ES2286004T3 - Embrague multidisco con unos medios helicoidales para ajustar dinamicamente la carga de compresion axial sobre los discos. - Google Patents
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Abstract
Embrague que comprende: - una carcasa (10) unida a un árbol conductor y que presenta un eje de rotación; - un cubo (40; 140; 240) fijado a un árbol conducido (50, 51); - una pluralidad de discos de fricción conductores (20) provistos de dientes exteriores (21); - una pluralidad de discos de fricción conducidos (30) provistos de dientes internos (31) unidos para rotación a dicho cubo (40; 140; 240), estando cada una de dichos discos de fricción conducidos (30) interpuestos entre discos de fricción conductores adyacentes 20); - unos primeros asientos (11) provistos en la carcasa (10) y engranados por los dientes exteriores (21) de dichos discos de fricción conductores (30); - unos segundos asientos (41; 141; 241) que proporcionan la transmisión de movimiento entre dichos discos de fricción conducidos (30) y dicho cubo (40; 140; 240); y - un disco de presión (70, 71, 72, 73) para empujar dichos discos de fricción (20, 30) en una dirección axial, en el que dichos primeros asientos (11) o segundos asientos (41; 141; 241) presentan una forma helicoidal, con una inclinación con respecto al eje de rotación de la carcasa, caracterizado porque dicha inclinación está comprendida en el intervalo de 3º a 6º para embragues en seco y desde 10º a 20º para embragues en baño de aceite.
Description
Embrague multidisco con unos medios helicoidales
para ajustar dinámicamente la carga de compresión axial sobre los
discos.
La presente invención se refiere a un embrague
multidisco que comprende unos medios para ajustar la fuerza de
compresión en la dirección axial de los discos con la variación del
par que se va a transmitir.
En el ámbito de la transmisión de movimiento
desde un árbol conductor a un árbol conducido, es conocido, por la
técnica anterior, que se necesita insertar entre los árboles un
dispositivo (embrague) para su acoplamiento que, por medio de un
movimiento axial, permite que los dos árboles se acoplen o
desacoplen con respecto a la rotación.
También se conoce por la técnica anterior que
los elementos esenciales de dichos embragues consisten en juegos de
discos de acero, que forman una sola pieza con el cubo del árbol
conductor o conducido, alternando con los discos, recubiertos de
material de fricción, integrados con una carcasa, que a su vez, está
unida al árbol conductor o conducido y estos discos, cuando se
comprimen en la dirección axial por medio de empuje correspondiente,
hacen que el par se transmita desde el árbol conductor al árbol
conducido.
Cuando aumenta el empuje axial aplicado a los
discos, se producirá un aumento correspondiente en el par
transmitido por el embrague.
En consecuencia, se han desarrollado
dispositivos de empuje basados en el uso de muelles axialmente
interpuestos entre el cubo del árbol conducido y un elemento que
ejerce empuje en la dirección axial y se utilizan, por ejemplo, en
el campo de los vehículos de dos ruedas, aumentando
proporcionalmente la carga al par máximo que se puede desarrollar y
que ha de transmitirse al árbol conducido o, dicho de otro modo, a
la rueda motriz de la motocicleta a través de la caja de
engranajes.
Sin embargo, la alta presión del muelle de
empuje aunque de utilidad para la transmisión de un par mayor, da
lugar a algunos problemas, incluyendo:
- -
- el hecho de que la presión de los muelles, siendo fija, ha de preajustarse a un valor máximo de modo que el valor máximo del par suministrado por el motor se pueda transmitir, y
- -
- el hecho de que la presión del muelle de empuje es también la que se opone al desacoplamiento del embrague que, en el ámbito de las motocicletas, se produce por una operación manual por el conductor en la palanca del control situada en el manillar; una presión excesiva de los muelles requerida por un alto valor del par hace, por lo tanto, que la palanca de control sea extremadamente rígida para su accionamiento;
- -
- el hecho de que, cuando se invierte el par, el alto valor de la presión del muelle mantiene un alto valor del par que, en el caso de vehículos de dos ruedas, puede causar el bloqueo y/o deslizamiento de la rueda motriz.
En consecuencia, se han propuesto soluciones
técnicas con el objetivo de hacer que la presión de los muelles de
empuje axiales varíe con la modificación del par que se va a
transmitir. Basándose en estas soluciones en la interposición de
elementos auxiliares, tales como levas de cara y elementos similares
situados entre el cubo del árbol conducido y los discos de presión
que, cuando aumenta el par sobre el árbol conductor, flexionan
axialmente contra los muelles de empuje lo que hace que se produzca
una mayor compresión de los muelles y un aumento correspondiente en
la presión de empuje, con un incremento consecuente en el par que se
puede transmitir por el embrague.
Estas soluciones conocidas, que actúan sobre los
muelles de empuje, no resuelven satisfactoriamente los problemas del
embrague, puesto que:
- -
- cuando aumenta el par, la presión de los muelles aumenta también y en consecuencia, se incrementa la fuerza requerida para accionar la palanca de control de desacoplamiento del embrague, siendo este problema cada vez más importante en los embragues en baño de aceite (húmedos), en los que el coeficiente de rozamiento disminuye de forma importante, lo que exige un aumento adicional en la presión de los muelles;
- -
- no funcionan satisfactoriamente como limitadores del par cuando se invierte el par del motor pero causan, en el caso específico de aplicación a vehículos de dos ruedas, el bloqueo y/o deslizamiento de la rueda motriz con un riesgo de patinaje, en particular cuando los engranajes se cambian con rapidez.
El documento
DE-A-1941683 se refiere a un
embrague según el preámbulo de la reivindicación 1, que incluye
asientos helicoidales para la transmisión de movimiento entre la
carcasa y el cubo de un embrague, que presenta una pluralidad de
discos de fricción conductores y conducidos axialmente comprimidos
por un disco de presión.
Así, existe un problema técnico para fabricar un
embrague, en particular para vehículos de dos ruedas, que estén
provistos de unos medios auxiliares para ajustar la carga axial
sobre los discos, posibilitando:
- -
- mantener la presión de los muelles de empuje hacia abajo, lo que hace causa una carga más baja sobre la palanca de desacoplamiento del embrague;
- -
- aumentar dicha carga axial sobre los discos a medida que se aumenta el par del motor sin dificultar el accionamiento de la palanca para desacoplar el embrague.
Dentro del alcance de este problema, existe un
requisito adicional para la carga sobre los discos para que
disminuya cuando se invierte el par reduciendo, de este modo, el
riesgo de bloqueo de la rueda.
Estos problemas técnicos se resuelven, según la
presente invención, mediante un embrague de acuerdo con la
reivindicación 1.
Se pueden obtener más detalles a partir la
descripción siguiente de un ejemplo no limitativo de una forma de
realización de la invención proporcionado haciendo referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
- la Figura 1 es una vista en sección de una
primera forma de realización del embrague según la invención;
- la Figura 2 es una sección transversal en un
plano vertical de la carcasa solidaria con el árbol conductor;
- la Figura 3 es el desarrollo en un plano de la
carcasa de la Figura 2 montada en el embrague;
- la Figura 4 es una vista en sección de una
segunda forma de realización del embrague según la invención;
- la Figura 5 es una vista en sección de una
forma de realización variante del embrague de la Figura 4;
- la Figura 6 es una vista en sección
transversal parcial de la corredera de empuje del embrague de la
Figura 5;
- la Figura 7 es en sección de una tercera forma
de realización del embrague según la invención; y
- la Figura 8 es una vista en sección
transversal parcial de la corredera de empuje del embrague de la
Figura 7.
Según se ilustra en la Figura 1, el embrague,
según la invención, comprende una carcasa 10 solidaria con el tren
de engranajes 1 del sistema de transmisión de movimiento (no
representado) de una motocicleta, con la interposición de un muelle
de acoplamiento flexible 2.
La superficie lateral 10a de la carcasa 10
presenta asientos 11 que alojan los dientes interiores 21 de los
discos 20 que están recubiertos de un material de fricción y que se
denominan "discos conductores" en el siguiente texto porque
son girados por el árbol conductor.
Entre cada par de discos consecutivos 20 está
interpuesta un disco de acero 30, provisto de dientes interiores 31
para su acoplamiento a un dentado radial del cubo correspondiente 40
del árbol conductor 50 en cuyo extremo libre están previstos unos
dientes 51 para transmisión al árbol conductor de la caja de
engranajes (no representada).
La varilla 60 para desacoplar el embrague se
inserta coaxialmente en el árbol conducido 50 y, cuando se acciona
por la palanca situada en el manillar de la motocicleta, empuja
axialmente sobre el disco de presión 70 a la que está acoplada
mediante un casquillo 61 y cojinetes 61a.
A su vez, dicho disco de presión 70 comprende
asientos 71 que se extienden axialmente hacia el interior y están
provistos de una abertura 71a en la base para permitir la entrada de
un saliente axial 42 del cubo 40.
Cada asiento 71 aloja un muelle de empuje 72
correspondiente comprimido entre la base del asiento y una arandela
73a integrada con el saliente axial 42 del cubo por medio de un
tornillo 73.
Según la invención, los asientos 11 de la
superficie lateral de la carcasa 10, en cuyos asientos se insertan
los dientes 21 de los discos 20, presentan una configuración
helicoidal con respecto al eje longitudinal de la carcasa.
La inclinación media del perfil helicoidal con
respecto al eje longitudinal está en el intervalo de 1º a 30º,
preferentemente desde 3º a 6º para embragues en seco y desde 10º a
20º para embragues en baño de aceite (húmedos) se pueden extender
sobre toda la longitud del asiento 11 con la dirección de la
inclinación determinada por el sentido de giro del motor.
Así, cuando aumenta el par transmitido, y en
consecuencia aumenta la componente tangencial transmitida por la
carcasa 10 al dentado 21 de los discos conductores 20, la componente
de fuerza transmitida en la dirección axial por la inclinación de
los asientos 11 aumenta también y con ella, la compresión relativa
de los discos 20 y 30 y en consecuencia, el par que se puede
transmitir por el embrague también resulta incrementado. Por el
contrario, si se invierte el par de torsión, la inclinación de los
asientos produce una disminución en la carga axial sobre los discos
y en consecuencia, en el par que se puede transmitir, por lo que
funciona como un limitador del par.
Así, la configuración particular de los asientos
de la carcasa permite una variación del comportamiento del embrague
como una función del par transmitido, sin variación, de la presión
axial de los muelles, que se puede calibrar, consecuentemente, para
valores de la presión relativamente bajos para mantener una presión
más baja en oposición al funcionamiento de la palanca de control
del desacoplamiento.
Además, es posible para la inclinación de los
asientos 11 de la carcasa 10 que se proporcione a lo largo de
solamente una parte de la profundidad axial del rebaje 11, lo que
hace el efecto parcial.
Según se ilustra en la Figura 4, el mismo efecto
se puede conseguir transfiriendo el ajuste el perfil de ajuste
helicoidal de la carcasa 10 al cubo.
En este caso, el cubo 140 está provisto de
dientes radiales helicoidales 141 capaces de acoplarse a una
correspondiente dentado 81 de una corredera 80 interpuesta entre la
carcasa 10 y el cubo 140.
Dicha corredera deslizante está provista,
además, de un dentado interior 142 para acoplarse al dentado 31 de
los discos conducidos 30 y se empuja axialmente contra el cubo por
el disco de presión 70.
El acoplamiento helicoidal entre el cubo 140 y
la corredera 80 causa un aumento o disminución en el empuje axial
sobre los discos 20, 30 cuando aumenta o disminuye el par del motor
transmitido por la carcasa 10.
Las Figuras 5 y 6 ilustran una forma de
realización variante del embrague de la Figura 4, en la que el
acoplamiento helicoidal entre la corredera 280 y el cubo 340 se
obtiene por medio de un casquillo dentado 341 situado axialmente
sobre dicho cubo 340 por medio de un asiento 341a que interacciona
con una correspondiente extensión radial 340a del cubo.
En otra forma de realización de la invención
(Figuras 7 y 8), el acoplamiento entre el cubo 240 y la corredera
280 se realiza por medio de rodillos 241 montados sobre pasadores
radiales 241a solidarios con el cubo 240, siendo dichos rodillos
insertados en los rebajes axiales correspondientes 281 de la
corredera 280 que presentan (Figura 8) un desarrollo helicoidal con
respecto al eje de rotación del cubo.
La inclinación de dichos rebajes está en el
intervalo de 1º a 30º.
Así, según se ilustra en la Figura 7, el par del
motor transmitido a la carcasa 10 crea un empuje tangencial sobre
la corredera 280, cuyos asientos 281, interaccionando con los
rodillos 241, resuelven dicha fuerza, generando una componente
axial que empuja la corredera en la dirección axial, comprimiendo,
así, los discos 20, 30 proporcionalmente al par del motor que se va
a transmitir.
En otra forma de realización de la invención, la
corredera interpuesta entre la carcasa 10 y el cubo 40 está
provista de un dentado exterior de tipo helicoidal de la manera
descrita anteriormente, para acoplamiento a los discos conducidos.
En consecuencia, el acoplamiento entre la corredera y el cubo puede
estar provisto de unos medios que puedan proporcionar un
deslizamiento axial rectilíneo y la transmisión del par, tales como
perfiles ranurados, pistas con rodillos o elementos similares.
Claims (12)
1. Embrague que comprende:
- -
- una carcasa (10) unida a un árbol conductor y que presenta un eje de rotación;
- -
- un cubo (40; 140; 240) fijado a un árbol conducido (50, 51);
- -
- una pluralidad de discos de fricción conductores (20) provistos de dientes exteriores (21);
- -
- una pluralidad de discos de fricción conducidos (30) provistos de dientes internos (31) unidos para rotación a dicho cubo (40; 140; 240), estando cada una de dichos discos de fricción conducidos (30) interpuestos entre discos de fricción conductores adyacentes 20);
- -
- unos primeros asientos (11) provistos en la carcasa (10) y engranados por los dientes exteriores (21) de dichos discos de fricción conductores (30);
- -
- unos segundos asientos (41; 141; 241) que proporcionan la transmisión de movimiento entre dichos discos de fricción conducidos (30) y dicho cubo (40; 140; 240); y
- -
- un disco de presión (70, 71, 72, 73) para empujar dichos discos de fricción (20, 30) en una dirección axial,
en el que dichos primeros asientos (11) o
segundos asientos (41; 141; 241) presentan una forma helicoidal,
con una inclinación con respecto al eje de rotación de la
carcasa,
caracterizado porque
dicha inclinación está comprendida en el
intervalo de 3º a 6º para embragues en seco y desde 10º a 20º para
embragues en baño de aceite.
2. Embrague según la reivindicación 1,
caracterizado porque la inclinación de dichos asientos (11;
41; 141; 241) está conformada sobre una parte limitada de la
longitud axial de cada asiento.
3. Embrague según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende una corredera (80; 280)
interpuesta entre el cubo (140; 340; 240), y los discos conducidos
(30) y móvil en la dirección axial con respecto al cubo.
4. Embrague según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicha corredera (80; 280) presenta
dientes exteriores para su acoplamiento a los discos conducidos
(30).
5. Embrague según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicha corredera (80) presenta dientes
interiores radiales (81) desarrollados de manera helicoidal para
acoplarse a los dientes radiales correspondientes (141) del cubo
(140).
6. Embrague según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicha corredera (280) presenta asientos
radiales (281) que presentan un desarrollo axial helicoidal.
7. Embrague según la reivindicación 6,
caracterizado porque dicho cubo (340) soporta un casquillo
dentado (341).
8. Embrague según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho casquillo dentado está dispuesto
axialmente sobre el cubo (340) por medio de un asiento (341a) que
está acoplado a un saliente (340a) del cubo (340).
9. Embrague según la reivindicación 6,
caracterizado porque el cubo (240) presenta unos elementos
radiales (241a, 241) que están acoplados a dichos asientos
helicoidales (281) de la corredera (280).
10. Embrague según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos elementos radiales están
constituidos por pasadores radiales (241a) fijados al cubo y
formando el eje de rotación de los rodillos (241).
11. Embrague según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicha corredera (80, 280) presenta un
dentado helicoidal exterior para acoplarse a los discos conducidos
y unos medios de acoplamiento en rotación al cubo, que pueden
proporcionar un deslizamiento axial rectilíneo de la corredera.
12. Embrague según la reivindicación 11,
caracterizado porque los dientes exteriores helicoidales se
extienden sobre una parte de los dientes que está limitada en la
dirección axial.
Applications Claiming Priority (2)
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