ES2679444B1 - Embrague epicicloidal de reacción - Google Patents

Description

DESCRIPCION

Embrague epicicloidal de reaccion

1. Sector de la tecnica

La presente invencion se refiere a una variante de embrague para uso en vehiculos de motor, para que realice las mismas funciones que realizan los conocidos embragues de diafragma y de muelles.

2. Estado de la tecnica

La necesidad de los embragues en los automoviles y muchos otros vehiculos que utilizan motores de explosion o diesel e incluso electricos, se fundamenta en que es necesario interponer entre el motor y el resto de la transmision un dispositivo de acoplamiento progresivo, el embrague, que permita acoplar la potencia del eje motor a la del eje que opone la resistencia, sin golpes ni brusquedades, que deteriorarian los componentes mecanicos y deberian ser de una constitucion sobredimensionada.

En los automoviles, cuando van equipados con motores de combustion interna, el embrague tambien permite la desconexion del motor de la transmision cuando el vehiculo no rueda, sin necesidad de parar el motor, pues los motores de combustion interna no son funcionales por debajo del regimen llamado de ralenti y no seria posible tener al mismo tiempo el motor girando, una velocidad introducida y las ruedas sin movimiento.

Tambien en el caso particular de los automoviles, que van equipados mayoritariamente con cajas de cambios manuales sincronizadas, el embrague permite el correcto funcionamiento de los cambios de velocidad, pasar de una velocidad a otra superior o inferior, permitiendo que los sincronizadores cumplan su funcion siempre y cuando la desconexion del motor, el desembragado de la transmision sea total.

Dentro de la variedad de tipos de embrague existentes, con funcionamiento basado en principios de friccion, hidrocineticos y magneticos, son los primeros, con uno o varios discos de friccion, los mas utilizados, y equipan la practica totalidad de automoviles con cajas de cambios manuales. Estos embragues se caracterizan por tener un disco, llamado disco de embrague situado entre el volante motor y el llamado plato de presion de la prensa del embrague. El plato de presion se carga con fuertes muelles helicoidales o de diafragma. El disco es solidario a la transmision y el par se transmite desde el motor al disco por la friccion o rozamiento entre las caras del disco y sus paredes adyacentes. El accionamiento del embrague, el desembrague, se realiza con el llamado cojinete de desembrague, que descarga el disco de la fuerza que ejercen sobre el los muelles y el par no se transmite.

Este sistema, que acumula casi cien anos de montajes en los automoviles, asegura gran fiabilidad basada en la experiencia acumulada, y un funcionamiento eficaz y duradero, pero no ilimitado, por lo que es habitual la sustitucion del conjunto de embrague, al menos una vez durante la vida del vehiculo.

Sin embargo, son tambien conocidos los inconvenientes que presentan estos embragues, entre los que se pueden citar construccion cara de los tres componentes, grandes cargas mecanicas de los muelles sobre los componentes para asegurar la transmision sin deslizamiento, fuerzas de desembrague elevadas y un mantenimiento caro, necesario al menos una vez durante el tiempo en que el vehiculo presta servicio, siendo necesaria la sustitucion de todos los elementos y un trabajo de desmontaje que requiere horas y cualificacion de los operarios que lo realicen. En los embragues de diafragma, se suma, ademas, recorridos pequenos del muelle para obtener la fuerza de carga necesaria, que limita el grosor del disco del embrague y con ello su duracion, a pesar de las mejoras realizadas en los ultimos anos, como embragues autoajustables.

3. Objeto de la invencidn y sus ventajas.

La version de embrague presentada cumple con todas las funciones propias de un embrague para automovil, esto es, transmitir de forma fiable y progresiva el par motor desde el motor hasta la transmision, y debe ser una alternativa a los clasicos embragues de friccion con disco y prensa de los automoviles.

El presente modelo consigue los siguientes objetivos:

1) Es un diseno que permite el embragado y desembragado de un motor a la transmision, de formas progresiva y eficaz, sin deslizamiento alguno una vez embragado, y con una expectativa de vida util igual o superior a la del vehiculo, con un mantenimiento sencillo y economico.

2) Es un embrague que utiliza tambien elementos de friccion, pero su mantenimiento es sencillo y economico, y no requiere separar la transmision del motor. La intervencion de mantenimiento no debera suponer mas que unos minutos.

3) El desgaste de los elementos de friccion no es en si un inconveniente, sino una garantia de funcionamiento optimo del embrague. La experiencia acumulada en los frenos de disco, similar de funcionamiento en cuanto a desgaste por friccion, asi lo garantizan.

4) El mantenimiento programado y previsible que permite este embrague, de bajo coste en tiempo y en material y sin dificultad tecnica, permite pronosticar que mejorara la seguridad de la conduccion, en especial comparado con los embragues clasicos, de funcionamiento incierto cuando envejecen (patinan) 5) El elemento que se describe tiene un requerimiento de espacio menor que uno dasico con disco, prensa y cojinete de desembrague, lo que lo hace especialmente apto para los reducidos espacios disponibles en los vehi'culos modernos y el consiguiente mejor aprovechamiento del espacio en el cofre motor.

6) Al ser muy reducido el desplazamiento de los elementos de freno, se pueden emplear bombas de accionamiento de seccion pequena, que requieren fuerzas pequefias de desembrague comparadas con los sistemas actuales.

7) La version de embrague que se describe tiene la probada fiabilidad de los engranajes, altamente contrastada en las propias cajas de cambio de los automoviles, con capacidades de transmision de par muy elevadas.

8) El proceso de fabricacion no tiene requerimientos tecnicos elevados, por lo que su coste debe ser inferior a los empleados de forma preferente.

9) El modelo detallado utiliza como elemento de freno para el embragado la corona del conjunto planetario, que consigue una desmultiplicacion del movimiento, que se adapta a la que necesitan los automoviles y que realiza actualmente el llamado grupo o reduccion final, situado en todos los cambios de velocidades a la entrada del diferencial, por lo que el embrague del modelo detallado puede realizar al mismo tiempo la funcion del mencionado grupo.

4. Descripcidn detallada de la invencion

Acorde a la figura 1, el presente modelo de embrague esta formado un conjunto epicicloidal o planetario simple, compuesto por un planetario, satelites, portasatelites y corona. En el presente modelo, el planetario esta conectado de forma fija al volante del motor, el portasatelites se utiliza como eje de salida del embrague y la corona como eje de reaccion que propicia el embragado.

Como es conocido, para la transmision de movimiento en un conjunto planetario es necesario inmovilizar uno de los tres ejes que lo conforman. Segun sean las combinaciones de ejes utilizadas se obtienen hasta 7 relaciones de transmision diferentes. En el presente modelo de embrague se utiliza como elemento de reaccion la corona, por ser la que provee al conjunto una desmultiplicacion dentro del rango de las utilizadas en los automoviles como grupo final.

De la figura 1 se desprende el principio que sustenta la reinvidicacion. En un conjunto epicicloidal, inmovilizar de forma progresiva uno de los tres elementos que lo conforman hasta el bloqueo total, obteniendo una transmision sin deslizamiento y con una relacion de transmision prevista. El accionamiento del embragado se realiza desde un actuador mecanico o hidraulico asociado al pedal de embrague clasico.

De la figura 1 tambien se desprende la ubicacion externa del disco asociado al elemento de reaccion, la corona en la figura 1, que permite la sustitucion de los componentes sometidos a desgaste, semidiscos y plaquetas de freno, sin necesidad de separar los ejes.

5. Description de los dibujos.

La figura 1 muestra de forma esquematica el principio de embrague que se reivindica, con el eje 2 del planetario 6 conectado al motor, el eje de la corona 3 al disco de freno, y el eje del portasatelites 4 como eje de salida del embrague. Del esquema se desprende la ubicacion exterior a la caja que contiene los engranajes del disco que sirve como elemento de reaccion. Aunque el esquema represente un embrague del tipo normalmente abierto, para la aplicacion directa en automoviles la bomba hidraulica 9 debe estar inicialmente cargada.

La figura 2 representa una vista exterior del conjunto de embrague que se reivindica, con un manguito de acoplamiento 10, el disco partido 7 y la pinza de freno 9 como elementos principales.

La figura 3 representa otra vista practica del conjunto del embrague.

La figura 4 muestra el detalle que permite ver el disco de freno partido, lo que posibilita su desmontaje sin necesidad de retirar el eje central.

La figura 5 representa el conjunto epicidoidal montado en la caja con los engranajes en su interior.

6. Exposicibn detallada de un modo de realizacibn.

Un modelo practico de realizacion consiste en una caja de engranajes, en cuyo interior se situa un conjunto planetario con una relacion corona/planetario (Relacion de transmision) Rt = (C+P)/P que satisfaga las necesidades del vehiculo. El conjunto planetario provee tres salidas o ejes independientes, conectados respectivamente al planetario, la corona y al portasatelites, este ultimo conectado al dispositivo de freno que sirve de elemento de reaccion. Un conjunto planetario, acorde a la llamada ecuacion de Willis, permite trasmitir movimiento de un primer eje (de entrada) a un segundo eje (de salida) aun cuando el tercer eje (de reaccion) no este completamente bloqueado, lo que permite la exigida progresividad a un embrague.

La caja de engranajes se fija bien a la campana del embrague, componente situado entre el cambio y el motor, o bien directamente a puntos fijos del motor, mientras que el elemento de reaccion debera estar fijado a un elemento fijo no sometido a rotacion.

En una configuracion similar a la de la figura 1, con el embrague en posicion de desembragado, elemento de reaccion (la corona) no bloqueado y el motor en marcha, planetario girando, el elemento de reaccion son las ruedas y por ende el portasatelites, En estas condiciones la corona esta liberada y gira a una reduccion igual a -C/P.

Para permitir un facil mantenimiento, esto es sustituir los elementos sometidos a desgaste por friccion, el disco de freno se puede montar en dos mitades, que permite sustituirlo sin separar ejes, mientras que las pastillas de freno, al ser la pinza montada exteriormente, siempre permite una sustitucion elemental y con mmirnos medios. La fiabilidad de los frenos de disco esta sobradamente demostrada desde hace anos en todos los automoviles.

7. Lista de numeros de referenda

1. Cuerpo (carcasa) del embrague

2. Eje de entrada (planetario)

3. Eje de salida de la corona

4. Eje de salida del portasatelites

5. Corona

6. Planetario

7. Satelite

8. Portasatelites

9. Elemento de presion

10. Brida de acoplamiento

11. Semidisco 1

12. Semidisco 2

13. Pinza de presion

14. Tornillos de fijacion

15. Volante motor

16. Cuerpo del motor

17. Tornillos fijacion

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Embrague para un vehiculo de motor, dispuesto entre el motor y el resto de la transmision a las ruedas del vehiculo, caracterizado porque esta compuesto por un tren epicicloidal de tres ejes, estando el primer eje conectado al motor, el segundo conectado a la transmision y el tercer eje conectado a un freno que puede accionarse a voluntad a voluntad para bloquear dicho tercer eje y transmitir el movimiento desde el primer eje al segundo eje.

2. Embrague para un vehiculo de motor segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el conjunto epicicloidal esta formado por un planetario, varios satelites en un porta-satelites y una corona, estando el planetario conectado a dicho primer eje, el porta-satelites conectado a dicho segundo eje y la corona conectada a dicho tercer eje, proporcionando asi una reduccion de velocidad angular entre el primer y el segundo eje.

3. Embrague para un vehiculo de motor segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho freno del tercer eje es un freno de disco, cuya pinza puede ser accionada por un sistema mecanico o hidraulico comandado por un pedal de embrague.

4. Embrague para un vehiculo de motor segun la reivindicacidn 3, caracterizado porque el disco de freno esta dividido en dos semidiscos para facilitar su desmontaje y sustitucion.

5. Embrague para vehiculo de motor, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, aunque el conjunto epicicloidal este situado en el interior de la caja de cambios y formando parte de la misma.