ES2306157T3 - Variador. - Google Patents

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ES2306157T3 ES05749819T ES05749819T ES2306157T3 ES 2306157 T3 ES2306157 T3 ES 2306157T3 ES 05749819 T ES05749819 T ES 05749819T ES 05749819 T ES05749819 T ES 05749819T ES 2306157 T3 ES2306157 T3 ES 2306157T3
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Brian Joseph Dutson
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces

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Abstract

Un dispositivo de relación continuamente variable que comprende un primer y un segundo anillo de rodadura (252 y 254) montados para la rotación de los mismos alrededor de un eje común (218), conocido como el eje del variador, y al menos un rodillo (200) acoplado a un soporte (204) montado para su rotación alrededor de un eje de rodillo (222) que se define en relación al soporte y que actúa sobre ambos anillos de rodadura para transmitir impulso entre ellos a una relación de transmisión variable. Este dispositivo se caracteriza también porque comprende engranajes centrales (212) y anulares (214) dispuestos de manera concéntrica, el soporte está provisto de dientes de engranaje (246) que se engranan con los engranajes central y anular, y el acoplamiento (230, 234, 236 y 244) entre el rodillo y su soporte permite al rodillo llevar a cabo una precesión alrededor del eje de precesión (228) definido en relación al soporte y que no es paralelo al eje del rodillo, de manera que la rotación relativa de los engranajes central y anular hace que el soporte gire alrededor de un eje de soporte (226) que no es paralelo a los ejes del rodillo y de precesión, causando así la precesión del rodillo y el consiguiente cambio en la relación de transmisión.

Description

Variador.
La presente invención se refiere a un tipo de variadores con tracción de rodillo en el que el impulso se transmite desde un anillo de rodadura a otro mediante uno o más rodillos cuya orientación varía de acuerdo con la relación de transmisión del variador. En particular, la presente invención se refiere a un mecanismo novedoso para el control de la orientación de los rodillos.
La palabra "variador", tal y como se utiliza en el presente, hace referencia a un dispositivo de transmisión que proporciona una relación continuamente variable. En la Figura 1 se ilustra - simplemente a modo de ejemplo, sin ánimo de limitación y de una forma muy simplificada - algunos de los componentes principales de un variador conocido del tipo de tracción de rodillo (10) en el que el impulso se transmite desde anillos exteriores discoidales (12 y 14) a un anillo interior discoidal (16) (o viceversa) mediante rodillos (18) que funcionan sobre los anillos de rodadura. Únicamente se muestran dos rodillos, aunque un variador de este tipo en la práctica normalmente posee seis rodillos en total, tres en cada una de las dos cavidades (38) definidas entre los anillos de rodadura. Se obtiene la tracción entre los rodillos y los anillos de rodadura al impulsar los unos hacia los otros, lo que se consigue en este ejemplo por medio de un accionador hidráulico (20) que impulsa un anillo de rodadura (14) hacia los restantes. En el ejemplo ilustrado, se calza el anillo de rodadura exterior izquierdo (14) en un árbol del variador (22) para que rote con él, mientras que el anillo de rodadura exterior derecho (12) en esta ilustración forma parte integral del árbol. Se monta el anillo de rodadura interior (16) para la rotación alrededor del árbol, que puede ser propulsado por un motor representado esquemáticamente en 23. La rotación de los anillos de rodadura exteriores (12 y 14) hace girar los rodillos (18) y, por consiguiente, el anillo de rodadura interior (16). La toma de fuerza del anillo de rodadura interior se realiza mediante una cadena acoplada al mismo o mediante un dispositivo coaxial, siendo ambos mecanismos bien conocidos en el estado de la técnica.
Los rodillos son capaces de llevar a cabo una "precesión", es decir, cada uno de ellos puede cambiar su orientación, variando la inclinación del eje del rodillo con respecto al "eje del variador" (21) definido por el árbol (22). En la Figura 1 se indican dos posibles orientaciones alternativas de los rodillos (18) en líneas continuas y discontinuas, respectivamente. Resultará evidente que al cambiar de una orientación a la otra, cada rodillo modifica la circunferencia relativa de los recorridos que traza en los anillos de rodadura interior y exterior, permitiendo así cambiar la relación de transmisión del variador.
Por lo tanto, los soportes del rodillo deben permitirle girar sobre su propio eje y también girar alrededor de un eje diferente, el cual se denominará "eje de precesión". Consiguientemente, el movimiento de giro que cambia la orientación del rodillo se denomina con frecuencia en el presente "precesión". La precesión del rodillo no se controla directamente al aplicar un par motor a los soportes del rodillo alrededor del eje de precesión, sino que los soportes del rodillo dejan al rodillo libre para que pueda realizar una precesión y se controla la orientación del rodillo mediante un efecto de dirección que los anillos de rodadura ejercen sobre los rodillos. La configuración conocida de variador que se ilustra en las Figuras 2 y 3 constituye un ejemplo de este mecanismo. Estos dibujos proceden (con algunas modificaciones) de la patente británica GB 2227287 de Torotrak (Development) Limited. Para obtener más información sobre la construcción y el funcionamiento de este tipo de variador y de otros tipos, deberá consultarse ese documento. En las Figuras 2 y 3 se muestran únicamente dos de los anillos de rodadura del variador (12 y 16). Cada rodillo (18) (de los que sólo se muestra uno) se monta en un soporte móvil (30), el cual se acopla a un pistón (32) que se mueve en un cilindro (34). El rodillo y su soporte pueden llevar a cabo una precesión conjuntamente alrededor de un eje de precesión (36) que está determinado, en esta configuración específica, por la posición del cilindro (34). Nótese cómo el eje de precesión no se encuentra ubicado en un plano radial, sino que forma un "ángulo de inclinación" (CA, castor angle) con el plano radial, como se puede observar en la Figura 2. A medida que el pistón se mueve hacia atrás y hacia delante a lo largo del cilindro, el rodillo también se mueve hacia atrás y hacia delante. A los anillos de rodadura (12 y 16) se les ha dado la forma adecuada en este ejemplo para definir una cavidad toroidal - que contiene los rodillos - de sección circular, similar a las cavidades (38) que se pueden observar en la Figura 1. Los anillos de rodadura constriñen al rodillo (18), de manera que a medida que éste se mueve hacia atrás y hacia delante, su centro traza un recorrido que constituye un arco del círculo central (40) del toro. Este círculo central es el lugar geométrico de los puntos centrales de los círculos generadores del toro. El movimiento del rodillo a lo largo de este recorrido depende del equilibrio entre (a) el componente de circunferencia (2F) de una fuerza de impulso que el pistón (32) aplica al carro del rodillo y (b) las dos fuerzas (F) que los respectivos anillos de rodadura (12 y 16) ejercen sobre el rodillo (18).
Cada uno de los rodillos tienden hacia una posición en la que, en los "puntos de contacto" entre el rodillo (18) y los anillos de rodadura (12 y 16) (la expresión "puntos de contacto" se utiliza en un sentido aproximado, ya que en realidad estos componentes no llegan a tocarse, al estar separados por una delgada película de fluido de tracción, como es bien conocido en el estado de la técnica), el movimiento de la periferia del rodillo es paralelo al movimiento de la superficie del anillo de rodadura. Un desajuste entre el movimiento del rodillo y el movimiento del anillo de rodadura en los puntos de contacto tiene como consecuencia un momento de dirección en el rodillo alrededor del eje de precesión, lo que suele provocar la precesión del rodillo para reducir dicho desajuste. La condición para que los dos movimientos sean paralelos (es decir, para que el momento de dirección sea cero) es que el eje del rodillo forme una intersección con el eje del variador.
\newpage
Consideremos lo que sucede cuando el ensamblaje de rodillo/carro (18 y 30) se desplaza a la izquierda o a la derecha en la Figura 3. Si el eje del rodillo (41) forma una intersección inicialmente con el eje del variador (21), el desplazamiento del rodillo lo separa de dicha intersección, pero sólo temporalmente, ya que el momento de dirección resultante hace que el rodillo efectúe una precesión a medida que es desplazado. Gracias al ángulo de inclinación (CA), dicha precesión es capaz de restaurar la intersección de los dos ejes. El resultado es que el "ángulo de precesión" del rodillo es una función de su desplazamiento a lo largo de su recorrido circular (40). En esta construcción conocida, la relación entre la posición del rodillo y el ángulo de precesión depende del ángulo de inclinación (CA).
Esta configuración hace posible que el variador sea "controlado por par motor". Esta forma de funcionamiento del variador se ha explicado en diferentes patentes publicadas en nombre de Torotrak (Development) Limited, incluida la patente europea 444086, y es conocida entre los expertos en este campo. En resumen, en un variador controlado por par motor no se controla directamente la relación de variador. Se aplica una fuerza de impulso controlada (la fuerza "2F" en la Figura 2) a cada uno de los rodillos, y en equilibrio ésta debe ser compensada por las fuerzas que los anillos de rodadura del variador (las fuerzas "F" en la Figura 2) ejercen sobre el rodillo. Las fuerzas que los anillos de rodadura ejercen sobre los rodillos están determinadas por los pares sobre los respectivos anillos de rodadura del variador, así como por los radios de los recorridos trazados por los rodillos en los discos. Un análisis básico demuestra que:
Fuerza de impulso de accionador a T_{int} + T_{ext}
en el que T_{int} y T_{ext} son los pares (en inglés, torque) sobre los discos de variador interno y externo, respectivamente. Se denomina a la suma T_{int} + T_{ext} el "par de reacción" y es ésta la cantidad que se controla directamente, en lugar de la relación del variador. Los cambios en la relación del variador son el resultado de la aplicación de T_{int} y T_{ext} (añadidos a los pares aplicados externamente, por ejemplo los procedentes de un motor de impulso) a las inercias que actúan sobre la entrada y salida del variador. Los rodillos se mueven automáticamente y llevan a cabo una precesión de acuerdo con los cambios resultantes en la relación de variador.
Se puede encontrar otro tipo de construcción conocida de variador en, por ejemplo, la patente británica GB 1002479, tal y como se ilustra en la Figura 4. En 18 se vuelven a indicar los rodillos de variador, aunque aquí se muestra un conjunto completo de tres rodillos en una cavidad, los cuales se montan sobre cojinetes (50) en soportes (52). En los extremos opuestos de estos soportes hay espigas (54 y 56) que se introducen en orificios alineados en una estructura helicoidal (58). Por consiguiente, el soporte puede moverse ligeramente hacia atrás y hacia delante en una dirección transversal al eje del variador. El movimiento del soporte está controlado por un miembro receptor del empuje dotado de tres radios (60), el cual está acoplado a cada soporte mediante una articulación respectiva de rótula esférica (62). Un pequeño movimiento rotativo del miembro (60) alrededor del eje del variador hace que los rodillos y los soportes se desplacen en la dirección transversal anteriormente mencionada. Se pueden desviar en la dirección axial los orificios alineados en los que se introducen las espigas (54 y 56) para crear un ángulo de inclinación y se utiliza el efecto de dirección mencionado anteriormente para controlar la orientación del rodillo [sic]. Los cojinetes del rodillo (50) permiten un pequeño desplazamiento lateral, de manera que el rodillo puede trazar el recorrido circular necesario alrededor del eje del variador, a pesar del movimiento en línea recta del soporte (52).
En las modalidades que se han expuesto anteriormente el soporte y el rodillo rotan juntos para alcanzar la precesión de rodillo necesaria. En la solicitud de patente internacional de Torotrak (Development) Limited PCT/GB03/00259, publicada de conformidad con WO 03/062670 y en la que se divulgan todas las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1, se muestra un enfoque diferente para el control de rodillo. En la Figura 5 se muestra la configuración pertinente. En esta disposición, el soporte (70) posee dos cabezas gemelas de pistón (72 y 74) en sus extremos opuestos que se mueven en sus cilindros respectivos (76 y 78). Cada rodillo del variador - en 18 se indica una vez más un ejemplo del mismo - puede girar sobre su propio eje gracias a un cojinete de rodillo (80), aunque también puede llevar a cabo una precesión en relación con el carro, ya que el cojinete (80) está acoplado al carro mediante una configuración de cardán que comprende una bola (82) y una estría (84). La estría define el eje alrededor del cual el rodillo lleva a cabo la precesión con respecto al carro. En este punto, el propio soporte no puede rotar porque el centro del rodillo está desviado del eje de las cabezas de pistón (72 y 74). Entre las ventajas de esta configuración se encuentra el hecho de que se puede escoger libremente el ángulo de inclinación, el cual queda definido por el posicionamiento de la estría (84). En los variadores descritos anteriormente, diversos problemas (por ejemplo, el rozamiento con los discos de variador) limitan la elección de un ángulo de inclinación.
No obstante, todos los variadores descritos anteriormente tienen en común que el efecto de dirección requerido para controlar la orientación de rodillo se consigue simplemente mediante el desplazamiento del soporte hacia atrás y hacia delante a lo largo del círculo central de la cavidad toroidal.
La patente del Reino Unido 665237, en nombre de Pignone Societa Per Azioni, se refiere a un variador cuyos rodillos están montados en soportes, los cuales están a su vez montados en la caja del variador, de manera que se permite a cada soporte girar alrededor de un eje paralelo al eje de rotación de los anillos de rodadura del variador. Los cojinetes a través de los cuales está montado el rodillo sobre su soporte permiten al rodillo rotar sobre su propio eje y llevar a cabo una precesión, es decir, cambiar la inclinación del rodillo en relación con el soporte. El giro del soporte produce un efecto de dirección en el rodillo y causa una precesión de acuerdo con una nueva inclinación, suministrando así un cambio en la relación de transmisión del variador.
La solicitud de patente estadounidense 10/016212, publicada con el número US2003/0083175 en nombre de Haka y Vahabzadeh, se refiere a un variador algo similar al de la Figura 2 de la presente solicitud, pero en el que el rodillo está acoplado a su carro a través de un cojinete esférico y el eje alrededor del cual se permite la precesión del rodillo está definido por un "mecanismo de control del ángulo de inclinación" independiente que comprende una varilla inclinada para crear el ángulo de inclinación.
La solicitud de patente alemana 10223425.6, publicada con el número DE 10223425 en nombre de Bayerische Motoren Werke AG, se refiere a otro variador que posee algunas características en común con el de la Figura 2 más adelante, pero que se diferencia del mismo en que el accionador utilizado para controlar la posición del rodillo actúa en una dirección ubicada en un plano perpendicular al eje del variador, y en que para crear el ángulo de inclinación requerido se permite la precesión del rodillo con respecto al carro en el que está montado alrededor de un eje inclinado con respecto al plano anteriormente mencionado.
Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar mejoras en la forma de control del rodillo o rodillos en un variador con tracción de rodillo.
De conformidad con un primer aspecto de la presente invención, existe un dispositivo de relación continuamente variable que comprende primeros y segundos anillos de rodadura montados para su rotación alrededor de un eje común ("el eje del variador") y al menos un rodillo que está acoplado a un soporte para su rotación alrededor de un eje de rodillo definido con respecto al soporte y que se desplaza sobre ambos anillos de rodadura para transmitir un impulso entre los mismos a una relación de transmisión variable. Este dispositivo se caracteriza porque además comprende engranajes centrales y engranajes anulares dispuestos concéntricamente, el soporte cuenta con dientes de engranaje para acoplarse a los engranajes centrales y anulares y el acoplamiento entre el rodillo y su soporte permite la precesión del rodillo alrededor de un eje de precesión definido con respecto al soporte y que no es paralelo al eje del rodillo, de manera que la rotación relativa de los engranajes centrales y anulares hace que el soporte gire alrededor de un eje de soporte que no es paralelo a los ejes del rodillo y de precesión, causando así la precesión del rodillo y el consiguiente cambio en la relación de transmisión.
Por consiguiente, se proporciona de una manera sencilla y cómoda el control necesario sobre el soporte. El soporte puede ser impulsado por el engranaje central y anular como si se tratara de un planeta en una configuración epicíclica.
Preferentemente, el eje del soporte es paralelo al eje del variador. También se prefiere que el eje del soporte atraviese el centro del rodillo, de manera que la rotación del soporte no cause un desplazamiento radial del centro del rodillo.
Se prefiere especialmente que el eje de precesión atraviese el centro del rodillo. Por consiguiente, el rodillo será capaz de efectuar una precesión sin que su centro se desplace radialmente. En una construcción típica de variador, el centro del rodillo se ve obligado a seguir la línea central de un toro definida entre dos anillos de rodadura, por lo que no es capaz de un desplazamiento radial significativo.
La orientación del eje de precesión no es fija, ya que este eje se define con respecto al soporte, el cual puede rotar. Sin embargo, se prefiere que el eje de precesión esté siempre inclinado, mediante un ángulo de inclinación diferente a cero, con respecto a un plano perpendicular al eje del variador. Gracias al ángulo de inclinación, tras una rotación del soporte el rodillo puede volver, debido a su movimiento de precesión, a un estado en el que el eje de rodillo forma una intersección con el eje del variador.
Se prefiere especialmente que el soporte sea capaz no sólo de rotar alrededor del eje del soporte, sino también de moverse hacia atrás y hacia delante en un recorrido circular alrededor del eje del variador. Dicha configuración se presta a un control del par motor. Se pueden proporcionar medios para aplicar una fuerza ajustable que impulse el soporte por su recorrido. Por motivos de equilibrio, esta fuerza de impulso debe estar compensada por las fuerzas que los anillos de rodadura aplican al rodillo, lo que constituye la base del control del par.
Si, a medida que el soporte se mueve hacia atrás y hacia delante durante su recorrido alrededor del eje del variador, mantuviera una inclinación constante con respecto a una linea que sale radialmente del eje del variador, entonces no se produciría ningún cambio en la relación de variador. En una modalidad especialmente preferida de la presente invención se proporcionan medios para impulsar rotacionalmente el soporte, de manera que la inclinación del soporte con respecto a una línea que es radial al eje del variador y atraviesa el centro del rodillo varía en función de la posición del soporte a lo largo de su recorrido alrededor del eje del variador. De esta forma se puede configurar que el desplazamiento del soporte por su recorrido alrededor del eje del variador esté acompañado por un cambio en la inclinación del soporte y un consiguiente cambio en la relación de transmisión del variador.
La presente invención proporciona al diseñador grandes posibilidades para determinar, mediante un control apropiado del soporte, la relación entre el desplazamiento del soporte y la relación de transmisión del variador.
En la práctica, en un variador pueden surgir problemas al intentar evitar que un componente móvil roce con otro dentro de la cavidad definida por los dos anillos de rodadura. Estos problemas serían previsibles si se formara el soporte como una rueda dentada completa con una periferia circular completa. Sin embargo, el soporte no necesita rotar 360° con respecto al engranaje central y al engranaje anular, por lo que no requiere una periferia circular completa. Por el contrario, en una modalidad preferida de la presente invención, el soporte comprende una rueda dentada que posee partes dentadas interiores y exteriores ubicadas en un lugar geométrico circular común para su acoplamiento con el engranaje central y el engranaje anular, respectivamente.
Se prefiere especialmente que tanto los engranajes centrales como los anulares tengan la capacidad de rotar alrededor del eje del variador. En dichas modalidades se pueden acoplar estos componentes durante su funcionamiento, por ejemplo a través de engranajes, de manera que la posición de uno sea una función de la posición del otro. Preferentemente, esta configuración supone que la rotación de uno en cualquier dirección está acompañada de la rotación del otro en la misma dirección y a una velocidad de rotación diferente. Se puede proporcionar una relación de velocidad fija entre los engranajes centrales y los engranajes anulares.
En dichas modalidades se requiere una configuración que suministre impulso al engranaje central y es necesario suministrarlo de forma tal que se evite el rozamiento con los otros componentes del variador: rodillos, soportes, etc. En una modalidad preferida de la presente invención, se suministra un portasatélites que soporta al menos un engranaje planetario, el cual se acopla con los engranajes central y anular. En dicha modalidad, el portasatélites, el engranaje central y el engranaje anular actúan conjuntamente como un engranaje epicíclico. Se puede suministrar impulso al engranaje central a través del engranaje anular y el portasatélites.
A continuación se describirán - meramente a modo de ejemplo - modalidades específicas de la presente invención, haciéndose referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una ilustración muy simplificada de un tipo conocido de variador, visto en dirección radial y parcialmente en sección transversal;
la Figura 2 ilustra una parte de otro variador conocido, visto en dirección radial y parcialmente en sección transversal;
la Figura 3 es una ilustración adicional de las partes mostradas en la Figura 2, vistas en dirección generalmente axial y con un anillo de rodadura de variador en primer plano que ha sido recortado para revelar los componentes situados detrás del mismo;
la Figura 4 ilustra partes de otro tipo conocido de variador, vistas en dirección axial y parcialmente en sección transversal, con un anillo de rodadura de variador que se encontraría en primer plano pero que se ha omitido completamente para revelar los componentes del interior;
la Figura 5 ilustra partes de otro tipo adicional conocido de variador, de nuevo observado en dirección axial, con un anillo de rodadura de variador que se encontraría en primer plano, pero que se ha omitido para revelar los componentes del interior; este dibujo muestra determinados componentes de su estructura interna mediante líneas discontinuas;
la Figura 6a es una representación muy esquemática de un ensamblaje único de rodillo/soporte, así como de determinadas partes relacionadas, de un variador que representa la presente invención, vistas a lo largo del eje del variador;
la Figura 6b muestra el mismo ensamblaje que el ilustrado en la Figura 6a, pero esta vez dotado de una configuración ligeramente diferente;
la Figura 7 es una ilustración en perspectiva de determinadas partes de una configuración de soporte/cojinete del mismo variador;
la Figura 8 es una ilustración en perspectiva de un rodillo y de un anillo de tolerancia del mismo variador;
la Figura 9 es una ilustración en perspectiva de un ensamblaje que comprende la configuración de rodillo, soporte y cojinete de las Figuras 7 y 8;
las Figuras 10 y 11 son vistas en dirección axial de otro variador adicional que representa la presente invención, habiéndose omitido el anillo de rodadura de variador que se encontraría en primer plano para revelar diversos componentes del interior;
la Figura 12 ilustra componentes seleccionados de otro variador que representa la presente invención y es un dibujo en perspectiva, aunque se muestra una sección a través del variador en un plano axial, habiéndose omitido un anillo de rodadura de variador que se encontraría en primer plano para revelar diversos componentes del interior;
la Figura 13 es una vista en dirección axial del mismo variador que se muestra en la Figura 12, habiéndose omitido de nuevo el anillo de rodadura de variador delantero para revelar los componentes del interior;
la Figura 14 es una representación esquemática en dirección axial de otro variador que representa la presente invención;
la Figura 15 es una representación esquemática en dirección axial de otro variador que representa la presente invención;
la Figura 16 es una ilustración esquemática y en perspectiva de partes seleccionadas de otro variador que representa la presente invención;
la Figura 17 ilustra un ensamblaje de rodillo/soporte/cubierta para su uso en variadores que representan la presente invención y es un dibujo en perspectiva, aunque en el mismo se muestra una sección a través del ensamblaje en un plano que contiene el eje del rodillo;
en la Figura 18 se puede observar una sección en un plano radial a través de un variador que representa la presente invención e incorpora el ensamblaje ilustrado en la Figura 17;
en la Figura 19 se puede observar una sección en un plano axial a través de otro variador que representa la presente invención; y
la Figura 20 es una ilustración en perspectiva de un soporte que se utiliza en diferentes modalidades de la presente invención.
En todas las modalidades de la invención que se describen más adelante se monta cada uno de los rodillos de variador en un soporte respectivo que puede inclinarse gracias a un sistema de impulso. Se podrá llegar a una mejor comprensión de este principio si observamos las Figuras 6a y 6b, en las que sólo se ilustra uno de los rodillos en 200 (contenido en gran parte dentro de la cubierta (202) que se describirá más adelante) y el soporte se encuentra en 204. Si comparamos la Figura 6b con la Figura 6a, el soporte (204) se ha inclinado con respecto al eje del soporte (226), de manera que el ángulo de inclinación (\theta) es diferente de cero. El cambio en el ángulo de inclinación aparta temporalmente el eje del rodillo de la intersección con el eje del variador, y el momento de dirección resultante causa la precesión del rodillo a fin de restaurar la intersección. La consiguiente inclinación del rodillo se corresponde con una relación de transmisión modificada que ya no equivale a 1:1.
La configuración utilizada en esta modalidad y en otras posteriores para montar el soporte (204) de manera tal que pueda inclinarse con respecto al eje del soporte (226) e impulsar este movimiento de inclinación del soporte, comprende un engranaje central interno (212) y un engranaje anular externo (214). Estos dos engranajes están montados en una posición concéntrica con respecto al eje del variador (218) y pueden rotar alrededor del mismo. El soporte (204) tiene forma de rueda dentada y está ubicado en el espacio entre el engranaje central (212) y el engranaje anular (214), engranándose con ambos. El soporte no es capaz de desplazarse a lo largo del eje del variador, ya que la posición del rodillo que soporta está dictada por los anillos de rodadura del variador. Estos anillos de rodadura no se muestran en los dibujos, sino que (como quedará evidente en los dibujos posteriores) están ubicados delante y detrás del rodillo (200) y rotan alrededor de un eje común (218), denominado el eje del variador y ubicado en una posición perpendicular al plano del papel. El soporte es capaz de rotar alrededor de un eje del soporte (226), el cual también se sitúa en una posición perpendicular al plano del papel. Se suministra una configuración que impulsa al soporte a rotar alrededor de este eje, cambiando así el "ángulo de inclinación" del soporte. Podemos definir este ángulo de inclinación, indicado por el símbolo \theta en la Figura 6b, como el ángulo entre (1) la línea (216) que sale radialmente del eje del variador (218) (es decir, el eje de los anillos de rodadura del variador) y (2) una línea arbitraria (220) a lo largo del soporte. Los momentos de dirección necesarios para causar la precesión del rodillo y el consiguiente cambio de relación del variador son el resultado de los cambios en el ángulo de inclinación \theta.
En la Figura 6a el ángulo de inclinación es cero y el variador funciona a una relación de transmisión de aproximadamente 1:1. El eje del rodillo (222) es perpendicular al eje del variador (218) y forma una intersección con el mismo, como debe hacerlo en una posición de equilibrio.
Puesto que el rango de movimiento angular del soporte es limitado, no es necesario que su periferia externa trace un círculo completo. Por el contrario, el soporte posee una parte dentada parcialmente circular y dispuesta radialmente hacia el interior (206), la cual se acopla a través de una extremidad que se extiende de manera generalmente radial (208) a una parte dentada (210) parcialmente circular y dispuesta radialmente hacia el exterior. La estructura de este soporte (204) le permite encajar en el espacio disponible sin rozar con otras partes, como por ejemplo los propios rodillos.
Consideremos, por ejemplo, lo que ocurriría si los engranajes central y anular (212 y 214) rotaran a la misma velocidad, de tal manera que ellos - y el soporte (204) - simplemente giraran alrededor del eje del variador, manteniendo a la vez posiciones fijas en relación los unos con los otros. El ángulo de inclinación 0 no cambiaría. Si el eje del rodillo (222) formara inicialmente una intersección con el eje del variador (218), como se muestra en la Figura 6, entonces permanecería en esa posición y no se produciría ningún cambio en la relación del variador.
No obstante, consideremos lo que ocurre si se impulsan los engranajes central y anular a diferentes velocidades. En general nuevamente se obtendrá como resultado un movimiento del soporte a lo largo de un recorrido circular alrededor del eje del variador. El centro del rodillo sigue un círculo (224) que es el circulo central del toro definido por los anillos de rodadura del variador. Sin embargo, al mismo tiempo el soporte (204) rotará alrededor del eje del soporte (226) para cambiar su ángulo de inclinación \theta.
El rodillo posee la suficiente libertad como para efectuar una precesión con respecto al soporte (204), gracias a una configuración de cojinete a través de la cual se acopla a este soporte; a continuación analizaremos este aspecto de la presente modalidad haciendo referencia a las Figuras 7, 8 y 9. La configuración de cojinete permite al rodillo (200) (1) rotar sobre su propio eje y (2) llevar a cabo una precesión alrededor de un eje de precesión (228) definido - y fijado - con respecto al soporte (204).
Se suministra una rotación del rodillo (200) sobre su propio eje mediante un cojinete de agujas (230) (Figura 8) que se encaja en el orificio central del rodillo. Entre el rodillo y el cojinete se suministra un anillo de tolerancia (232) (Figura 8). Debido a su construcción acanalada, el anillo de tolerancia proporciona cierto grado de elasticidad entre el rodillo y el cojinete. Durante su uso, los anillos de rodadura del variador someten al rodillo a una gran fuerza de compresión a lo largo del diámetro del rodillo. Como resultado, el rodillo se deforma elásticamente en cierta medida. El anillo de tolerancia se deforma elásticamente para adaptarse a la deformación del rodillo, garantizado así que el propio rodillo sea el que soporta principalmente la fuerza de compresión, en vez de transmitirse al cojinete (230). El anillo de rodadura interior del cojinete de agujas (230) se compone de dos partes (234 y 236) ensambladas alrededor de un núcleo (238) del soporte (204) (Figura 7). Por ejemplo, es posible soldar las dos partes (234 y 236) y, a continuación, maquinar su circunferencia exterior para suministrar la superficie circular regular requerida en el anillo de rodadura interno del cojinete. Alternativamente, se podrían asegurar juntas mediante una banda alrededor de su circunferencia (no mostrada), que actuaría como superficie del cojinete. Espigas circulares (240) sobresalen desde ambos lados del núcleo (238), ubicadas de manera concéntrica con respecto al eje de precesión (228) y alineadas a lo largo del mismo. Las espigas se encajan en entrantes circulares complementarios (242) en caras internas (241) de las partes de los anillos de rodadura internos respectivos (234 y 236), mientras que arandelas (244) separan las caras internas (241) de las caras adyacentes del núcleo (238). Esta estructura permite que el anillo de rodadura de cojinete interior (234 y 236) y, por consiguiente, el rodillo (200) soportado sobre el mismo, efectúen una precesión con respecto al soporte (204) alrededor del eje de precesión (228), tal y como se ha mencionado anteriormente. Cabe destacar que el eje de precesión no está ubicado en un plano radial (perpendicular) al eje del variador (como, por ejemplo, el plano del papel en la Figura 6). Por el contrario, el eje de precesión (228) está inclinado con respecto a este plano para formar el ángulo de inclinación (CA, castor angle). La mejor forma de comprender este punto será al observar la Figura 20, en la que se muestra el soporte (204) en una dirección perpendicular al eje de precesión (228). En esta figura se pueden observar los dientes de engranaje del soporte (246) inclinados con respecto al eje de precesión, en vez de en una posición perpendicular al mismo. En la presente modalidad, el ángulo de los dientes de engranaje determina el ángulo de inclinación entre el eje de precesión y el plano radial. Uno de los beneficios de esta configuración, comparada con el tipo de configuración perteneciente al estado previo de la técnica que se ilustra en la Figura 2, es que la estructura del variador no limita el ángulo de inclinación. En el variador de la Figura 2, el máximo ángulo posible de inclinación está limitado por el rozamiento con el accionador de los anillos de rodadura del variador. En comparación, el tipo de estructura que se considera aquí proporciona al diseñador una mayor libertad para elegir el ángulo de inclinación que resulte necesario para satisfacer los requisitos de velocidad de la respuesta del variador y de estabilidad contra la oscilación.
Las Figuras 10 y 11 tienen como objetivo clarificar el movimiento de los soportes (204) y de los rodillos (200). Estos dibujos muestran una configuración práctica con tres rodillos dispuestos a intervalos angulares periódicos dentro de una cavidad toroidal formada entre un par de anillos de rodadura toroidales de variador. En estos dibujos no se muestran los detalles de los anillos de rodadura, aunque tienen características similares a los anillos de rodadura (12, 14 y 16) que se ilustran en la Figura 1. En la Figura 10 se indica de nuevo el recorrido circular (224) que trazan los centros de los rodillos alrededor del eje del variador a medida que los soportes se mueven hacia atrás y hacia delante. Ésta es, de hecho, la línea central de la cavidad toroidal definida por los anillos de rodadura. En esta modalidad se utiliza una estructura helicoidal con radios (248) para proporcionar impulso al engranaje central (212), como se explicará más adelante.
En la Figura 10, el variador funciona a una relación de aproximadamente 1:1. Los ejes de los rodillos son aproximadamente perpendiculares al eje del variador (el ángulo en cuestión se mediría en un plano que contiene el eje del variador - es decir, es perpendicular al papel -, por lo que no se puede indicar en esta vista). Cada eje de rodillo (222) forma una intersección con el eje del variador (218), como deben hacerlo en una posición de equilibrio. El ángulo de inclinación común (\theta) de cada soporte (204) se define como cero en esta condición.
Si comparamos la Figura 11 con la Figura 10, el engranaje central (212) y el engranaje anular (214) se han avanzado en la dirección de las agujas del reloj, y el engranaje central se mueve una distancia mayor que el engranaje anular. Por consiguiente, se producen varios cambios:
i)
debido a que el engranaje central y el engranaje anular han rotado en la misma dirección (en el sentido de las agujas del reloj), los soportes (204) y los rodillos (200) también han avanzado en el sentido de las agujas del reloj, y el centro de cada rodillo (200) se ha desplazado a lo largo del círculo (224);
ii)
debido a que el engranaje central (212) ha rotado más rápido que el engranaje anular (214), se ha causado la inclinación de cada soporte (204), es decir, que ahora rotan alrededor de su eje de soporte (226), modificando su ángulo de inclinación (\theta);
iii)
el cambio en el ángulo de inclinación del soporte ha causado un desplazamiento angular de los ejes de rodillo, apartándolos temporalmente de la intersección con el eje del variador. Por consiguiente, se ha ejercido un efecto de dirección sobre los rodillos, como se ha descrito previamente, causando la precesión de los mismos (alrededor de los ejes de precesión (228) definidos con respecto a los soportes (204)) a las posiciones mostradas y restaurando así la intersección. Resultará aparente que los ejes de rodillo ya no son perpendiculares al eje del variador, sino que están inclinados con respecto al mismo. En consecuencia, la relación de transmisión del variador se ha modificado y, de hecho, se muestra el variador en una posición cercana a un extremo del rango de relación disponible.
Por lo tanto, debería resultar evidente que se puede ejercer un control sobre el variador a través de los engranajes central y anular (212 y 214). La propulsión del engranaje central (212) presenta un reto, debido a la posición del engranaje dentro de la cavidad del variador. Hasta el momento presente se han concebido dos soluciones diferentes. En las Figura 10 y 11 se puede observar la primera de estas soluciones, en la que la estructura helicoidal (248) comprende extremidades con forma radial (250) que atraviesan la cavidad y acoplan el engranaje central (212) a una rueda exterior a la cavidad a la que se puede aplicar un impulso. Esta rueda no se ilustra en primer plano en estos dibujos y su perímetro se indica con líneas discontinuas (251). Las extremidades radiales (250) deben construirse de una manera que permita evitar el rozamiento con los rodillos y los carros según se van desplazando, siendo ésta la razón principal que determinará su forma.
Un segundo método para propulsar el engranaje central conlleva la incorporación del engranaje central y el engranaje anular a una configuración epicíclica. El variador que se ilustra en las Figuras 12 y 13 constituye un ejemplo de este método y se describirá a continuación en detalle. Estos dibujos muestran un variador similar al de la Figura 6, ya que posee dos cavidades toroidales. En la Figura 12 se designa el anillo de rodadura interior (252) y a la derecha del dibujo se puede observar uno de los anillos de rodadura exteriores (254). La configuración incluye un anillo de rodadura adicional que estaría situado a la izquierda del dibujo, pero que se omite con el fin de mostrar otros componentes. De nuevo, los soportes y rodillos son designados por los números 204 y 200, respectivamente. A fin de simplificar la representación, se omiten en la Figura 12 las configuraciones de cojinetes que acoplan los soportes a los rodillos, aunque éstas se pueden observar en la Figura 13. Cada cavidad de variador contiene tres rodillos (200) y cada uno posee un engranaje anular (214 y 214') y un engranaje central (212 y 212') asociados. Esta configuración también comprende en cada cavidad un portasatélites (256 y 256'), que está montado para su rotación alrededor del eje de variador y comprende un núcleo (258) y extremidades radiales (260) que sirven para soportar engranajes planetarios (262) y acoplar el portasatélites a una rueda integral exterior (264). Los engranajes planetarios (262) se acoplan al engranaje central (212) y al engranaje anular (214), formando una configuración de engranajes de tipo epicíclico. Por consiguiente, al controlar la rotación del portasatélites (256) y del engranaje anular (214), también se controla la rotación del engranaje central (212). Los principios inherentes de este tipo de engranaje epicíclico resultarán familiares para los expertos en esta materia. Esta configuración es muy práctica porque los engranajes planetarios (262) pueden ubicarse entre los soportes (204) y desplazarse junto a ellos, evitando así que estos elementos rocen los unos con los otros. Al igual que los soportes (204), los engranajes planetarios (262) no poseen una periferia circular completa, sino que tienen en su lugar partes dentadas interiores y exteriores parcialmente circulares (266 y 268) (no mostradas). De nuevo, este factor contribuye a evitar el rozamiento de los componentes dentro de las cavidades del variador.
Se requiere algún medio para propulsar los engranajes centrales y anulares (212 y 214). En la Figura 13, esto se consigue gracias a sectores dentados (270 y 272) que se engranan respectivamente con una periferia exterior dentada del engranaje anular (214) y con una periferia exterior dentada de la parte de rueda (264) del portasatélites. El engranaje central es propulsado indirectamente, por supuesto, a través de los engranajes planetarios (262). Se pueden unir los dos sectores dentados (270 y 272) de manera que se muevan juntos. Si el movimiento de los sectores dentados va a cambiar el ángulo de inclinación del soporte y, por consiguiente, tener como resultado el cambio de la relación de transmisión del variador, entonces los sectores dentados deben impulsar el engranaje anular (214) y el portasatélites (256) a diferentes velocidades. Ello se consigue, en la modalidad que se muestra en la Figura 13, debido a que la periferia exterior del engranaje anular (214) posee un diámetro diferente al de la rueda exterior (264) del portasatélites. Por lo tanto, a medida que los sectores dentados (270 y 272) se mueven hacia detrás y hacia delante, éstos hacen que el engranaje anular y el portasatélites se muevan a velocidades diferentes. De la misma forma, el engranaje anular y el engranaje central rotan a diferentes velocidades, produciendo un cambio en el ángulo de inclinación del soporte y, por consiguiente, un cambio en la relación del variador.
Este tipo de configuración hace posible que el variador sea controlado por un par motor. Los engranajes central y anular ejercen conjuntamente una fuerza de impulso que empuja a cada rodillo (200) a lo largo de un recorrido circular (224). A esta fuerza se oponen las fuerzas que los anillos de rodadura (252 y 254) ejercen en el rodillo. El movimiento de los rodillos (200) a lo largo del recorrido (224) tiene como resultado un cambio del ángulo de inclinación 0 y, por consiguiente, de la relación del variador. El resultado es que, como ocurre en la configuración conocida descrita anteriormente con respecto a las Figuras 1 y 2, el variador crea un par de reacción que está determinado por la fuerza de impulso aplicada a cada rodillo. Se requiere algún medio para aplicar una fuerza controlada a los sectores dentados (270 y 272) y, en la Figura 13, se indica esquemáticamente en 274 una configuración de pistón hidráulico y cilindro acoplada a los dos sectores dentados (270 y 272) que cumple este objetivo. Este elemento es de doble efecto, y posee dos cámaras de trabajo (276 y 278) formadas dentro de un cilindro (282) a cada lado de un pistón (284). De esta forma se controla la conducta del variador mediante una presión de fluido que se aplica a las dos cámaras de trabajo (276 y 278).
Existen, por supuesto, numerosas formas alternativas de aplicar el par necesario a los engranajes central y anular. En la Figura 14 se ilustra, de manera esquemática, una configuración alternativa para dar impulso al engranaje, en la que un cilindro montado de forma pivotal (286) contiene un pistón (288) acoplado a través de la barra del pistón (290) a un asa (292) que está conectada al engranaje central o anular (212 y 214) o al portasatélites (256). En esta configuración, el pistón (288) impulsa directamente una de estas partes del engranaje y se necesita otro medio para impulsar otra parte del engranaje.
En la Figura 15 se muestra una configuración en la que una cadena (292) se pasa alrededor de uno de los componentes del engranaje para propulsarlo; la diferencia entre las presiones hidráulicas en las cámaras de trabajo (294 y 296) de los accionadores hidráulicos (298 y 300) que tiran de la cadena en direcciones opuestas determina el par motor ejercido por la cadena.
En la Figura 16 se utiliza una configuración que comprende cables y poleas para ejercer un par motor elegido sobre uno de los componentes del engranaje. Se considera que este tipo de configuración resulta potencialmente ventajoso para lograr una construcción compacta del variador, ya que los accionadores (omitidos en este dibujo, pero se sobreentenderá que éstos tiran a lo largo de las líneas como se muestra en las flechas 300 y 302) no necesitan estar alineados transversalmente con respecto al eje del variador. El cable (303) pasa alrededor de un componente de engranaje (que puede ser, de nuevo, un engranaje central (212), un engranaje anular (214) o un portasatélites (256)) y alrededor de poleas (304 y 306), gracias a lo cual el diseñador puede elegir la dirección en la que los accionadores tiran de la línea, por ejemplo para satisfacer necesidades de envasado.
Se ha mencionado anteriormente que los rodillos (200) y los anillos de rodadura (252 y 254) normalmente no entran en contacto físico entre sí, ya que están separados por una delgada película de fluido. La tracción entre los rodillos y los anillos de rodadura se deriva de la fuerza de deslizamiento dentro de esta película de fluido. Para mantener la película, se suministra un flujo de tracción a las partes giratorias. Se describen, por ejemplo, configuraciones conocidas para el suministro de fluido de tracción en la solicitud de patente internacional publicada de Torotrak WO03/062675 y en la patente europea EPO930449, las cuales se basan en el suministro de fluido a través de los soportes sobre los que se montan los rodillos. El suministro de fluido de tracción a través del soporte no resulta tan sencillo en los tipos de variador que se ilustran a partir de las Figuras 6, debido a la naturaleza del movimiento del soporte, pero en las Figuras 17 y 18 se ilustra una forma de conseguir este objetivo. Como se muestra claramente en la Figura 18, se proporciona un conducto de suministro de fluido en forma de T (308) dentro del soporte (204), el cual va desde un extremo abierto en la parte dentada interior del soporte (206) hasta los conductos respectivos (310 y 312) dentro de las mitades respectivas (234 y 236) del anillo de rodadura interior. Estos conductos llevan al interior del cojinete de agujas (230), y desde aquí el fluido pasa a una cámara definida entre el rodillo (200) y la cubierta (202) que lo rodea. La cubierta (202) comprende dos mitades con forma similar que se han ensamblado alrededor del rodillo (200) y se han unido a través de bordes exteriores (318). La cubierta está montada sobre las partes del anillo de rodadura interior (234 y 236), por lo que se mueve con el rodillo (200). Se ha cortado transversalmente, como se puede observar en 320 en las Figuras 6, 10 y 11, con el fin de permitir al rodillo (200) acoplarse a los anillos de rodadura del variador (252 y 254). Además de su función a la hora de proporcionar tracción entre los rodillos y los anillos de rodadura del variador, el fluido también sirve para enfriar los rodillos. La configuración que se ilustra proporciona, gracias al suministro de fluido a una parte radialmente interior del rodillo y al suministro de la cubierta, un periodo prolongado de residencia del fluido en las inmediaciones del rodillo, lo que promueve un enfriamiento eficaz.
Un conducto de derivación (322) se encaja en el extremo abierto del conducto de suministro de fluidos (308) y en un orificio radial (324) del engranaje central (212), formando así un conducto para el flujo de fluidos desde el segundo hasta el primero. El ángulo entre el conducto (308) y el orificio (324) varia dependiendo de la inclinación del soporte, por lo que el conducto de derivación (332) posee cabezales parcialmente esféricos (326 y 328) que pueden rotar individualmente hasta cierto punto mientras mantienen un precinto con el fin de adaptarse a dicho ángulo variable. Se suministra fluido por un conducto axial hasta llegar a los orificios radiales (324).
La Figura 19 es una sección axial de un variador que representa la presente invención y en la misma se muestra cómo se pueden acoplar las partes en las dos cavidades del variador. Únicamente se expone la mitad del variador, a un lado del eje del variador (218). Se acopla un árbol de variador (330), a través de engranajes que se han omitido en la figura, al motor de un vehículo. En 252, 254 y 255 se pueden observar los anillos de rodadura del variador. Se monta el anillo de rodadura exterior izquierdo (255) en el árbol del variador (330) mediante estrías que le permiten moverse a lo largo del árbol, pero no rotar alrededor del mismo. También está sujeto este anillo a una "carga final" por parte de un accionador hidráulico formado por un cilindro (332), el cual a su vez está montado en el árbol de variador (330) y en el que se encaja el anillo de rodadura exterior (255) como si se tratara de un pistón. Se monta de manera fija el anillo de rodadura exterior derecho (254) en el árbol, mientras que el anillo de rodadura interior (252) posee una libertad limitada para desplazarse axialmente, debido al cojinete (334) sobre el que está montado. Por lo tanto, el efecto de la carga final es llevar a los tres anillos de rodadura a acoplarse con los rodillos (200), proporcionando así una tracción de rodillo/anillo de rodadura. En este dibujo se muestran los rodillos (200) en tres posiciones diferentes que se corresponden respectivamente con una relación 1:1 y con las relaciones más altas y más bajas disponibles. Las dos últimas posiciones se indican mediante líneas de puntos.
En este dibujo se puede observar cómo los engranajes centrales (212 y 212') en las dos cavidades toroidales del variador se acoplan a través de un primer manguito (336) que está ubicado alrededor del árbol del variador (330), de forma concéntrica con respecto a éste, permitiendo así que los dos engranajes centrales se muevan al unísono. Los dos portasatélites (256 y 256') se acoplan a través de un segundo manguito (338) y en esta modalidad las extremidades radiales (260 y 260') del portasatélites se encuentran en parejas, con un árbol planetario (340) montado entre cada pareja con el fin' de montar un engranaje planetario respectivo (262) mediante cojinetes (342). Como en los dibujos previos, el número 264 indica la parte de rueda exterior dentada del portasatélites. Los engranajes anulares (214 y 214') se encuentran situados en esta modalidad entre las extremidades (260 y 260') de los respectivos portasatélites. Esta configuración permite la aplicación de impulso a los componentes epicíclicos de sólo una cavidad de variador y su transmisión, a través de los manguitos, a los componentes en la otra cavidad.
Es necesario proporcionar un impulso rotativo que se aplica a y/o se toma del anillo de rodadura interior del variador (252) y resulta aconsejable para muchas aplicaciones hacerlo a través de algún miembro que rota alrededor del eje del variador (en vez de por medio de una cadena o engranaje que provoca un desplazamiento del árbol desde el eje del variador). Puede resultar relativamente complejo obtener este acoplamiento coaxial al anillo de rodadura interior con los diseños de variador existentes, en los que el mecanismo que controla los rodillos se extiende radialmente fuera de las cavidades del variador. No obstante, en la modalidad presente, se consigue fácilmente un acoplamiento de potencia coaxial mediante un rotor (344) que está conectado al anillo de rodadura interior (252) del variador y que se extiende axialmente más allá del anillo de rodadura exterior derecho (254), encontrándose la parte externa del rotor acoplada a otra configuración de engranaje (no mostrada). Este método sencillo de acoplamiento coaxial es posible porque el engranaje en la cavidad derecha del variador está contenido en su mayor parte dentro de dicha cavidad y no posee salientes radiales de gran tamaño que puedan rozar con el rotor.

Claims (16)

1. Un dispositivo de relación continuamente variable que comprende un primer y un segundo anillo de rodadura (252 y 254) montados para la rotación de los mismos alrededor de un eje común (218), conocido como el eje del variador, y al menos un rodillo (200) acoplado a un soporte (204) montado para su rotación alrededor de un eje de rodillo (222) que se define en relación al soporte y que actúa sobre ambos anillos de rodadura para transmitir impulso entre ellos a una relación de transmisión variable. Este dispositivo se caracteriza también porque comprende engranajes centrales (212) y anulares (214) dispuestos de manera concéntrica, el soporte está provisto de dientes de engranaje (246) que se engranan con los engranajes central y anular, y el acoplamiento (230, 234, 236 y 244) entre el rodillo y su soporte permite al rodillo llevar a cabo una precesión alrededor del eje de precesión (228) definido en relación al soporte y que no es paralelo al eje del rodillo, de manera que la rotación relativa de los engranajes central y anular hace que el soporte gire alrededor de un eje de soporte (226) que no es paralelo a los ejes del rodillo y de precesión, causando así la precesión del rodillo y el consiguiente cambio en la relación de transmisión.
2. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que el eje del soporte (226) atraviesa el centro del rodillo.
3. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que el eje del soporte (226) es paralelo al eje del variador.
4. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que el eje de precesión (228) está siempre inclinado, con un ángulo de inclinación diferente de cero, con respecto a un plano perpendicular al eje del variador (218).
5. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el eje de precesión (228) atraviesa el dentro del rodillo (200).
6. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el soporte (204) puede moverse hacia atrás y hacia delante a lo largo de un recorrido alrededor del eje del variador.
7. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 6, que comprende medios (274, 286, 288, 303, 298 y 300) para la aplicación de una fuerza ajustable a los engranajes central (212) y anular (214) con el fin de impulsar el soporte por su recorrido.
8. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el soporte (204) comprende una rueda dentada con una periferia parcialmente circular que comprende partes dentadas interiores y exteriores (206 y 210) ubicadas en un lugar circular común para su acoplamiento con los engranajes central y anular, respectivamente.
9. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los engranajes central (212) y anular (214) tienen la capacidad de rotar alrededor del eje del variador (218).
10. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 9, en el que los engranajes central (212) y anular (214) se acoplan durante su funcionamiento, de manera que la posición de uno es una función de la posición del otro.
11. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 9, que además comprende un portasatélites (256) montado para su rotación alrededor del eje del variador (218) y que soporta al menos un satélite (262) que se acopla a los engranajes central (212) y anular (214).
12. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 11, en el que se impulsa el engranaje central (212) a través del engranaje anular (214) y del portasatélites (256).
13. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un sector dentado que posee la capacidad de moverse linealmente (207 y 272) y que se acopla con al menos uno de los engranajes central y anular.
14. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 13, en el que se han configurado el engranaje central (212) y el engranaje anular (214) para ser impulsados desde uno o más de los sectores dentados que pueden moverse linealmente (207 y 272).
15. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un accionador lineal (274, 286, 288, 298 y 300) para ejercer una fuerza ajustable y medios (270, 272, 290, 292, 292', 303, 304 y 306) para la conversión de esa fuerza a un par que se aplica por lo menos a uno de los engranajes central y anular.
16. Un dispositivo de relación continuamente variable, tal y como se describe en la reivindicación 15, en el que el accionador lineal (274, 286 y 288) es hidráulico.
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