ES2301025T3 - Accionamiento compacto hidrostatico conmutable. - Google Patents
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Abstract
Accionamiento compacto hidrostático conmutable, con al menos un escalón planetario (2), en el cual un primer embrague conmutable (3) de discos múltiples une, de forma fija respecto al giro, a una corona (11) con una carcasa (1), y en el cual un segundo embrague de discos múltiples conmutable (4) une a la rueda satélite de la fase planetaria (2) con la corona (11) de forma fija respecto al giro, en donde la rueda satélite (8) de este escalón planetario (2) es accionada por un hidromotor y donde está prevista un alma planetaria (18) del escalón planetario (2) como toma de fuerza, caracterizado porque para la utilización como accionamiento de avance o accionamiento eólico, la carcasa (1), montada fijamente en el exterior, está provista de una carcasa (1a) de buje, dispuesta de forma giratoria enfrente de la misma y que sirve como toma de fuerza, para lo cual un rodamiento de rodillos cónicos dispuesto entre la carcasa (1) y una carcasa (1a) de buje, el cual absorbe las fuerzas actuantes desde el exterior sobre el engranaje, y que aloja en la zona interior de la carcasa (1) un soporte anular (12) de discos múltiples de forma radial por la pare exterior a los discos múltiples interiores del primer embrague de discos múltiples (3) y de forma radial opuesta por la parte interior a los discos múltiples del segundo embrague de discos múltiples (4), así como un resorte (20) adyacente que actúa en sentido axial sobre el soporte de discos múltiples (12) para el cierre del segundo embrague de discos múltiples (4), apoyándose la fuerza axial del resorte (20), con el segundo embrague de discos múltiples (4) cerrado, en un lado en este soporte de discos múltiples (12), en donde además, el conjunto de discos múltiples (16) se apoya asimismo sobre el soporte de discos múltiples (12), a fin de evitar la fricción y con ello la generación de calor en el punto de contacto (21) con el anillo intermedio (15).
Description
Accionamiento compacto hidrostático
conmutable.
La presente invención se refiere a un
accionamiento compacto hidrostático conmutable, especialmente para
accionamientos de vehículos y accionamientos eólicos, con al menos
un escalón planetario, en el cual un primer embrague conmutable de
discos múltiples une, de forma fija respecto al giro, a una corona
con una carcasa, y un segundo embrague de discos múltiples une a la
rueda satélite del escalón planetario con la corona, de forma fija
respecto al giro, en donde la rueda satélite de este escalón
planetario es accionada por un hidromotor y donde está prevista un
alma planetaria del escalón planetario como toma de fuerza.
El campo principal de aplicación de un
accionamiento compacto semejante son vehículos o elementos eólicos
accionados hidrostáticamente. Dentro del accionamiento compacto se
utiliza al menos un escalón planetario para la reducción de las
revoluciones de giro, el cual puede ser integrado dentro del
accionamiento compacto, ocupando especialmente poco espacio.
Además, dos embragues de discos múltiples proporcionan normalmente
una conmutación, en donde un primer conjunto de discos es
comprimido para unir, a prueba de giro, un elemento del engranaje
de la fase planetaria con la carcasa, de manera que con el otro
embrague de discos múltiples libre, la multiplicación de la fase
planetaria sea superior a uno. El otro conjunto de discos múltiples
se comprime, por el contrario, para unir entre sí dos elementos del
engranaje de la fase planetaria, a fin de impulsar, con el primer
embrague de discos múltiples abierto y sin variación de las
revoluciones, con una multiplicación de i=1. Además es posible,
mediante la apertura de ambos conjuntos de discos múltiples,
desacoplar el accionamiento y la toma de fuerza, o bien bloquear el
engranaje completamente mediante la compresión de ambos conjuntos
de discos múltiples. Normalmente, los embragues de discos múltiples
se cierran, por razones técnicas de seguridad, mediante un resorte,
y se ventilan mediante presión hidrostática a través de un
denominado "émbolo diferencial".
Del documento EP 0 408 592 Bl se conoce un
accionamiento compacto hidrostático conmutable de este tipo. También
aquí se realiza la conmutación de un engranaje, dotado de escalón
planetario, a través de dos embragues de discos múltiples. En los
engranajes de esta forma de construcción es necesario transmitir las
fuerzas de cierre del segundo embrague de discos múltiples al
conjunto de discos múltiples en rotación. Esto tiene lugar aquí
debido a que la presión hidráulica para el accionamiento del
embrague de discos múltiples se conduce hasta el émbolo diferencial
de arrastre a través de un conducto giratorio. Con ello, sin
embargo, las revoluciones del árbol de transmisión están limitadas
por las velocidades tangenciales admisibles de las juntas rotatorias
de empaquetadura del conducto giratorio. Además, en las juntas cabe
esperar una duración de vida comparativamente corta debido al
funcionamiento
continuo.
continuo.
Del documento DE 93 18 634 Ul se conoce otro
accionamiento compacto del género expuesto. En esta construcción,
la fuerza axial que se genera a través de las fuerzas de cierre del
segundo embrague de discos múltiples es transmitida al conjunto de
discos múltiples a través de un émbolo diferencial, fijo respecto al
giro, mediante cojinetes axiales. En la transmisión de la fuerza
mediante cojinetes axiales es un inconveniente, sin embargo, que en
los cojinetes axiales tiene lugar, bajo carga con un elevado número
de revoluciones, una elevada generación de calor. Además, los
cojinetes axiales presentan exigencias especiales en cuanto a la
lubricación. Debido a la capacidad de carga preestablecida de los
cojinetes en el caso de espacios de alojamiento estrechos, solamente
se pueden transmitir fuerzas limitadas, de modo que la capacidad de
rendimiento del embrague de discos múltiples no se puede
aprovechar.
La presente invención se plantea por tanto el
objetivo de encontrar una solución para la conmutación de un
engranaje del género expuesto, la cual, por un lado, garantice una
duración óptima de vida del engranaje y, por otro lado, ocasione
una mínima generación de calor.
El objetivo se alcanza partiendo de un
accionamiento compacto hidrostático conmutable, según el preámbulo
de la reivindicación 1, en unión con las características
identificativas del mismo. Las siguientes reivindicaciones,
dependientes de la anterior, reproducen perfeccionamientos
ventajosos de la invención.
La invención incluye la teoría técnica de que
está previsto un portador de discos múltiples, el cual acoge a los
discos múltiples interiores del primer embrague de discos múltiples
y los discos múltiples exteriores del segundo embrague de discos
múltiples, así como a un resorte para el cierre del segundo embrague
de discos múltiples, apoyándose la fuerza axial del resorte, con el
segundo embrague de discos múltiples cerrado, en un lado sobre ése
portador de discos múltiples y en el otro lado sobre un anillo
intermedio desplazable axialmente, y apoyándose el conjunto de
discos múltiples, por el contrario, en el portador de los discos
múltiples.
La ventaja de esta solución se justifica sobre
todo porque con el soporte de discos múltiples según la invención
se utiliza un elemento constructivo funcional integrado dentro del
engranaje, el cual se puede colocar, ocupando poco espacio dentro
del mismo, de tal modo que se evita una fricción y la generación de
calor asociada a la misma en el punto de contacto entre el émbolo
diferencial que acciona el embrague y el necesario anillo intermedio
del segundo embrague de discos múltiples.
Mientras que la fuerza elástica del resorte que
actúa sobre el embrague de discos múltiples se apoya dentro del
elemento del engranaje, unido, de forma fija respecto al giro, en un
estado de conmutación con la carcasa y en el otro estado de
conmutación con otro elemento del engranaje, las fuerzas axiales
permanecen dentro de este elemento en el estado de conmutación en
el que están unidos entre sí dos elementos del engranaje, y no
tienen que ser soportadas a través de cojinetes axiales.
El anillo intermedio está unido preferentemente,
en la zona del segundo embrague de discos múltiples, mediante un
cojinete de deslizamiento con un émbolo diferencial activado
hidráulicamente para la ventilación del embrague de discos
múltiples contra la fuerza axial del resorte. El sencillo cojinete
de deslizamiento se puede utilizar en este caso porque por a través
de aquí no circula ninguna fuerza de aplicación. En el otro estado
de conmutación, la fuerza de ventilación del émbolo diferencial
hidrostático se transmite a través del cojinete de deslizamiento
para la apertura del conjunto de discos múltiples. En este caso, el
elemento constructivo no se mueve, de manera que, aunque en el
punto del cojinete de deslizamiento existe una fuerza axial, no se
produce, sin embargo, ningún movimiento relativo entre los
componentes del apoyo. Alternativamente al cojinete de deslizamiento
también es imaginable utilizar en este punto un rodamiento para,
por ejemplo, continuar mejorando las propiedades de desgaste en
comparación con el cojinete de deslizamiento.
Se propone además, que el soporte de discos
múltiples del segundo embrague de discos múltiples esté unido con
la corona, de forma fija respecto al giro, mediante un engranaje
acoplado. Esta solución de unión permite un fácil montaje o
desmontaje de dicho soporte de discos múltiples, en beneficio de la
comodidad de reparación, en el caso de que el embrague de discos
múltiples requiera un mantenimiento o una reparación.
Según otra medida de mejora, con vistas a una
reparación fácil, se propone que la rueda satélite de la fase
planetaria esté unida directamente con el hidromotor mediante un
engranaje de encastre, y que esté provista de otro engranaje de
arrastre, el cual esté unido directamente, entre la rueda satélite y
la corona, con los discos múltiples interiores del segundo embrague
de discos múltiples. Esta unión efectiva coaxial para la
transmisión de la fuerza contribuye además también al ahorro de
elementos constructivos.
Las fuerzas que actúan desde el exterior sobre
el engranaje deberían ser absorbidas preferentemente mediante un
rodamiento de rodillos cónicos. Este tipo de rodamiento resulta aquí
óptimo con vistas a las fuerzas a soportar. Naturalmente que
también es posible, de forma alternativa a ello, recurrir a un
rodamiento de rodillos cilíndricos, un rodamiento a bolas o
similares.
Para el incremento de la relación de
desmultiplicación del accionamiento compacto se propone que estén
conectados progresivamente otros escalones planetarios al escalón
planetario, el cual está disponible de todos modos. Estos pueden
alojarse, en el caso de un accionamiento de marcha, en la zona de la
carcasa del buje. El accionamiento de las otras fases planetarias
se realiza preferentemente a través de sus árboles solares.
Otras medidas que mejoran la invención se
describen a continuación más detalladamente, conjuntamente con la
descripción de un ejemplo de realización preferente de la invención,
en base a una única figura. La figura muestra un plano esquemático
de conexiones de un accionamiento compacto hidrostático como
accionamiento de marcha.
El accionamiento compacto hidrostático
conmutable está rodeado de una carcasa 1, que aloja a un escalón
planetario 2, un primer embrague de discos múltiples conmutable 3,
así como un segundo embrague de discos múltiples conmutable 4. En
la carcasa 1 va montada una carcasa de buje 1a, giratoria a través
de un rodamiento de rodillos cónicos, la cual sirve como toma de
fuerza, en este caso para el alojamiento de una rueda de un
vehículo. El primer embrague de discos múltiples conmutable 3 une a
una corona 11 de la fase planetaria 3, de forma fija respecto al
giro, con la carcasa 1. A través del segundo embrague de discos
múltiples conmutable 4, la rueda satélite 8 de la fase planetaria 2
se puede unir fijamente a la corona 11 de la segunda fase
planetaria, de forma fija respecto al giro. La rueda satélite 8 de
la fase planetaria 2 se acciona a través de un hidromotor 7. Un
alma planetaria 18 de la fase planetaria 2 sirve, por el contrario,
como toma de fuerza, y está unida para este fin con la rueda
satélite de una fase planetaria 5 conectada a continuación. A esta
fase planetaria 5 va conectada nuevamente otra fase planetaria 5a
para una nueva desmultiplicación. Las ruedas satélite de ambas
fases planetarias 5 y 5a, conectadas consecutivamente, están
configuradas de forma fija junto a la carcasa 1a de la toma de
fuerza.
El embrague de discos múltiples 4 tiene un
soporte de discos múltiples 12 para los discos múltiples interiores,
que aloja también, como elemento constructivo integrado dentro de
la función, a los discos múltiples exteriores del embrague de
discos múltiples 3, así como además también a un resorte 20 para el
cierre del segundo embrague de discos múltiples 4. Los discos
múltiples interiores correspondientes a los discos múltiples
exteriores indicados del segundo embrague de discos múltiples 4
están unidos directamente con la rueda satélite 8 de la fase
planetaria 2 a través de un engranaje de arrastre, no representado
aquí en detalle. La rueda satélite 8 de la fase planetaria 2
presenta además un engranaje de encastre, que tampoco se representa
aquí en detalle, para el acoplamiento del hidromotor 7 como unidad
de accionamiento.
La unión a prueba de giro del soporte de discos
múltiples 13 para los discos múltiples exteriores con la corona 11
se realiza por medio del primer embrague conmutable de discos
múltiples 3, mediante un engranaje de acoplamiento.
Ambos embragues de discos múltiples 3 y 4 se
pueden cerrar a través de los respectivos resortes 10 y 20
asignados, mientras que la ventilación de ambos embragues de discos
múltiples 3 y 4, en la forma de por sí conocida, se realiza
hidráulicamente a través de disposiciones correspondientes de
émbolos y cilindros. Por parte del primer embrague de discos
múltiples 3 sirve para ello un émbolo diferencial 19; por parte del
segundo embrague de discos múltiples 4 está previsto para ello un
émbolo diferencial 14 asignado al mismo. La unión de acción entre
el émbolo diferencial 14 y el conjunto de discos múltiples del
segundo embrague de discos múltiples 4 se establece a través de un
anillo intermedio 15, mediante un apoyo de deslizamiento entre el
émbolo diferencial 14 y el anillo intermedio 15. La fuerza axial
del resorte 20 del segundo embrague de discos múltiples se apoya en
la posición de cierre por un lado en el soporte de discos múltiples
12 y por el otro lado en el anillo intermedio 15, axialmente
desplazable, apoyándose nuevamente el conjunto 16 de discos
múltiples en el soporte de discos múltiples 12.
En la primera marcha, el conjunto de discos
múltiples 9 del primer embrague de discos múltiples 3 está
comprimido por el resorte 10. A través de ello, queda unida la
corona 11, junto con el soporte de discos múltiples 12, el cual
está unido de forma fija respecto al giro a través de otro soporte
de discos múltiples 13, con la carcasa 1. El émbolo diferencial 14
es impulsado con presión hidráulica y extrae al anillo intermedio 15
del paquete de discos múltiples 16, y lo abre. El número de
revoluciones de entrada es transmitido por la rueda satélite 8 al
engranaje planetario 5 a través de la rueda planetaria 17 y de la
unión planetaria 18, con una multiplicación de i>l. Dado que en
este estado de conexión el soporte de discos múltiples 12 está unido
a la carcasa 1 de forma fija respecto al giro, no hay un número de
revoluciones relativo respecto al émbolo diferencial 14.
En la segunda marcha, el émbolo diferencial 19
se somete a presión, y libera a la unión, que es de forma fija
respecto al giro, de los soportes 12 y 13 de discos múltiples. La
corona 11 puede girar libremente con respecto a la carcasa 1. El
émbolo diferencial 14 está, por el contrario, sin presión. El
conjunto de muelles 20 actúa sobre el conjunto de discos múltiples
16, el cual une a la rueda satélite 8 con la corona 11, de forma
fija respecto al giro, a través del soporte de discos múltiples 12.
Las fuerzas de muelle necesarias para la compresión del conjunto de
discos múltiples 16 del segundo embrague de discos múltiples 4 y sus
fuerzas antagónicas, se poyan dentro del soporte de discos
múltiples 12. En este estado de conexión, la fase planetaria 2 está
en sí bloqueada a través de la unión de la rueda satélite 8 y la
corona 11, y transmite el número de revoluciones de entrada, con la
multiplicación i=1, a la fase planetaria 5. Entre el émbolo
diferencial 14 y el anillo de presión 15 existe una diferencia en
el número de revoluciones del orden del número de revoluciones de la
rueda satélite 8. No existe, sin embargo, ninguna transmisión de
fuerzas axiales en este punto. Con ello se producen pérdidas debido
a la fricción, y el desarrollo de calor generado por la misma,
solamente durante un corto tiempo durante la conexión del punto de
contacto 21 entre el émbolo diferencial 14 y el anillo intermedio
15.
Como hasta aquí se genera la fuerza axial dentro
de las partes giratorias del segundo embrague de discos múltiples,
el accionamiento de control hidráulico, el cual está dispuesto con
respecto a la carcasa de forma fija respecto al giro, está sin
carga si el embrague de discos múltiples 4 está conectado. Con la
aplicación de presión al dispositivo de accionamiento se ventila el
segundo embrague de discos múltiples 4, y los elementos
constructivos que sirven para el accionamiento se paran. Con ello
se pueden suprimir completamente los rodamientos de presión en la
zona del accionamiento del embrague de discos múltiples, con lo cual
se genera menos calor en el engranaje, lo que a su vez incrementa
su duración de vida y su rendimiento.
- 1
- Carcasa
- 1a
- Carcasa del buje
- 2
- Escalón planetario
- 3
- Primer embrague de discos múltiples
- 4
- Segundo embrague de discos múltiples
- 5
- Escalón planetario
- 5a
- Escalón planetario
- 6
- Rodamiento de rodillos cónicos
- 7
- Hidromotor
- 8
- Rueda satélite
- 9
- Conjunto de discos múltiples
- 10
- Resorte
- 11
- Corona
- 12
- Soporte de discos múltiples
- 13
- Soporte de discos múltiples
- 14
- Embolo diferencial
- 15
- Anillo intermedio
- 16
- Conjunto de discos múltiples
- 17
- Rueda planetaria
- 18
- Alma planetaria
- 19
- Embolo diferencial.
Claims (7)
1. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable, con al menos un escalón planetario (2), en el cual un
primer embrague conmutable (3) de discos múltiples une, de forma
fija respecto al giro, a una corona (11) con una carcasa (1), y en
el cual un segundo embrague de discos múltiples conmutable (4) une a
la rueda satélite de la fase planetaria (2) con la corona (11) de
forma fija respecto al giro, en donde la rueda satélite (8) de este
escalón planetario (2) es accionada por un hidromotor y donde está
prevista un alma planetaria (18) del escalón planetario (2) como
toma de fuerza, caracterizado porque para la utilización como
accionamiento de avance o accionamiento eólico, la carcasa (1),
montada fijamente en el exterior, está provista de una carcasa (1a)
de buje, dispuesta de forma giratoria enfrente de la misma y que
sirve como toma de fuerza, para lo cual un rodamiento de rodillos
cónicos dispuesto entre la carcasa (1) y una carcasa (1a) de buje,
el cual absorbe las fuerzas actuantes desde el exterior sobre el
engranaje, y que aloja en la zona interior de la carcasa (1) un
soporte anular (12) de discos múltiples de forma radial por la pare
exterior a los discos múltiples interiores del primer embrague de
discos múltiples (3) y de forma radial opuesta por la parte interior
a los discos múltiples del segundo embrague de discos múltiples
(4), así como un resorte (20) adyacente que actúa en sentido axial
sobre el soporte de discos múltiples (12) para el cierre del segundo
embrague de discos múltiples (4), apoyándose la fuerza axial del
resorte (20), con el segundo embrague de discos múltiples (4)
cerrado, en un lado en este soporte de discos múltiples (12), en
donde además, el conjunto de discos múltiples (16) se apoya
asimismo sobre el soporte de discos múltiples (12), a fin de evitar
la fricción y con ello la generación de calor en el punto de
contacto (21) con el anillo intermedio (15).
2. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según la reivindicación 1, caracterizado porque el
anillo intermedio (15) está unido a través un cojinete de
deslizamiento con un émbolo diferencial (14), de accionamiento
hidráulico, para la ventilación del embrague de discos múltiples (4)
frente a la fuerza axial del resorte (20).
3. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según la reivindicación 1, caracterizado porque
el anillo intermedio (15) está unido a través de un rodamiento con
un émbolo diferencial (14), de accionamiento hidráulico, para la
ventilación del embrague de discos múltiples (4) frente a la fuerza
axial del resorte (20).
4. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según una de las reivindicaciones 1 hasta 3,
caracterizado porque el soporte de discos múltiples (12) del
segundo embrague de discos múltiples (4) está unido de forma fija
respecto al giro con la corona (11) a través de un engranaje de
acoplamiento.
5. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según una de las reivindicaciones 1 hasta 4,
caracterizado porque la rueda satélite (8) de la fase
planetaria (2) está unida a través de un engranaje de conexión,
directa y coaxialmente, con el hidromotor (7), en donde otro
engranaje de arrastre en la zona de la rueda satélite está unido
directamente con los discos múltiples del segundo embrague de discos
múltiples (4), entre la rueda satélite (4) y la corona (11).
6. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque al alma planetaria (18) de la fase
planetaria (2) se le conecta a continuación al menos otra fase
planetaria (5,5a) para la desmultiplicación del número de
revoluciones del engranaje.
7. Accionamiento compacto hidrostático
conmutable según la reivindicación 6, caracterizado porque
están previstas exactamente dos fases planetarias (5, 5a) más,
realizándose el accionamiento respectivo de las fases planetarias
adicionales (5, 5a) mediante sus ruedas satélite.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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