ES2633953T3 - Embrague de sobremarcha bidireccional con un mecanismo mejorado de indexación - Google Patents

Abstract

Un mecanismo de embrague de sobremarcha bidireccional (10) para acoplar ejes accionados secundarios (26, 28) en un vehículo con tracción en las cuatro ruedas, comprendiendo el mecanismo: un alojamiento de diferencial que incluye una caja de diferencial (34) y una tapa (32) instalada desmontablemente en la caja: un engranaje de entrada de piñón (36) dispuesto giratoriamente dentro de la caja y que incluyen un eje (38) que se extiende fuera de la caja y adaptado para acoplarse con un eje de transmisión, pudiendo el engranaje de entrada de piñón girar dentro de la caja; una corona dentada (44) posicionada dentro de la caja del diferencial y engranada con el engranaje de entrada de piñón, de manera que la rotación del engranaje de entrada de piñón produce la rotación de la corona dentada; un alojamiento (46) del embrague de sobremarcha bidireccional formado en o unido a la corona dentada de manera tal que la rotación de la corona dentada produce la rotación correspondiente del alojamiento del embrague, teniendo el alojamiento del embrague un círculo interno con una superficie perfilada (48); un par de cubos (60, 62), alineados en esencia coaxialmente entre si y ubicados dentro del alojamiento del embrague, estando cada cubo adaptado para acoplarse a un extremo del eje accionado secundario; un mecanismo de jaula de rodillos (52) ubicado dentro del alojamiento del embrague y que incluye una jaula de rodillos (54) con dos grupos de rodillos (56), estando cada rodillo dispuesto dentro de una ranura (58) formada en la jaula de rodillos, estando los rodillos distanciados alrededor de la circunferencia de la jaula, y una pluralidad de resortes (53) para posicionar los rodillos en las ranuras, en el que un grupo de rodillos está ubicado entre una parte de la superficie perfilada del alojamiento del embrague y una superficie externa de un cubo, y el otro grupo de rodillos está ubicado entre una parte de la superficie perfilada del alojamiento del embrague y una superficie externa del otro cubo; un sistema electromagnético para indexar la jaula de rodillos en relación con el alojamiento del embrague, incluyendo el sistema electromagnético un primer dispositivo de indexación para indexar la jaula de rodillos, y un sistema de control electrónico conectado con el primer dispositivo de indexación para activar el dispositivo de indexación; estando el primer dispositivo de indexación configurado, cuando está activado, para provocar que la jaula de rodillos se indexe en una primera dirección relativa al alojamiento del embrague, de manera que se indexe la jaula de rodillos a un estado de accionamiento activo en el que los rodillos se posicionan para provocar que el eje de transmisión se acople con los ejes accionados secundarios cuando se necesita la tracción en las cuatro ruedas; caracterizado porque el sistema electromagnético incluye un segundo dispositivo de indexación para indexar la jaula de rodillos, y un sistema de control electrónico conectado con el segundo dispositivo de indexación para activar el segundo dispositivo de indexación, en el que el segundo dispositivo de indexación está configurado, cuando está activado, para provocar que la jaula de rodillos gire en un segundo sentido en relación con el alojamiento del embrague, que es opuesto al primer sentido, para hacer que la jaula de rodillos se indexe a un estado de retrotracción activo en el que los rodillos se posicionan para provocar que los ejes accionados secundarios se acoplen al eje de transmisión para proporcionar transmisión de par desde los ejes accionados secundarios hacia el eje de transmisión durante una condición de frenado del motor, incluyendo el segundo dispositivo de indexación un mecanismo electrónicamente controlado y una placa de cubo acoplada con uno de los cubos, de manera que gire en combinación con dicho cubo, en el que el mecanismo controlado eléctricamente se configura, al activarse, para provocar que la placa del cubo se acople con la jaula de rodillos para indexar la jaula de rodillos en el segundo sentido.

Description

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desenergiza el mecanismo de bobina de tracción de las cuatro ruedas electromagnético), posicionando el mecanismo del embrague en el modo de retro-tracción. Se concibe que un experto en la técnica podría utilizar otros medios para detectar cuándo se necesita retro-tracción, tal como un sensor de tracción, y luego enviar una señal al sistema de control electrónico 78 cuando se necesita el retro-tracción. Alternativamente, el mecanismo de bobina de retro-tracción electromagnético podría ser aplicado por el conductor del vehículo manualmente al presionar un botón en la consola del vehículo, el cual envía una señal al sistema de control electrónico 78 para energizar el mecanismo 80 de bobina de retro-tracción. (Preferiblemente, el mecanismo de bobina de activación 70 no está energizado en este modo). Esto crea un campo magnético que provoca que la segunda placa de inducido 82 se acople magnéticamente con la placa de cubo 86. Como los ejes accionados 26, 28 giran más rápido que el alojamiento 46 del embrague, esto provoca que la jaula de rodillos 54 avance en relación con el alojamiento 46. Esto da lugar a que los rodillos 56 se acuñen entre los cubos y la parte estrechada de la superficie de leva del alojamiento 46 del embrague (como se muestra en la figura 5D). Como tales, las ruedas 30 de los ejes accionados secundarios 26, 28 están conectadas directamente con el eje de transmisión secundario 24 y se convierten en la entrada a la caja de engranajes, bloqueando todo el tren de engranajes a la vez. En este modo, ambas ruedas delanteras se acoplan, pero, a diferencia de la tracción delantera bloqueada, se permite que la rueda interna delantera gire más despacio en una curva, permitiendo así una diferenciación de velocidades entre los dos cubos de salida.

En el modo de retro-tracción, cuando el vehículo ya no se encuentra descendiendo la pendiente, la velocidad de los ejes accionados 26, 28 disminuirá por debajo de la velocidad del alojamiento 46 del embrague. Como el mecanismo de bobina de retro-tracción aún se encuentra energizado, arrastrará (en combinación con la carga del resorte de torsión 96) la jaula de rodillos 54 hacia su posición neutral, pero no estará limitada a permanecer en la posición neutral. La configuración del sistema también permite marcha más lenta en el modo de retro-tracción. Es decir, si una rueda está girando a una velocidad menor que la velocidad con respecto al suelo, el avance de la jaula de rodillos 54 permite que los rodillos se desacoplen, de manera que se permite que la rueda más lenta no accione el sistema. La construcción exclusiva del embrague de sobremarcha, de acuerdo con la presente invención, permite utilizarlo en un vehículo con o sin dirección asistida. Aunque la dirección asistida proporciona ventajas en un sistema de tracción que incluye un embrague de sobremarcha bidireccional, ésta no es una necesidad.

El sistema de control está preferiblemente configurado para cortar (desactivar) el primer sistema de indexación cuando el segundo sistema de indexación está activado, de manera que se evita que dos sistemas de indexación compitan entre sí. No obstante, esto no es necesario en todas las aplicaciones, por ejemplo, si el segundo sistema de indexación proporciona un arrastre significativamente más alto que el primer sistema de indexación.

Aunque se ha descrito una realización preferida de la invención con bobinas y placas de inducido como los dispositivos de ajuste de la jaula de rodillos, como se explicó anteriormente, los expertos en la técnica, a la luz de las enseñanzas proporcionadas en esta memoria, sabrían como modificar la invención para incorporar otros mecanismos controlados eléctricamente, tales como dispositivos mecánicos, eléctricos, hidráulicos o neumáticos en lugar de bobinas y/o de placas de inducido como componentes en los dispositivo de indexación.

Como debe ser evidente de la descripción anterior, la presente invención proporciona un mecanismo de embrague de sobremarcha bidireccional innovador que es útil en un sistema conmutable de tracción a cuatro ruedas (es decir, un sistema que puede pasar de un sistema de tracción en dos ruedas o a un sistema de tracción en las cuatro ruedas, dependiendo de la necesidad).

También se concibe que la superficie de leva no necesite estar formada en el alojamiento del embrague, sino que, en su lugar, pueda estar formada en los anillos. Además, el embrague de rodillos descrito anteriormente se puede modificar fácilmente para utilizar patines en vez de rodillos. Un experto en la técnica podría fácilmente realizar estos reemplazos a la luz de las enseñanzas anteriores.

Además, la presente invención tiene aplicabilidad para controlar los ejes de transmisión y accionados en otros mecanismos. Por ejemplo, en una transmisión, la presente invención podría utilizarse para controlar la transmisión de par (activar y desactivar) el eje de transmisión delantero o trasero. La presente invención podría utilizarse también como una desconexión 4x4 y aún tener la capacidad de frenar el motor. En esta configuración, el sistema requeriría solo el uso del segundo sistema de indexación con la segunda placa de inducido y placa de cubo, sin necesitar el primer sistema de indexación. Similarmente, si la presente invención se usa como un sistema de transmisión primario, en el que el par se transmite continuamente a los ejes de transmisión primarios, la presente invención podría utilizarse sin el primer sistema de indexación.

Tal como se utiliza aquí, el término “acoplamiento” se refiere tanto al acoplamiento físico directo a través de uno o más componentes, así como también al acoplamiento operativo.

Aunque la invención se ha descrito e ilustrado con respecto a las realizaciones de ejemplo de la misma, los expertos en la técnica deben comprender que las precedentes y varias otras modificaciones, omisiones y adiciones se pueden hacer en ella e incorporar a ella, sin alejarse del alcance reivindicado de la presente invención.

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Claims (1)

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