MXPA04011832A

MXPA04011832A - Sistema de transmision de velocidad continuamente variable.

Info

Publication number: MXPA04011832A
Application number: MXPA04011832A
Authority: MX
Inventors: John Greenwood Christopher
Original assignee: Torotrak Dev Ltd
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2005-03-31
Also published as: CN1656329A; ATE342456T1; RU2004138300A; CN1656329B; WO2003100295A1; EP1507991A1; JP4330528B2; CA2487064A1; US20060142110A1; DE60309021T2; AU2003241023A1; KR20050014842A; DE60309021D1; EP1507991B1; RU2307272C2; CA2487064C; JP2005527754A; BR0311346A; US7407459B2; ES2276068T3

Abstract

Un sistema de transmision de velocidad continuamente variable de regimen tiene ejes coaxiales de entrada y salida del sistema (16, 24), una unidad de transmision de velocidad continuamente variable (V) conectada, en forma coaxial, con el eje de salida de sistema (16) y tiene un eje coaxial de salida de variador (18) y un tren de engranajes epiciclicos de mezclado (E1) que posee un engranaje sol de entrada (S1) conectado en forma impulsada con el eje de salida de variador (18), un portador de engranaje planetario (C1) conectado en forma impulsada con el eje de entrada de sistema (16) y un engranaje planetario (P1) montado sobre el portador de engranaje planetario (C1). El engranaje planetario (P1) mueve un primer eje intermedio de salida (22) colocado en forma coaxial con el eje de entrada de sistema (16) y que puede conectarse, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio del primer embrague (H) en una operacion de regimen alto de la transmision. El engranaje planetario (P1) tambien proporciona la entrada para un segundo tren de en engranajes epiciclicos (E2) que tiene una salida (C2) que puede ser conectada, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio de un elemento de frenado (L) para la operacion de regimen bajo de la transmision. El arreglo minimiza el numero de tomas de engranaje, con lo cual se reducen las perdidas de transmision y la ausencia de un anillo en el tren de engranajes epiciclicos de mezclado (E1) permite una mayor libertad en la eleccion de los tamanos del engranaje, con lo cual a su vez se permiten velocidades reducidas de engranaje.

Description

SISTEMA DE TRANSMISION DE VELOCIDAD CONTINUAMENTE VARIABLE Descripción de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de transmisión de velocidad continuamente variable. Es conocido proporcionar un sistema de transmisión de velocidad continuamente variable que tiene un eje coaxial de entrada y salida del sistema y una unidad de transmisión de velocidad continuamente variable (conocida como variador) que es conectada, en forma coaxial, con el eje de entrada del sistema y tiene un eje coaxial de salida de variador. Un tren de engranajes epicíclicos de mezclado recibe mecanismos de impulsión de la entrada del sistema y de la salida del variador. Mediante el uso adecuado de embragues u otros elementos de frenado, el sistema puede funcionar en un régimen de alta multiplicación de velocidad (es decir, en un modo de régimen alto) o en un régimen de baja multiplicación de velocidad (es decir, en un modo de régimen bajo) . Los ejemplos de estas transmisiones pueden ser encontrados en los documentos JP-A-6-174033 y en JP-A-62-255655. En forma inevitable, las pequeñas pérdidas de potencia se originan a partir del engranaje o toma constante de los engranajes, con el fin de maximizar la eficiencia, por lo tanto, es deseable reducir el número de tomas de REF. 160367 engranaje, en particular, en el tren de engranajes epicíclicos de mezclado en donde las pérdidas pueden ser efectivamente magnificadas durante la operación en un modo "de recirculación de potencia". Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una transmisión "coaxial" de velocidad continuamente variable del tipo descrito con un número reducido de tomas de engranaje. Los arreglos "coaxiales" de la técnica anterior, también requieren velocidades de engranaje relativamente altas, las cuales a su vez demandan cojinetes más costosos y tienden a aumentar el desgaste. Un objetivo de la presente invención es reducir estas velocidades de engranaje. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de transmisión de velocidad continuamente variable de régimen múltiple, el cual comprende: ejes coaxiales de entrada y salida del sistema; una unidad de transmisión de velocidad continuamente variable (variador) que es conectada, en forma coaxial, con el eje de entrada del sistema y tiene un eje coaxial de salida de variador y un tren de engranajes epicíclicos de mezclado que tiene un engranaje sol de entrada (es decir, un engranaje central de un sistema planetario) conectado en forma impulsada con el eje de salida del variador, un portador de engranaje planetario conectado en forma impulsada con el eje de entrada del sistema y un primer engranaje planetario (es decir, una rueda dentada cuyo eje describe una trayectoria circular en torno al eje de otra rueda) montado sobre el portador de engranaje planetario y embragado en forma impulsada con el engranaje sol o central de entrada; en donde el primer engranaje planetario mueve un primer eje intermedio de salida que es colocado en posición coaxial con el eje de entrada del sistema y el primer engranaje planetario proporciona la entrada para un segundo tren de engranajes epicíclicos; caracterizado porque el primer eje intermedio de salida es conectado, en forma selectiva, con el eje de salida del sistema por medio de un primer embrague en una operación de régimen alto de la transmisión y porque el segundo tren de engranajes tiene una salida que es conectada, en forma selectiva, con el eje de salida del sistema por medio de un elemento de frenado en una operación de régimen bajo de la transmisión. Con el arreglo anterior, cuando la salida del segundo tren de engranajes epicíclicos es conectada con el eje de salida del sistema (lo cual corresponde con una operación de régimen bajo) el número de ruedas engranadas puede ser minimizado, con lo cual a su vez se minimizan las pérdidas que se presentan en el tren de engranajes epicíclicos de mezclado, en particular, cuando se encuentra en un modo de circulación de potencia. Además, el tren de engranajes epicíclicos de mezclado del arreglo anterior no requiere un anillo o corona dentada. Esto reduce en forma significativa, el tamaño físico requerido para el conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado y, como una consecuencia, permite una flexibilidad mucho más grande con la selección de los tamaños relativos del engranaje planetario y el portador del engranaje planetario. El arreglo permite la selección de engranajes, los cuales a su vez permiten que el tren de engranajes epicíclicos de mezclado se desplace a velocidades más lentas si se compara con los arreglos de la técnica anterior, con lo cual se reduce el desgaste, se minimiza las pérdidas y se reduce la demanda sobre otros componentes tales como los cojinetes. El arreglo anterior también permite que tome lugar la recirculación de potencia en la operación de régimen alto de la transmisión. De preferencia, el primer eje intermedio de salida es proporcionado con un engranaje sol o central que es impulsado por el primer portador de engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado. De preferencia, el engranaje sol o central en el eje de salida es del mismo tamaño que el engranaje sol de entrada. El eje del engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado se prefiere que lleve un segundo engranaje planetario que gira con el primer engranaje planetario y transmite movimiento al primer eje intermedio de salida. En forma conveniente, el segundo engranaje planetario es del mismo tamaño que el primer engranaje planetario. El eje del primer engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado podría llevar un tercer engranaje planetario que gira con el primer engranaje planetario y proporciona la entrada para el segundo tren de engranajes epicíclicos. De preferencia, el segundo tren de engranajes epicíclicos comprende un segundo engranaje sol o central de entrada impulsado por el tren de engranajes epicíclicos de mezclado, un engranaje planetario impulsado por el segundo engranaje sol de entrada y un portador de engranaje planetario que forma la salida del segundo tren de engranajes epicíclicos. De preferencia, el sistema además comprende un engranaje intermedio que conecta adicionalmente el tren de engranajes epicíclicos de mezclado y el segundo engranaje sol de entrada. De preferencia, el segundo tren de engranajes epicíclicos comprende un segundo engranaje sol embragado con el engranaje planetario del segundo tren de engranajes epicíclicos. En una modalidad, el sistema comprende el medio para frenar, en forma selectiva, el segundo engranaje sol. Esto podría comprender, en forma conveniente, un embrague interpuesto entre el segundo engranaje sol y la cubierta del sistema de transmisión. En otra modalidad, el engranaje sol es mantenido fijo con respecto a la cubierta de transmisión y el elemento de frenado comprende el medio de embrague que conecta, en forma selectiva, la salida del segundo tren de engranajes epicíclicos con el eje de salida del sistema. Sólo a manera de ejemplo, las modalidades específicas de la presente invención serán descritas a continuación, con referencia a las figuras que la acompañan, en las cuales: La Figura 1 es una ilustración esquemática de una primera modalidad de una transmisión continuamente variable de acuerdo con la presente invención; y La Figura 2 es una ilustración esquemática de una segunda modalidad de una transmisión continuamente variable de acuerdo con la presente invención, como una modificación de la modalidad de la Figura 1. Con referencia en primer lugar a la Figura 1, un sistema de transmisión de velocidad continuamente variable comprende un variador V del tipo conocido de tracción de rodamiento de anillo toroidal que tiene dos discos rebajados en forma toroidal 10 colocados uno en cada extremo de la unidad y un par de discos similares de salida 12, cada uno orientando uno de los respectivos discos de entrada 10 y girando entre sí. Los conjuntos de rodillos 14 son montados entre las caras opuestas de los discos de entrada y salida 10, 12 para transmitir una impulsión de los discos de entrada 10 a los discos de salida 12 con una velocidad que es variable mediante la inclinación de los rodillos 14. Los discos de entrada 10 son conectados e impulsados mediante un eje de entrada de sistema 16. El variador proporciona una salida por medio de un eje tubular de salida de variador 18 que es colocado en posición coaxial con el eje de entrada 16. El extremo del eje 18 distante del variador V mueve el engranaje sol o central SI de un primer tren de engranajes epicíclicos de mezclado El. El portador Cl del tren de engranajes El es conectado e impulsado mediante el eje de entrada 16 y también es conectado con el interior de los dos discos de entrada de variador 10. El portador Cl llevar los engranajes planetarios de entrada Pl, los cuales embragan y son impulsados mediante el engranaje sol SI. Cada uno de los engranajes planetarios Pl es montado sobre el portador Cl por medio de un eje asociado 20, el cual ádicionalmente ¦ lleva el primer y segundo engranajes planetarios de salida PX1 y PYl . El engranaje planetario de salida PX1 es idéntico al engranaje planetario Pl y transfiere la salida sumada del tren de engranajes El por medio de un engranaje sol de salida S2 (del mismo tamaño que el engranaje sol de entrada SI) a un eje intermedio de salida 22 colocado en posición coaxial con el eje de entrada de sistema 16. La transmisión de movimiento o impulsión del eje intermedio de salida puede ser transmitida, en forma selectiva, por medio de un embrague de régimen alto H a un eje de salida de sistema 24. El engranaje planetario de salida PY1 es de un diámetro más pequeño que los engranajes planetarios Pl y PXl y engrana con un piñón 26 formado en un extremo de un eje intermedio tubular de salida 28 colocado en posición coaxial con el eje de entrada 16. El extremo opuesto del eje intermedio de salida también es proporcionado con un piñón 30 de un diámetro más pequeño que el piñón 26. El piñón 30 engrana con los engranajes planetarios de diámetro más grande P2 de un segundo conjunto de engranajes epicíclicos de inversión simple D2. Los engranajes planetarios P2 son montados sobre un portador C2, el cual es conectado con un segundo eje intermedio tubular de salida 32 que es colocado en posición coaxial con el eje de entrada de sistema 16, y el cual a su vez es conectado con el eje de salida de sistema 24. . Cada uno de los engranajes planetarios P2 del segundo conjunto de engranajes epicíclicos E2 es situado en un extremo de un eje respectivo 34 montado en el portador C2. El extremo opuesto de cada eje 34 lleva un engranaje planetario adicional más pequeño PX2 , el cual engrana con un engranaje sol 36 situado en un extremo de un eje de transferencia tubular 38 colocado en posición coaxial con el eje de entrada de sistema 16. El otro extremo del eje de transferencia 38 es conectado con un lado de un elemento de frenado en la forma de un embrague de régimen bajo L, el otro lado del cual es conectado con la cubierta de transmisión 40. La transmisión puede operar en uno de los tres regímenes, a saber, en el modo de régimen alto, de régimen bajo y en el modo sincronizado. En el régimen alto, en el cual la transmisión funciona en velocidades a partir de una velocidad de modo sincronizado a una velocidad de funcionamiento profundamente mayor a la capacidad normal, el embrague de régimen alto H es acoplado y el embrague de régimen bajo L es desembragado. Esto permite que la salida del conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El, el cual recibe las entradas de ambos de los discos de entrada 10 y los discos de salida 12 del variador V, sea transmitida al eje de salida de sistema 24 de los engranajes planetarios de salida PX1 del primer conjunto de engranajes, epicíclicos El, el engranaje sol de salida S2 , el eje intermedio de salida 22 y el embrague de régimen alto H. Una salida de los otros engranajes planetarios de salida PY1 del primer conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El también es trasmitida hacia el segundo conjunto de engranajes epicíclicos E2 , aunque debido a que el embrague de régimen bajo L es desacoplado, la salida no es trasmitida al portador C2 y en su lugar, el portador C2 simplemente gira con el eje de salida de sistema 24 con el cual está conectado. Si los engranajes de sol SI y S2 fueran del mismo diámetro, el eje intermedio 22 giraría a la misma velocidad que el eje de salida de variador 18. Sin embargo, la variación de los tamaños relativos de los engranajes SI y S2 creará un segundo funcionamiento epicíclico tanto como el tren de engranajes de régimen bajo. En consecuencia, el arreglo simplemente permite que la recirculación de la potencia tome lugar por medio del variador V en la operación de régimen alto. Entonces, el punto de desplazamiento sincronizado puede ser determinado, en forma entre pendiente, de la extensión de velocidad del variador. En el régimen bajo, en el cual la transmisión funciona a partir deL modos de reversa total, a través del "engranaje neutral" (es decir, a una velocidad desmultiplicada) a una velocidad de modo sincronizado, el embrague de régimen alto H es desacoplado y el embrague de régimen bajo L es acoplado. El desembrague del embrague de régimen alto H aisla el eje de salida de sistema 24 del engranaje planetario de salida PX1 del conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El. Además, el embrague del embrague de régimen bajo L permite que la transmisión de movimiento de salida del primer conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El al segundo conjunto de engranajes epicíclicos E2 sea transferida al portador C2 del segundo conjunto de engranajes epicíclicos E2 al proporcionar una fuerza de reacción de la cubierta de transmisión 40. A continuación, la transmisión de movimiento o impulsión es trasmitida al segundo eje intermedio de salida tubular 32 y por lo tanto, al eje de salida de sistema 24. El movimiento de un régimen alto a un régimen bajo o viceversa puede ser conseguido en el así llamado "modo sincronizado", en el cual la transmisión funciona en una condición en la que, el eje intermedio de salida 22 que conduce a partir del conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El y el segundo eje intermedio de salida tubular 32 que conduce a partir del segundo conjunto de engranajes epicíclicos E2 , giran a la misma velocidad (o casi a la misma velocidad) . Con el fin de cambiar el régimen, el embrague de nuevo régimen es acoplado, por medio de lo cual, ambos embragues son simultáneamente acoplados durante un corto tiempo y el embrague del régimen anterior entonces es desacoplado .

Se observará que en el régimen bajo, los únicos engranajes que son activamente embragados en el conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El son los engranajes planetarios Pl y PYl, con lo cual se minimizan las pérdidas que se presentan en el tren de engranajes epicíclicos de mezclado El, en particular, en el modo de recirculación de potencia. Durante la operación de régimen alto, no existen más engranajes que las transmisiones de la técnica anterior. No obstante, también debe observarse que la presente invención permite el uso de un conjunto de engranajes epicíclicos de mezclado El que no tiene un anillo o rueda dentada. No solamente esto reduce el peso de la transmisión, sino que también permite una flexibilidad más grande con la selección de los tamaños relativos de los engranajes planetarios Pl , PX1 y PYl. Esto su vez permite que la velocidad de los componentes sea reducida y disminuye el número de engranajes a un mínimo. La modalidad de la Figura 2 es muy similar a la modalidad de la Figura 1, la única diferencia significativa es la posición del miembro de frenado de régimen bajo. Las características de la modalidad de la Figura 2 que corresponden con las características de la modalidad de la Figura 1 son indicadas mediante los mismos números de referencia y sólo serán descritas las diferencias de construcció .

Las diferencias se refieren al segundo conjunto de engranajes epicíclicos, identificado como E2 ' en la Figura 2. Los engranajes planetarios P2 y PX2 son idénticos a los engranajes de la primera modalidad, aunque el engranaje sol o central 36' es fijamente conectado con la cubierta de transmisión 40. La impulsión del segundo eje intermedio de salida tubular 32' es tomada en forma continua a partir del portador C2 y es selectivamente conectada con el eje de salida de sistema 24 por medio de un embrague de régimen bajo L' . La variación de la Figura 2 tienen la ventaja que cuando el embrague de régimen bajo L' sea desacoplado, el segundo tren de engranajes epicíclicos E2 es completamente desembragado del eje de salida de sistema 24 (que es opuesto a la primera modalidad en donde el eje intermedio de salida 32 siempre está embragado con el eje de salida de sistema 24) , por medio de lo cual cualquier problema que se genera a partir del segundo conjunto de engranajes epicíclicos durante la operación de régimen alto no es transmitido al eje de salida de sistema 24. La invención no está restringida a los detalles de. las modalidades precedentes. En particular, los tipos de variadores de los tipos distintos a los descritos, pueden ser utilizados. Además, los tamaños de los engranajes podrían ser variados para adaptarse a las circunstancias particulares.

Por ejemplo, en las modalidades descritas, el engranaje sol SI del tren de engranajes epicíclicos es del mismo tamaño que el engranaje sol de salida S2. Sin embargo, en lugar de ser del mismo tamaño, SI podría ser más grande o más pequeño que S2 si fuera adecuado. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un sistema de transmisión de velocidad continuamente variable de régimen múltiple, está constituido de: ejes coaxiales de entrada y salida del sistema; una unidad de transmisión de velocidad continuamente variable (variador) conectada, en forma coaxial, con el eje de entrada de sistema y que tiene un eje coaxial de salida de variador; y un tren de engranajes epicíclicos de mezclado que tiene un engranaje sol de entrada conectado en forma impulsada con el eje de salida de variador, un portador de engranaje planetario conectado en forma impulsada con el eje de entrada de sistema y un primer engranaje planetario montado sobre el portador de engranaje planetario y embragado en forma impulsada con el engranaje sol de entrada; en donde el primer engranaje planetario mueve un primer eje intermedio de salida que es colocado en posición coaxial con el eje de entrada de sistema y el primer engranaje planetario proporciona la entrada para un segundo tren de engranajes epicíclicos, caracterizado porque el primer eje intermedio de salida es conectado, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio de un primer embrague en una operación de régimen alto de la transmisión y porque el segundo tren de engranajes tiene una salida que es conectada, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio de un elemento de frenado en una operación de régimen bajo de la transmisión.
2. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer eje intermedio de salida es proporcionado con un engranaje sol que es impulsado por el primer engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado.
3. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el engranaje sol en el eje de salida es del mismo tamaño que el engranaje sol de entrada.
4. El sistema de transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el eje del engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado lleva un segundo engranaje planetario que gira con el primer engranaje planetario e impulsa el primer eje intermedio de salida.
5. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el segundo engranaje planetario es del mismo tamaño que el primer engranaje planetario.
6. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el eje del primer engranaje planetario del tren de engranajes epicíclicos de mezclado lleva un tercer engranaje planetario que gira con el primer engranaje planetario y proporciona la entrada para el segundo tren de engranajes epicíclicos.
7. El sistema de transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo tren de engranajes epicíclicos comprende un segundo engranaje sol de entrada impulsado por el tren de engranajes epicíclicos de mezclado, un engranaje planetario impulsado por el segundo engranaje sol de entrada y un portador de engranaje planetario que forma la salida del segundo tren de engranajes epicíclicos.
8. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende un engranaje intermedio que conecta el tren de engranajes epicíclicos de mezclado y el segundo engranaje sol de entrada.
9. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el segundo tren de engranajes epicíclicos comprende un segundo engranaje sol embragado con el engranaje planetario del segundo tren de engranajes epicíclicos.
10. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende el medio para frenar, en forma selectiva, el segundo engranaje sol.
11. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el elemento de frenado comprende un embrague interpuesto entre el segundo engranaje sol y la cubierta del sistema de transmisión.
12. El sistema de transmisión de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el engranaje sol es mantenido fijo con respecto a la cubierta de transmisión y el elemento de frenado comprende el medio de embrague que conecta, en forma selectiva, la salida del segundo tren de engranajes epicíclicos con el eje de salida de sistema. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un sistema de transmisión de velocidad continuamente variable de régimen múltiple tiene ejes coaxiales de entrada y salida del sistema (16, 24) , una unidad de transmisión de velocidad continuamente variable (V) conectada, en forma coaxial, con el eje de salida de sistema (16) y tiene un eje coaxial de salida de variador (18) y un tren de engranaje^ epicíclicos de mezclado (El) que posee un engranaje sol de entrada (SI) conectado en forma impulsada con el eje de salida de variador (18) , un portador de engranaje planetario (Cl) conectado en forma impulsada con el eje de entrada de sistema (16) y un engranaje planetario (Pl) montado sobre el portador de engranaje planetario (Cl) . El engranaje planetario (Pl) mueve un primer eje intermedio de salida (22) colocado en forma coaxial con el eje de entrada de sistema (16) y que puede conectarse, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio del primer embrague (H) en una operación de régimen alto de la transmisión. El engranaje planetario (Pl) también proporciona la entrada para un segundo tren de engranajes epicíclicos (E2) que tiene una salida (C2) que puede ser conectada, en forma selectiva, con el eje de salida de sistema por medio de un elemento de frenado (L) para la operación de régimen bajo de la transmisión. El arreglo minimiza el número de tomas de engranaje, con lo cual se reducen las pérdidas de transmisión y la ausencia de un anillo en el tren de engranajes epicíclicos de mezclado (El) permite una mayor libertad en la elección de los tamaños del engranaje, con lo cual a su vez se permiten velocidades reducidas de engranaje.