ES2315592T3 - Procedimiento de control de anillo de friccion de un engranaje de conos y anillo de friccion. - Google Patents

Procedimiento de control de anillo de friccion de un engranaje de conos y anillo de friccion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para controlar el anillo de fricción de un engranaje de anillo de fricción cónico con dos ruedas de fricción cónicas dispuestas enfrentadas una a la otra sobre dos ejes paralelos (1, 2) y giratorias, con el mismo ángulo cónico y un anillo de fricción, que engrana con las dos ruedas de fricción cónicas, que comprende una rueda de fricción cónica y que es guiado a lo largo de las generatrices de las dos ruedas de fricción cónicas, en donde el anillo de fricción (5, 32) se coloca con un pequeño ángulo transversalmente a los ejes (1, 2) de las ruedas de fricción cónicas, para provocar el movimiento axial deseado del anillo de fricción (5, 32), en donde el accionamiento por fricción produce una modificación de la relación de multiplicación de las ruedas de fricción cónicas y el anillo de fricción (5, 32) se traslada automáticamente a su posición y modifica la relación de multiplicación del engranaje de anillo de fricción cónico (19), y el anillo de fricción (5, 32) se sujeta en un puente de graduación (11, 37), caracterizado porque el puente de graduación (11, 37)es guiado a lo largo de las generatrices de las dos ruedas de fricción cónicas (3, 4; 30, 31) y se gradúa exclusivamente mediante el accionamiento por fricción.

Description

Procedimiento de control de anillo de fricción de un engranaje de conos y anillo de fricción.
La invención se refiere a un procedimiento para controlar el anillo de fricción de un engranaje de anillo de fricción cónico según el preámbulo de la reivindicación 1, y como se conoce del documento DE-434153.
Un engranaje de anillo de fricción cónico se conoce del documento GB-298 676. En el caso de esta ejecución se guía en paralelo a los ejes de las ruedas de fricción cónicas sobre un eje de guiado un elemento de guiado, que puede guiar el anillo de fricción a lo largo de las ruedas de fricción cónicas, con lo que se hace posible una graduación continua de la relación de multiplicación del engranaje de anillo de fricción cónico. Para la graduación del anillo de fricción se requiere un accionamiento especial, que hace complicado el engranaje.
Tanto el documento CH-147 713, el FR-615 350 como el DE-38 35 052 hacen patente engranajes de anillo de fricción cónicos del género expuesto, en los que el anillo de fricción sigue directamente el movimiento de un elemento de ajuste activado de forma correspondiente, como por ejemplo de una barra roscada, de una disposición de muelle o de brazo de articulación de rótula. Incluso si los elementos de ajuste de este tipo se configuran suficientemente fuertes -y con ello relativamente pesados-, a causa de las grandes masas ligadas a ello y a causa del espacio constructivo obligado por ello sólo pueden conseguirse velocidades de graduación muy reducidas para el anillo de fricción en el caso de estos engranajes de anillo de fricción cónico.
La invención se ha impuesto la misión de mejorar el control del anillo de fricción de tal modo, que el engranaje se mantenga lo más pequeño posible, de tal manera que también pueda usarse como engranaje de vehículo.
La solución de la misión se basa conforme a la invención en el reconocimiento de que es suficiente colocar el anillo de fricción con un pequeño ángulo transversalmente a los ejes de las ruedas de fricción cónicas, para provocar el movimiento axial deseado del anillo de fricción. Para hacer bascular el anillo de fricción se necesita una energía muy pequeña. La solución de la misión consiste en las particularidades características de la reivindicación
1.
En las reivindicaciones subordinadas se indican otros perfeccionamientos ventajosos de la invención.
La clase constructiva propuesta conforme a la invención es especialmente adecuada para usarse como engranaje de vehículo en unión a un embrague de líquido y una caja de cambios para el cambio de dirección de marcha para el accionamiento tanto frontal como trasero.
A continuación se explica con más detalle la invención con base en ejemplos de ejecución representados en el dibujo. Aquí muestran:
la figura 1 una sección transversal esquemática a través de un engranaje de anillo de fricción cónico según la invención, siguiendo la línea I-I en la figura 2;
la figura 2 una vista en planta de la figura 1;
la figura 3 un corte longitudinal a través de un accionamiento de vehículo para un accionamiento frontal con un engranaje de anillo de fricción cónico;
la figura 4 otra representación del mecanismo de graduación según un corte IV-IV en la figura 3;
la figura 5 un detalle de la figura 4 en corte longitudinal y
la figura 6 un corte longitudinal a través de un accionamiento de rueda trasera para un vehículo con un engranaje de anillo de fricción cónico.
Las figuras 1 y 2 muestran esquemáticamente un engranaje cónico de fricción según la invención.
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Se compone fundamentalmente de dos ruedas de fricción cónicas 3, 4 dispuestas a una distancia radial sobre ejes paralelos 1, 2, que están dispuestas mutuamente en contrasentido y tienen los mismos ángulos cónicos \beta. Entre las ruedas de fricción cónicas 3, 4 está dispuesto un anillo de fricción 5, que rellena su espacio intermedio, circunda la rueda de fricción cónica 3 y se sujeta en una jaula 6.
La jaula 6 se compone de un bastidor, que está formado por dos travesaños 7, 8 y dos ejes 9, 10 paralelos, alojados dentro de los mismos. Estos ejes 9, 10 están dispuestos en paralelo a los ejes 1, 2 y al mismos tiempo a las generatrices de las ruedas cónicas de fricción 3, 4 inclinadas con el ángulo \beta, y soportan un puente de graduación 11 con dos pivotes 12 dirigidos uno hacia el otro, sobre los que se asienta en cada caso un rodillo de guiado 13. Los rodillos de guiado 13 se aplican a ambos lados del anillo de fricción 5 y confieren al mismo el necesario guiado axial.
El centro del travesaño 7 forma un eje de giro 14 vertical, alrededor del cual puede bascular toda la jaula 6. Con este fin el travesaño inferior 8 está unido a un accionamiento transversal 15, que se aplica al mismo y no se ha representado con más detalle, y a un motor de graduación 16.
El eje de giro 14 está situado, en el ejemplo de ejecución, en el plano determinado por los ejes de giro de las ruedas cónicas de fricción 3, 4. También puede estar situado en un plano paralelo al mismo o cortar el plano citado en primer lugar con un ángulo agudo.
Si se hace bascular la jaula 6 unos pocos grados angulares, el accionamiento de fricción produce una graduación axial del puente de graduación 11 y con ello una variación de la relación de multiplicación de las ruedas de de fricción cónicas. Para esto es suficiente un consumo de energía insignificante.
La fig. 3 muestra un accionamiento frontal para un vehículo con un engranaje de anillo de fricción cónico conforme a la invención. Se compone fundamentalmente de un convertidor hidráulico o de un embrague de líquido 17, una unidad de conexión 18 dispuesta detrás del mismo, un engranaje de anillo de fricción cónico 19 y un eje de salida 20.
La parte de eje de salida del embrague de líquido 17 se asiento sobre un árbol 21, sobre el que está dispuesto un disco de freno 22, que coopera con zapatas 24 sujetadas en la carcasa 23 y puede activarse electrónicamente.
Justo detrás del disco de freno 22 se asienta una rueda dentada 25 de piñón libre, que engrana con un tren de engranajes 26 representado sólo parcialmente y puede producir en el eje de salida 20 la marcha atrás. La rueda dentada 25 presenta en un lado un dentado de corona, con el que puede engranar con un manguito de conexión sujetado sobre el árbol 21, desplazable axialmente y que presenta un dentado axial interior, y activarse.
Si se desea una inversión de sentido de giro, se acciona en primer lugar el freno 22, 24, para que el engranaje subsiguiente no se vea afectado por el impulso del par de giro. A continuación el manguito de conexión 27 en la fig. 3 se mueve hacia la derecha desde su posición neutra allí mostrada y engrana con un piñón 28, que está unido fijamente al árbol de impulsión 29 de una rueda de fricción cónica 30 del engranaje de anillo de fricción cónico 19.
El engranaje de anillo de fricción cónico 19 se compone, como se describe en las figs. 1 y 2, de dos ruedas de fricción cónicas 30, 31 dispuestas a una distancia radial una de la otra, con el mismo ángulo cónico \beta y ejes paralelos. Además de esto la rueda de fricción cónica superior 30 está abrazada por un anillo de fricción 32, que engrana por fricción con su superficie de envuelta interior en la rueda de fricción cónica 30 y con su superficie de envuelta exterior en la rueda de fricción cónica 31.
Las dos ruedas de fricción cónicas 30, 31 pueden tener diferentes diámetros, como se ha representado, con lo que dado el caso se ahorra una etapa de multiplicación en el siguiente eje de salida 20.
Por motivos de peso las ruedas de fricción cónicas 30, 31 también pueden estar configuradas huecas, ya que sólo vienen al caso sus superficies de envuelta.
El anillo de fricción 32 se sujeta en una jaula 33, como muestran también las figs. 4 y 5, que está dispuesta de forma basculante alrededor de un eje de giro 40, en un punto 34 (fig. 3) en la carcasa que está situado en el plano determinado por los ejes de giro de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. Para evitar grandes recorridos de basculamiento, está situado aproximadamente en el centro de la longitud axial de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. El eje de giro 40 puede estar situado, como se ha citado anteriormente, también en un plano paralelo al mismo o cortar el plano citado en primer lugar con un ángulo agudo.
En la jaula se sujetan dos ejes paralelos 35, 36, cuyo ángulo de paso \beta con relación a la horizontal es igual que el ángulo cónico \beta de las ruedas de fricción cónicas 30, 31. Sobre estos ejes 35, 36 se guía un puente de graduación 37, que presenta suplementos 38 sobre los cuales están montados rodillos de guiado 39. Estos tienen, como muestra la fig. 5, una ranura periférica 41 y agarran con sus bridas 42 el anillo de fricción 32.
El anillo de fricción puede estar dispuesto, como se ha representado, con su eje en paralelo a los ejes de las ruedas cónicas de fricción 30, 31. Sin embargo, también puede estar sujetado en la jaula de tal modo, que su eje esté situado en paralelo a las generatrices de las ruedas cónicas de fricción 30, 31 vueltas una hacia la otra y sea perpendicular a la superficie de envuelta de las ruedas cónicas de fricción.
Para la graduación de la jaula 33 está previsto un husillo de graduación 80 montado en la carcasa, que está unido a un motor de graduación o imán no representado y se aplica a la jaula 33.
Con un ligero giro de la jaula 33 se gira el anillo de fricción 32 alrededor del eje 40, con lo que se modifica la posición relativa con respecto a las ruedas cónicas, de tal modo que el anillo de fricción 32 se traslada automáticamente a su posición y modifica la relación de multiplicación del engranaje de anillo de fricción cónico 19.
El árbol de salida 43 de la rueda de fricción cónica 31 está alojado en su mecanismo de apriete 44, que a su vez está montado en la carcasa 23 y soporta piñones de eje de salida 45, 46.
El mecanismo de apriete 44 se compone de un árbol de alargamiento que se solapa con el árbol de salida 43, con una brida 47 vuelta hacia la rueda de fricción cónica 31 con un dentado radial 48, que coopera con un dentado radial correspondiente sobre la rueda de fricción cónica 31. El dentado radial 48 produce una presión axial sobre la rueda de fricción cónica 31.
La carcasa 23 está dividida ventajosamente mediante una pared de separación 49 entre el accionamiento y el eje de salida 17, 18, 20, por un lado, y el engranaje de anillo de fricción cónico 19 por otro lado. De este modo es posible dejar afluir a la parte de carcasa para el engranaje de anillo de fricción cónico 19 un líquido refrigerante sin características de lubricación, p.ej. aceite de silicona, de tal modo que no se influya en el coeficiente de rozamiento. Como líquido refrigerante para el engranaje de anillo de fricción cónico son también adecuados fluidos de tracción o aceites con polvo cerámico u otras partículas sólidas.
Las superficies de fricción se componen ventajosamente al menos de una parte de engranaje del engranaje de anillo de fricción cónico, p.ej. las ruedas de fricción cónicas 30, 31 o el anillo de fricción 32 de un recubrimiento de metal duro o cerámica, p.ej. nitruro de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de aluminio-titanio, etc.
La fig. 6 muestra la aplicación del engranaje de anillo de fricción cónico conforme a la invención en el caso de un accionamiento de rueda trasera de un vehículo.
Delante de un engranaje de anillo de fricción cónico 19 se encuentra un embrague de líquido o un convertidor hidráulico 17 y detrás del engranaje de anillo de fricción cónico 19 un engranaje planetario 50.
El árbol de salida del embrague de líquido 17 forma al mismo el árbol 51 de la rueda de fricción cónica 30, que acciona a través del anillo de fricción 32 una rueda de fricción cónica 31, sobre cuyo árbol de salida 52 se asienta un piñón 53 que engrana con una rueda dentada 54, que gira libremente y se asienta sobre un árbol de salida de engranaje 53'. El árbol de salida de engranaje 53' está alineado con el árbol 51 y está alojado en el mismo de forma que gira libremente.
Un piñón 55 unido de forma entriza a la rueda dentada 54 forma la rueda principal del engranaje planetario 50. Este engrana con ruedas dentadas planetarias 56, que se sujetan en un soporte planetario 57 que puede girar alrededor del árbol de salida de engranaje 53'. El soporte planetario 57 presenta un suplemento cilíndrico 58 que confina una rueda hueca 59, que engrana con las ruedas dentadas planetarias 56 y está unida fijamente al árbol de salida de engranaje 53' a través de un dentado longitudinal 60.
En el engranaje planetario 50 está previsto además un embrague de laminillas 61, que puede unir el árbol de salida de engranaje 53 a la rueda hueca 59. Por último está asociado un freno 62 al suplemento cilíndrico 58 del soporte planetario 54.
Mediante el accionamiento del embrague de laminillas 61 se conecta el accionamiento hacia delante. Si se acciona el freno, se inmoviliza el soporte planetario 57 y se produce una variación de sentido de giro del árbol de salida de engranaje 53, es decir, un accionamiento marcha atrás.

Claims (3)

1. Procedimiento para controlar el anillo de fricción de un engranaje de anillo de fricción cónico con dos ruedas de fricción cónicas dispuestas enfrentadas una a la otra sobre dos ejes paralelos (1, 2) y giratorias, con el mismo ángulo cónico y un anillo de fricción, que engrana con las dos ruedas de fricción cónicas, que comprende una rueda de fricción cónica y que es guiado a lo largo de las generatrices de las dos ruedas de fricción cónicas, en donde el anillo de fricción (5, 32) se coloca con un pequeño ángulo transversalmente a los ejes (1, 2) de las ruedas de fricción cónicas, para provocar el movimiento axial deseado del anillo de fricción (5, 32), en donde el accionamiento por fricción produce una modificación de la relación de multiplicación de las ruedas de fricción cónicas y el anillo de fricción (5, 32) se traslada automáticamente a su posición y modifica la relación de multiplicación del engranaje de anillo de fricción cónico (19), y el anillo de fricción (5, 32) se sujeta en un puente de graduación (11, 37), caracterizado porque el puente de graduación (11, 37)es guiado a lo largo de las generatrices de las dos ruedas de fricción cónicas (3, 4; 30, 31) y se gradúa exclusivamente mediante el accionamiento por fricción.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el puente de graduación (11, 37) se sujeta mediante una jaula (6, 33), que está articulada a un eje de giro (14, 40) y bascula alrededor del mismo, para provocar el movimiento axial deseado del anillo de fricción (5, 32).
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo de fricción (5, 32) se sujeta de tal manera, que se traslada automáticamente a su posición si se coloca con un ángulo transversalmente a los ejes (1, 2) de las ruedas de fricción cónicas.
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