este campo, la precesión mencionada anteriormente del rodillo alrededor del eje de inclinación cambia los diámetros relativos de las trayectorias descritas por un rodillo en sus discos asociados de entrada y salida, alterando así la relación de transmisión del variador. En la Figura 1 se puede apreciar que el eje de inclinación (CA), determinado por la posición del accionador (32) en relación con los discos (12 y 26), se encuentra en un ángulo (C) con respecto a un plano que es normal al eje principal. Este ángulo (C) es el "ángulo de inclinación" (castor axis) y tiene un efecto importante sobre el control del variador. Cuando el variador se encuentra en funcionamiento, los discos impulsan al rodillo hacia una orientación en la que el eje del rodillo forma una intersección con el eje principal, otro factor bien conocido entre los expertos en esta disciplina. El movimiento de traslación del rodillo a lo largo de la dirección de circunferencia, por ejemplo debido a un cambio en la fuerza aplicada por el accionador (32), suele alejar el eje del rodillo de la intersección con el eje principal. Sin embargo, dicho movimiento de traslación está acompañado de la precesión del rodillo alrededor del eje de inclinación que, en virtud del ángulo de inclinación, hace que el eje del rodillo forme una intersección de nuevo con el eje principal y, por consiguiente, adopte una posición estable.

El variador de la Figura 1 es del tipo de "control de par". La fuerza (controlable) aplicada a cada rodillo por su accionador asociado (32) debe estar compensada, a fin de mantener un equilibrio, por las fuerzas de reacción ejercidas sobre el rodillo por los discos adyacentes. La fuerza neta ejercida sobre el rodillo por los discos es proporcional al denominado par de reacción. Por consiguiente, los rodillos se mueven automáticamente y mediante una precesión adoptan posiciones en las que transmiten un par determinado por las fuerzas del accionador. Este principio es bien conocido por los expertos en este campo.

Es necesario comprender algunos temas adicionales relacionados con el diseño del variador para poder apreciar la presente invención en todas sus diferentes modalidades.

La magnitud del ángulo de inclinación influye en el rendimiento del variador. Un ángulo reducido de inclinación puede tener como resultado que el variador no posea la amortiguación suficiente, por lo que los rodillos tendrían una tendencia a salirse de la posición de equilibrio y oscilar de forma no deseada. La geometría ilustrada en la Figura 1 impone un límite en el ángulo de inclinación relacionado con el diámetro de los discos y su separación. Aunque se consigue un ángulo de inclinación apropiado en los variadores conocidos de este tipo, si se pudiera evitar este límite sería posible obtener una mayor libertad de diseño.

El volumen del variador y su forma exterior son factores muy importantes, ya que normalmente es instalado en el reducido espacio disponible dentro del compartimento para el motor de un vehículo. Modalidades en la práctica de la configuración ilustrada en la Figura 1 poseen "salientes" que se proyectan hacia el exterior de la cubierta del variador para acomodar los accionadores (32). Estos accionadores, al ser del tipo de doble efecto (con cámaras de trabajo a ambos lados de los pistones), son necesariamente largos, por lo que han de ubicarse en una posición radial hacia fuera de los discos. Dichos salientes pueden crear dificultades a la hora de instalar el variador en un vehículo. De forma más general, se ha reconocido desde hace mucho tiempo que el diseño del variador incluye un amplio espacio vacío dentro del mismo sin función alguna, en las cavidades toroidales entre los discos, y que sería ventajoso servirse de este espacio para reducir el volumen total del variador; en aquellos casos en los que los rodillos están controlados por accionadores lineales, como por ejemplo pistones hidráulicos, ello ha constituido un reto hasta el momento presente.

Se han diseñado variadores en los que los rodillos estaban controlados por un par opuesto de pistones de efecto simple, uno en cada extremo del carro del rodillo, y cada uno era recibido en un cilindro correspondiente. Los pistones y los cilindros en estas configuraciones están situados en un eje común (el eje de inclinación), con un ángulo con respecto al plano radial (el ángulo en cuestión es el ángulo de inclinación) para permitir la rotación del rodillo. No obstante, de nuevo en este caso los accionadores están ubicados radialmente hacia fuera de los discos, creando un paquete voluminoso y de forma irregular.

Nos referiremos a otro factor adicional de diseño en el presente documento al que denominaremos la "flexibilidad axial". Bajo la considerable fuerza axial aplicada por el dispositivo de carga final (15), que varía durante el funcionamiento con respecto al par de reacción, las caras toroidales (18 y 20) de los discos se mueven en una dirección a lo largo del eje principal, debido principalmente a la flexibilidad en los discos, sus montajes, el árbol, etc. Este movimiento de flexibilidad de los discos puede ser de aproximadamente 1 mm. Los rodillos (28) deben ser capaces de un movimiento correspondiente a lo largo de la dirección del eje principal junto con las caras de los discos. Este movimiento se suministra con sencillez en la configuración de la Figura 1 mediante un ligero movimiento angular del pistón (34) en su cilindro. Proporcionar el movimiento axial requerido en el tipo de configuración mencionado anteriormente, en el que cada rodillo está dispuesto entre un par de accionadores, no resulta tan sencillo.

Un factor final de diseño está relacionado con la transferencia de impulso desde el variador. Ello se puede realizar por medio de una cadena acoplada a dientes de engranaje formados en la superficie exterior, desde un punto de vista radial, del disco central (26). Sin embargo, es preferible en algunos contextos (especialmente cuando la transmisión se va a utilizar en un vehículo de tracción trasera o de tracción a las cuatro ruedas) configurar la transferencia de impulso del disco central a un componente ubicado en el eje principal. Este tipo de "impulso coaxial" puede resultar muy compacto y se recomienda suministrarlo de una forma sencilla.

En el curso de una revisión del estado anterior de la técnica que el solicitante realizó con anterioridad a la presentación de una patente, llegó a su conocimiento el contenido de la patente estadounidense 1002479, presentada en 1964. En la misma se da a conocer un variador cuyos rodillos van montados en "brazos" portadores, de forma que se permite a los ejes del rodillo llevar a cabo una precesión, con respecto a dichos brazos, con el fin de modificar la razón de transmisión del variador. Sin embargo, el variador en cuestión es de un tipo en el que los tres rodillos han de ser accionados por medio de un manguito común central, cuya rotación desplaza los brazos (42) y, por consiguiente, los rodillos. Estas configuraciones resultaron ser poco prácticas. Para conseguir una "ecualización", es decir, para garantizar que todos los rodillos accionados por el manguito común se configuraban para funcionar con la misma relación, era necesaria una configuración mecánica que no resultó satisfactoria.

En respuesta a los requisitos mencionados anteriormente, se ha diseñado un variador en el que la orientación del carro está limitada, aunque el rodillo está acoplado al carro a través de una configuración de cojinete, de forma que se permite al eje del rodillo llevar a cabo una precesión con respecto al carro para variar la relación de transmisión. Un problema que se deriva de esta configuración es que se aplica una gran fuerza de compresión al rodillo a lo largo de su diámetro. La nueva configuración tiene un cojinete rotativo dentro del rodillo que podría verse afectado por problemas de unión y desgaste si se requiriera del mismo que soportara dicha fuerza.

En la patente US-A-5 395 292, que se considera representa el estado anterior de la técnica más próximo, se muestra un ensamblaje de rodillo y cojinete para una unidad de transmisión continuamente variable con tracción de rodillo en el que el rodillo tiene una periferia exterior que se desplaza por un par de rodamientos de transmisión con el fin de transmitir impulso del uno al otro, y comprende un rodillo circular sometido a una fuerza de compresión aplicada al rodillo por los rodamientos de transmisión. El rodillo está montado en un árbol axial que se extiende más allá del rodillo para ser recibido por cojinetes respectivos a ambos lados del rodillo.

De acuerdo con la presente invención, existe un ensamblaje de rodillo y cojinete para una unidad de transmisión continuamente variable con tracción de rodillo, en el que el rodillo posee una periferia exterior que se desplaza por un par de rodamientos de transmisión con el fin de transmitir impulso del uno al otro y comprende un collarín para soportar la fuerza de compresión aplicada al rodillo por los rodamientos de transmisión; el cojinete comprende un cojinete rotatorio ubicado dentro del collarín del rodillo y cuenta con rodamientos interiores y exteriores. Un acoplamiento entre el collarín del rodillo y el cojinete sirve para montar, de forma rotatoria, el rodillo sobre el cojinete y acomodar la deformación del collarín del rodillo causada por la fuerza de compresión, sin que se produzca una deformación correspondiente del rodamiento exterior del cojinete.

A continuación se describirán, únicamente a modo de ejemplo, modalidades específicas de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la Figura 1 es una vista simplificada de un tipo conocido de variador a lo largo de una dirección radial;

la Figura 2 es una vista simplificada, a lo largo de un eje principal, de algunos componentes principales de un variador que constituye una modalidad de la presente invención;

la Figura 3 se corresponde con la Figura 2, aunque muestra una combinación de rodillo/carro del variador en un extremo de su recorrido;

la Figura 4 se corresponde con las Figuras 2 y 3, aunque muestra la combinación de rodillo/carro en el extremo opuesto de su recorrido;

la Figura 5 es una ilustración en perspectiva de los componentes observados en las Figuras 2, 3 y 4;

la Figura 6 es una ilustración en vista de planta de los mismos componentes;

la Figura 7 es una ilustración en perspectiva de una mitad de un ensamblaje de rodillo/carro para su uso en un variador que constituye una modalidad de la presente invención; en la misma se expone una sección a través del rodillo y una configuración asociada de cojinete;

la Figura 8 es una ilustración en perspectiva del ensamblaje de rodillo/carro;

la Figura 9 es una vista de los componentes principales del variador a lo largo de la dirección del eje principal del variador;

la Figura 10 es una vista simplificada de un variador que representa diferentes aspectos de la presente invención; y

las Figuras 11 y 12 son vistas de sección, en un plano axial, de configuraciones de rodillo/cojinete que suponen una manifestación de diferentes aspectos de la presente invención.

En las Figuras 2-6 se aclaran determinados aspectos de la geometría de un variador que constituye una modalidad de la presente invención, los cuales se han simplificado para facilitar su comprensión. Cada uno de estos dibujos muestra sólo un único disco de variador (100) y un único rodillo (102) aunque, por supuesto, en la práctica es necesario otro disco (y normalmente otros tres discos para definir dos cavidades toroidales, como se muestra en la Figura 1) y cada cavidad contiene un conjunto de rodillos espaciados alrededor de la cavidad, proporcionándose normalmente tres rodillos por cavidad.

En la configuración ilustrada, cada rodillo (102) está montado en un carro (104) que comprende un miembro que se extiende tangencialmente (106) y situado radialmente hacia dentro del rodillo con respecto a un eje principal definido por un árbol principal (108). Ambos extremos del miembro (106) soportan un pistón respectivo (110 y 112), y ambos pistones son recibidos en un cilindro respectivo (114 y 115). Los cilindros van alojados en una cubierta de variador (no mostrada). Cada uno de los rodillos está montado, mediante una configuración de cojinete, en un vástago (116) que se proyecta desde el miembro del carro (106) en una dirección generalmente radial hacia fuera. La configuración de cojinete se describirá más adelante de forma detallada.

Si observamos la Figura 6, apreciaremos que los dos pistones (110 y 112) cuentan con ejes P1 y P2 situados en planos perpendiculares al eje principal. No obstante, los pistones no están alineados entre sí, sino que un pistón está separado del otro una distancia (D) a lo largo de la dirección del eje principal (M). Este desplazamiento axial resulta muy favorable desde el punto de vista del embalaje, como quedará más claro más adelante. A pesar del relativo desplazamiento axial de los dos pistones (110 y 112), el ensamblaje completo de los pistones (110 y 112) y el carro (104) conectado al mismo es capaz de una rotación limitada alrededor de un eje del carro (no mostrado en la Figura 6 pero que se puede observar en PA en la Figura 2) que une el centro de los dos pistones. Dicha rotación del ensamblaje del pistón/carro supone una pequeña inclinación de los pistones en sus cilindros, puesto que el mencionado eje del carro no está paralelo a los ejes de los pistones, aunque es posible compensar esta desviación mediante el uso de anillos de sellado en ranuras circunferenciales (118), a través de las cuales los pistones se sellan contra los cilindros. En una modalidad alternativa (no mostrada) se puede proporcionar este movimiento limitado de rotación del carro mediante la conexión del carro a ambos pistones a través de juntas articuladas respectivas, como por ejemplo articulaciones de rótula esférica.

El movimiento rotativo del carro (104) mencionado anteriormente está, en cualquier caso, limitado severamente por la interacción del rodillo (102) con los discos del variador, como se explicará a continuación haciendo referencia específica a la Figura 2. En ese dibujo, PA indica el eje del carro y éste atraviesa los centros de ambos pistones (110 y 112). Una línea discontinua (CC) representa el círculo central del toro, definido por los discos del variador, uno de los cuales se puede observar en 100. En la Figura 5 se puede observar con claridad la posición del círculo central. El centro del rodillo (102), como se ha observado anteriormente, está situado en el círculo central (CC) del toro definido por los discos del variador.

Obsérvese que el eje del carro (PA) está desplazado a lo largo de una dirección radial a partir del rodillo, y consiguientemente a partir del círculo central (CC). Este desplazamiento transversal está indicado por OF en la Figura 2. En la modalidad ilustrada, el eje del carro PA está desplazado radialmente hacia dentro a partir del rodillo, lo que resulta ventajoso desde el punto de vista del embalaje. No obstante, podría producirse un variador funcional en el que la dirección desplazada se invirtiera, es decir, el eje del carro (PA) estuviera situado radialmente hacia fuera a partir del rodillo.

Debido al desplazamiento radial, cualquier rotación del carro (104) alrededor del eje del carro (PA) hace que el centro del rodillo (102) se mueva a lo largo de una dirección por lo general paralela al árbol principal (108). Sin embargo, como se observó anteriormente, el centro del rodillo (102) debe coincidir siempre con el círculo central del toro definido por los discos del variador (100). Por consiguiente, cualquier movimiento rotativo del carro (104) alrededor de su eje (PA) se ve limitado severamente. De hecho, la posición rotativa del carro alrededor del eje del carro está dictada por la posición de los discos del variador (100). Como se ha mencionado anteriormente, la posición de los discos (100) está sujeta a pequeños cambios. Bajo la carga final del variador, los discos se pueden mover ligeramente a lo largo de la dirección del árbol principal (108). Estos movimientos de los discos van acompañados de un movimiento correspondiente de los rodillos (102) en la misma dirección, y ello se compensa en la modalidad ilustrada de la invención mediante un ligero movimiento rotativo del carro (104) alrededor del eje del carro PA. Por consiguiente, el desplazamiento radial proporciona la "flexibilidad axial" necesaria en la posición del rodillo y, al mismo tiempo, limita la posición rotativa del carro.

En la configuración del estado anterior de la técnica ilustrada en la Figura 1, la precesión del eje del rodillo necesaria para cambiar la relación de la transmisión del variador se hace posible gracias a la libertad del rodillo y el carro (28 y 30) de rotar conjuntamente alrededor del eje de inclinación definido por el accionador (32). Sin embargo, en la presente modalidad el enfoque de que el rodillo y el carro giren juntos para cambiar el ángulo del eje del rodillo no es posible, ya que la posición rotativa del carro está limitada por el desplazamiento (OF). En vez de ello, la configuración de cojinete a través de la cual el rodillo (102) de la presente modalidad se monta en el carro (104) permite a dicho rodillo llevar a cabo una precesión con respecto al carro para alterar el ángulo del eje del rodillo. Este principio quedará mucho más claro si realizamos una comparación de las Figuras 2, 3 y 4 en las que se muestra un ensamblaje de rodillo/carro en diferentes posiciones de su recorrido. La orientación del carro (104) no cambia en todo el recorrido, pero el ángulo del eje del rodillo - y, por supuesto, del propio rodillo - se modifica para así alterar en la misma medida la relación de la transmisión del variador. La configuración de cojinete que hace posible esta precesión del rodillo (102) con relación a su carro (104) se describirá a continuación, haciendo referencia a las Figuras 7 y 8. Determinados componentes mostrados en estos dibujos también se pueden observar en las Figuras 2 a 6, utilizándose los mismos números de referencia en todas las figuras.

En la Figura 7 se puede ver cómo el rodillo (102) tiene una superficie externa circular (200) que, por supuesto, se desplaza por los discos del variador y una superficie interna circular (202) acoplada a un rodamiento exterior (203) de un cojinete rotativo (204) del tipo de aro de rodamiento a través de un separador flexible (206). La función del separador (206) se explicará más adelante. El rodamiento interior (205) del cojinete rotativo (204) posee una apertura circular en el centro, proporcionando así una superficie interna a la que, como se puede apreciar en 208, se ha dado la forma apropiada para que forme parte de una esfera. La superficie interna (208) se desliza sobre una bola (210) para formar una articulación de rótula esférica sobre la que se monta el cojinete rotativo (204) y, por lo tanto, el propio rodillo (102). La bola (210), a su vez, se monta sobre el vástago (116) que se proyecta desde el miembro del carro (106), en una dirección generalmente radial hacia fuera a partir del eje del árbol principal del variador.

La articulación de rótula esférica (208 y 210) permite la precesión necesaria del eje de rotación del rodillo (el eje del cojinete rotativo (204)). Obsérvese, no obstante, que esta precesión está limitada por una lengüeta (212) que se proyecta hacia fuera desde la bola (210) y que es recibida en una ranura correspondiente, formada en la superficie parcialmente esférica (208) del rodamiento interior (205). Adicionalmente, la orientación de la lengüeta (212) está fijada con respecto al carro gracias a un chavetero (214) formado sobre el vástago (116) que se acopla con una parte interior y colindante de la lengüeta (212) para impedir que la bola (210) y la lengüeta (212) giren alrededor del vástago. Como consecuencia, se permite al rodillo (o, de forma equivalente, a su eje rotativo) llevar a cabo una precesión únicamente alrededor de un eje elegido de inclinación perpendicular a la cara principal (216) de la lengüeta.

En las Figuras 7, 8 y 9 se puede apreciar cómo los rodillos (102) están rodeados parcialmente por sus cubiertas respectivas (217). Éstas se utilizan para facilitar el suministro de fluido de aceite (denominado "fluido de tracción") a los rodillos. De esta forma el rodillo se enfría y se mantiene una película de fluido en la superficie del rodillo, entre los discos del variador y los rodillos. Como es bien sabido entre los expertos en esta materia, el impulso se transmite a través de esta película de fluido por medio de la circulación de la misma.

Con el fin de explicar la función del separador flexible (206), es necesario apreciar que, durante su funcionamiento, los dos discos del variador que actúan sobre el rodillo (102) ejercen una gran fuerza de compresión a lo largo de un diámetro del rodillo, con lo que tienden a deformarlo un poco, de forma que se reducen los diámetros exterior (200) e interior (202) del rodillo en esta dirección. Si se transmitiera esta fuerza de compresión al cojinete rotativo (204) y a la articulación de rótula esférica (208 y 210), éstos quedarían unidos como consecuencia de la misma. El desgaste y las pérdidas por fricción en el cojinete rotativo (204) se incrementarían de forma no deseada. Para evitar este problema, en la modalidad ilustrada se entiende que el propio rodillo (102) forma un collarín que soporta la fuerza de compresión. El separador (206) interpuesto entre el rodillo y la configuración de cojinete los acopla entre sí, pero acomoda la deformación del collarín del rodillo mencionada anteriormente y causada por la fuerza de compresión, sin transmitir esta fuerza a la configuración de cojinete. El separador puede estar construido a base de una banda de acero corrugado para resortes. Estos componentes, denominados "anillos de tolerancia", son conocidos por su uso en, por ejemplo, el montaje de engranajes en situaciones en las que una carga radial en un cojinete debe ser constante a pesar de los efectos de expansión térmica.

Volviendo a la Figura 5, se puede observar en CA el eje de inclinación definido en virtud de la lengüeta (212). El eje del rodillo (no mostrado en el dibujo) siempre está situado en un plano perpendicular al eje de la rueda pivotante, a pesar de la precesión del rodillo. Obsérvese que el eje de la rueda pivotante tiene un ángulo de inclinación CA con respecto a un plano perpendicular al eje del árbol principal del variador. Este ángulo es el "ángulo de la rueda pivotante", cuya trascendencia se ha explicado anteriormente. Debido a que el ángulo de la rueda pivotante está determinado simplemente por la construcción de la configuración del cojinete del rodillo (o, más específicamente, en la modalidad ilustrada, por la orientación de la lengüeta (212)), puede elegirse su valor para que sea el más aconsejable desde el punto de vista de la función del variador. Es posible elegir un gran ángulo de rueda pivotante, que no resultaba posible en la configuración del estado anterior de la técnica mostrado en la Figura 1, para una mayor amortiguación del movimiento del rodillo suministrado.

Se comprenderá que, a medida que los pistones (110 y 112) se mueven en sus cilindros (114 y 115), el carro se mueve a lo largo de una línea recta. Sin embargo, este movimiento del carro debe estar acompañado de un movimiento del centro del rodillo a lo largo de una trayectoria curva, puesto que el centro del rodillo sigue al círculo central de la cavidad toroidal. Por consiguiente, debe preverse cierto movimiento (flotación) del centro del rodillo con respecto al carro, y ello se lleva a cabo en la modalidad ilustrada al proporcionar a la bola (210) libertad para moverse ligeramente hacia arriba y hacia abajo en el vástago, como se ha explicado anteriormente.

Se ha mencionado anteriormente que la configuración ilustrada del rodillo, el carro y los accionadores asociados resulta beneficiosa para un embalaje compacto del variador. A continuación se explicarán las razones de ello, haciendo referencia específica a la Figura 9, en la que se pueden observar los tres rodillos (102) en una cavidad del variador junto con sus componentes asociados. Se indican seis cilindros hidráulicos en 114, 115, 220, 222, 224 y 226. Obsérvese que los pares adyacentes de cilindros, como por ejemplo 114 y 220, se superponen, vistos a lo largo de la dirección del eje principal. Están ubicados uno junto al otro, y los dos cilindros de ese par están desplazados entre sí a lo largo de una dirección generalmente paralela al eje principal. Esta relación de superposición es posible gracias al desplazamiento relativo axial (D) de los dos cilindros que actúan sobre un carro específico (104). Ello permite mover radialmente hacia dentro la posición de los cilindros, en comparación con las configuraciones de los variadores anteriores, reduciendo así el tamaño de cualquier "saliente" en el exterior de la cubierta del variador necesario para acomodar los cilindros. Asimismo, se puede observar cómo los cilindros están situados parcialmente dentro de la cavidad entre el primer disco de variador (100) y su disco correspondiente (no mostrado). En variadores anteriores que utilizaban accionadores hidráulicos "de dos bocas" (como se explica en la descripción del estado anterior de la técnica mencionada previamente), el ángulo de la rueda pivotante venia dictado por la posición de los cilindros, y por lo tanto al colocar los cilindros entre los discos se limitaría de forma no deseada el ángulo de la rueda pivotante. Esta dificultad no se plantea en la configuración ilustrada, ya que el ángulo de la rueda pivotante se define con respecto a los carros (104). Además, el resultado del desplazamiento radial (OF) (Figura 2) es que todos los cilindros se mueven hacia el eje principal (M), reduciendo así de nuevo su proyección. De esta forma se reduce el volumen del variador al ubicar los cilindros, al menos parcialmente, dentro de las cavidades toroidales.

En la Figura 10 se ilustra, de forma esquemática, una configuración para la transferencia de impulso desde el variador. En esta configuración, los dos discos exteriores del variador (300 y 302) están ranurados o enchavetados al árbol principal (304), tal y como se indica en 306. También se debe transferir el impulso del ensamblaje interior de disco (308). Ello se puede conseguir a través de una cadena acoplada con el exterior del ensamblaje de disco (308), de una forma que resultará conocida a un experto en este campo. No obstante, es aconsejable para algunas instalaciones de variador transferir impulso a través de un componente que gira alrededor del eje principal del variador definido por el árbol (310). Una forma especialmente sencilla de conseguir este efecto consiste en, como se muestra en la Figura 10, acoplar al ensamblaje de disco interior (308) un rotor en forma de tambor (312) situado en una posición radial hacia fuera a partir de los discos del variador y que se extiende a lo largo de la dirección axial a una zona (314) más allá del disco exterior (302). Un engranaje adicional, que no se muestra pero que sería normalmente de tipo epicicloidal, puede acoplarse al tambor (312) en este área.

El solicitante ha reconocido desde hace mucho tiempo que este tipo de configuración para la transferencia de potencia es aconsejable - y, de hecho, se ha implementado en prototipos anteriores de variador que no utilizaban accionadores lineales para controlar los rodillos individuales -, pero hasta ahora han resultado poco prácticos en relación con los rodillos que se sirven de dichos accionadores, ya que la proyección radial de los cilindros de control del rodillo en estas configuraciones anteriores hacían que el diámetro del tambor (312) necesario para salvar los cilindros fuera excesivo. Aunque no se muestran los cilindros en la Figura 10, se sobreentiende que han sido construidos y configurados como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figuras 2-9. Como consecuencia, se ha reducido al mínimo su proyección radial y no es necesario que el diámetro del tambor (312) sea excesivo.

La modalidad mencionada anteriormente se presenta únicamente a modo de ejemplo. Sin duda alguna, los lectores de este documento que sean expertos en la materia podrán concebir otras modificaciones posibles dentro del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, en otras modalidades (no ilustradas) se podría prescindir del desplazamiento radial (OF). En dichas modalidades, la orientación de los carros que soportan los rodillos podría estar limitada de otra manera, por ejemplo al formar configuraciones de pistón/cilindro con una chaveta y chavetero o con una sección transversal no circular para impedir la rotación de los pistones. En dichas modalidades, se necesitaría normalmente un método alternativo para proporcionar la flexibilidad axial necesaria en la posición del rodillo, lo que se podría conseguir al proporcionar a la configuración de cojinete cierto grado de "flotación" lateral con relación al carro.

Aunque los ejes de los accionadores del rodillo, mostrados en la Figura 6 por P1 y P2, se encuentran en planos radiales en la modalidad ilustrada y no forman una intersección, sería posible orientar ambos accionadores sobre un eje común inclinado con respecto al plano radial.

Se considera que la configuración ilustrada de cojinete se adapta especialmente bien a los requisitos técnicos, aunque también son posibles otras construcciones. Por ejemplo, para definir el eje de inclinación sería posible, en vez de la configuración de lengüeta y ranura ilustrada en la Figura 7, utilizar una clavija alineada con el eje de inclinación que atravesara la articulación de rótula esférica, de forma que la rotación relativa de esta articulación de rótula esférica fuera posible únicamente alrededor del eje definido por la clavija.

En las Figuras 11 y 12 se ilustran dos posibles construcciones alternativas del rodillo y de su cojinete asociado. En ambos casos esta configuración sirve para aislar eficazmente el cojinete de la carga de compresión aplicada al rodillo por los diferentes discos del variador. Como ocurría en el caso previo, el rodillo está indicado por 102, el cojinete rotativo sobre el que el rodillo se monta por 204 y la articulación de rótula esférica permite la precesión del rodillo en 208 y 210.

En la Figura 11, el rodamiento exterior (400) del cojinete rotativo (204) soporta un canal abierto hacia fuera radialmente (402) que recibe un borde proyectado radialmente hacia dentro (404) del rodillo. El borde queda atrapado dentro del canal gracias a una pestaña (406) dentro del canal y está acoplado a la misma a través de una banda flexible (408). Por consiguiente, la deformación del rodillo hace que el borde se mueva hacia el interior del canal (402), pero este movimiento es acomodado sin que se produzca una deformación correspondiente del rodamiento exterior (400).

En la Figura 12 un borde (500) se proyecta radialmente hacia dentro desde el rodillo (102) y termina en una pestaña (502) acoplada al rodamiento interior del cojinete (204). El rodamiento exterior del cojinete está acoplado al receptáculo (208) a través de un anillo (504). Cuando el rodillo se deforma radialmente hacia dentro al sufrir una presión, a lo largo de la dirección indicada por la flecha D, la pestaña (502) y el rodamiento interior del cojinete se deforman en la misma medida hacia dentro, pero como el espacio entre los rodamientos del cojinete se incrementa, la función del cojinete no se ve perjudicada. El cojinete no necesita soportar la carga de compresión aplicada al rodillo.

Claims (9)

1. Un ensamblaje de rodillo y cojinete para una unidad de transmisión continuamente variable con tracción de rodillo, en el que el rodillo (102) posee una periferia exterior que se desplaza por un par de rodamientos de transmisión (100) con el fin de transmitir impulso del uno al otro, caracterizado porque el rodillo (102) comprende un collarín para soportar la fuerza de compresión aplicada al rodillo por los rodamientos de transmisión; el cojinete comprende un cojinete rotatorio (204) ubicado dentro del collarín del rodillo y cuenta con rodamientos interiores y exteriores; también se caracteriza porque se suministra un acoplamiento (206) entre el collarín del rodillo y el cojinete que sirve para montar, de forma rotatoria, el rodillo sobre el cojinete y acomodar la deformación del collarín del rodillo causada por la fuerza de compresión, sin que se produzca una deformación correspondiente del rodamiento exterior del cojinete.

2. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en la reivindicación 1, que además comprende un soporte de pivotaje a través del cual el ensamblaje se puede montar en un carro de rodillo (104); el soporte de pivotaje es de un tipo que permite la precesión del eje del rodillo con relación al carro.

3. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en la reivindicación 2, en el que el soporte de pivotaje comprende una articulación de rótula esférica (208 y 210) ubicada dentro del cojinete (204).

4. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en la reivindicación 3, en el que se suministra un miembro de control que se proyecta desde una de las articulaciones de rótula esférica hasta la otra, permitiendo una rotación relativa de la articulación de rótula esférica únicamente alrededor de un eje de inclinación (castor axis).

5. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en la reivindicación 4, en el que el miembro de control comprende una lengüeta (212) que se proyecta desde una de las articulaciones de rótula esférica y que es recibida en una ranura (214) en la otra articulación de rótula esférica; esta lengüeta es capaz de deslizarse a lo largo de la ranura para permitir una rotación relativa de la articulación de rótula esférica.

6. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 3 y la 5, en el que el cojinete comprende rodamientos exteriores e interiores; el rodamiento interior posee una superficie interior a la que se ha dado forma para que sirva de receptáculo y pueda ser montado, de esta manera, sobre la bola.

7. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 3 y la 6, montado sobre un carro de rodillo a través de un vástago (116) que es recibido en la bola; la bola puede moverse a lo largo del vástago para acomodar el desplazamiento del rodillo con respecto al carro.

8. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 7, en el que el acoplamiento (206) comprende una banda flexible a través de la cual el cojinete se acopla al collarín del rodillo.

9. Un ensamblaje de rodillo y cojinete, tal y como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 7, en el que el collarín del rodillo está montado a través del acoplamiento en el rodamiento interior del cojinete.