VARIADOR
Descripción de la Invención La presente invención se refiere a variadores de tracción por rodamiento del tipo en el cual la impulsión es transmitida de una pista a otra por medio de uno o más rodillos cuya orientación es variable de acuerdo con los cambios en la relación de impulsión del variador. De manera más particular, la invención se refiere a un nuevo mecanismo que controla la orientación del rodillo. La palabra "variador" como se utiliza en la presente se refiere a un dispositivo de transmisión de movimiento que proporciona una relación variable en forma continua. La Figura 1 ilustra, sólo por medio de ejemplo más que como una limitación y en una forma altamente simplificada, algunos de los componentes principales del variador conocido de tipo de tracción por rodamiento 10 en el cual la transmisión de movimiento o impulsión se transmite a partir de las pistas exteriores de forma de disco 12, 14 hacia una pista interior de forma de disco 16 (o viceversa) a través de los rodillos 18 que corren sobre las pistas. Sólo son mostrados dos rodillos aunque un variador práctico normalmente tiene seis rodillos en total, con tres rodillos en ambas de las cavidades 38 definidas entre las pistas. La tracción entre los rodillos y las pistas es proporcionada cuando son REF. 177946 desviados entre sí, lo cual es conseguido en este ejemplo por medio de un actuador hidráulico 20 que empuja una pista 14 hacia las otras. En el ejemplo que se ilustra, la pista exterior a mano izquierda 14 se encuentra acuñada en un eje de variador 22 de modo que gire junto con este, mientras que la pista exterior a mano derecha 12 en esta ilustración es integralmente formada con el eje. La pista interior 16 es articulada para su rotación alrededor de un eje, el cual podría ser impulsado a partir de un motor que se representa de manera esquemática en 23. La rotación de las pistas exteriores 12, 14 hace girar los rodillos 18 y por lo tanto, también gira la pista interior 16. La toma de fuerza de la pista interior podría ser conseguida a través de una cadena que corre sobre esta, o a través de algún arreglo coaxial, como es bien conocido en la técnica. Los rodillos son capaces de "moverse con precesión"
(es decir, el movimiento cónico de rotación en torno de una posición media que toma en el espacio el eje de los cuerpos que giran sobre sí mismos con movimiento giroscópico) . Es decir, cada uno puede cambiar su orientación variando la inclinación del eje del rodillo hacia el "eje del variador" 21 definido por el eje 22. Dos orientaciones alternativas de los rodillos 18 se indican, de manera respectiva, en líneas continuas y en líneas de trazo en la Figura 1. Será aparente que a través del movimiento de una orientación a otra cada rodillo cambia las circunferencias relativas de las trayectorias que traza en base a las pistas interior y exterior, con lo cual, se permite el cambio en la relación de impulsión del variador. Por lo tanto, los montajes del rodillo deben permitir que este gire con rapidez alrededor de su propio eje y también que gire alrededor de un eje distinto que será referido como el "eje de precesión". De manera correspondiente, el movimiento giratorio que cambia la orientación del rodillo con frecuencia será referido como el movimiento de "precesión" en la presente. La precesión del rodillo no es controlada en forma directa aplicando un momento de torsión o torque en los montajes de rodillo alrededor del eje de precesión. En su lugar, los montajes de rodillo dejan el rodillo libre para moverse con precesión y la orientación del rodillo se controla en virtud del efecto de dirección que es ejercido sobre los rodillos a través de las pistas. Como un ejemplo de esto, se considerará la construcción conocida de variador que se ilustra en las Figuras 1 y 2. Estas figuras son tomadas (con algunas modificaciones) de la Patente GB 2227287 de Torotrak
(Development) Limited y para mayor detalle sobre la construcción y operación de este y otros tipos de variadores, debe hacerse referencia a este documento. Las Figuras 2 y 3 sólo muestran dos de las pistas 12, 16 del variador. Cada rodillo 18 (sólo uno de los cuales se muestra) es articulado en un carro o portador movible 30, el cual es acoplado con un pistón 32 que corre en el cilindro 34. El rodillo y su portador son capaces de moverse con precesión juntos alrededor de un eje de precesión 36 que es determinado, en esta construcción particular, por el posicionamiento del cilindro 34. Se observa que el eje de precesión no se sitúa en el plano radial. En su lugar, forma un "ángulo de arrastre" (CA, por sus siglas en inglés) con el plano radial, como se observa en la Figura 2. Conforme el pistón se mueve hacia atrás y hacia adelante a lo largo del cilindro, el rodillo también se desplaza del mismo modo hacia atrás y hacia adelante. Las pistas 12, 16 son configuradas en este ejemplo para definir una cavidad toroidal que contiene los rodillos, de sección circular, que es similar a las cavidades 38 que se observan en la Figura 1. Las pistas restringen el rodillo 18, de modo que a medida que este se mueve hacia atrás y hacia delante, su centro sigue una trayectoria gue es un arco del círculo central 40 del toro (es decir, que tiene una superficie de forma de dona) . Este círculo central es el lugar geométrico de los puntos centrales de los círculos del generador del toro. El movimiento del rodillo a lo largo de esta trayectoria está en función del equilibrio entre (a) el componente circunferencial 2F de la fuerza de desviación aplicada en el carro del rodillo por el pistón 32 y (b) las dos fuerzas F ejercidas sobre el rodillo 18 por las respectivas pistas 12, 16. Cada uno de los rodillos tiende hacia una posición en la cual, en los "contactos" entre el rodillo 18 y las pistas 12, 16 (la palabra "contactos" es utilizada en un sentido indefinido debido a que estos componentes no hacen contacto en realidad, ya que están separados por una película delgada de fluido de tracción, como es conocido en la técnica) el movimiento de la periferia del rodillo es paralelo al movimiento de la superficie de la pista. Una desalineación entre el movimiento del rodillo y la pista en los contactos origina un movimiento de dirección sobre el rodillo alrededor del eje de precesión que tiende a provocar que el rodillo se mueva con precesión de manera que reduzca la desalineación. La condición para que los dos movimientos sean paralelos (es decir, para un momento de dirección cero) es que el eje del rodillo tiene que interceptar el eje del variador. Considerando lo que sucede a medida que el montaje de rodillo/carro 18, 30 es desplazado hacia la izquierda o derecha en la Figura 3. Si el eje de rodillo 41 inicialmente se interceptará con el eje del variador 21, el desplazamiento del rodillo lo llevaría afuera de esta intersección aunque sólo en forma transitoria, debido a que el momento de dirección que se origina provoca que el rodillo se mueva con precesión a medida que éste es desplazado. En virtud del ángulo de arrastre CA, esta 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 trayectoria circular 40. En esta construcción conocida, la relación entre la posición del rodillo y el ángulo de precesión esta en función del ángulo de arrastre. El arreglo ofrece la facilidad que el variador sea "controlado por torque". Esta manera de operación del variador ha sido explicada en varias patentes publicadas en el nombre de Torotrak (Development) Limited que incluyen la Patente Europea 444086 y es conocida por aquellas personas expertas en la técnica. Para explicar con brevedad, en un variador controlado por torque, la rela ción del variador no es directamente controlada. Una fuerza de desviación controlada (la fuerza 2F en la Figura 2) es aplicada en cada uno de los rodillos y en equilibrio esta debe ser balanceada por las fuerzas ejercidas sobre el rodillo a través de las pistas del variador (las fuerzas F en la Figura 2) . Las fuerzas ejercidas por las pistas sobre los rodillos son determinadas por los torques en base a las respectivas pistas del variador, así como también, los radios de las trayectorias trazadas sobre los discos por los rodillos. Un análisis simple muestra que:
La fuerza de Desviación del Actuador a Tj.n + Tout En donde T?n y Tout son los momentos de torsión o torques sobre los discos interior y exterior del variador, de manera respectiva. La suma Tin + Tout es referida como el "torque de reacción" y es esta cantidad, más que la relación del variador, la que es directamente controlada. Los cambios en la relación del variador se originan a partir de la aplicación de T?n y Tout (que son agregados en los torques aplicados en forma externa, por ejemplo, a partir de un motor de impulsión) a las inercias que actúan sobre la entrada y la salida del variador. Los rodillos se mueven y se desplazan con precesión de manera automática de acuerdo con los cambios consecuentes en la relación del variador. Otro tipo de construcción conocida de variador es encontrada por ejemplo en el Documento GB 1002479 y se ilustra en la Figura 4. Los rodillos del variador son indicados una vez más en el 18, excepto que aquí se muestra un conjunto completo de tres rodillos en una cavidad, y son articulados sobre los cojinetes 50 en los portadores 52 en los extremos opuestos de los cuales se encuentran las espigas
54, 56 que son recibidas en los taladros alineados en una estructura de forma de araña 58. Por lo tanto, el portador es capaz de moverse ligeramente hacia atrás y hacia adelante a lo largo de una dirección transversal al eje del variador. Este movimiento del portador es controlado por el miembro de recepción de empuje de tres rayos de rueda 60 acoplado con cada portador a través de una respectiva unión de rótula esférica 62. Un ligero movimiento rotacional del miembro 60 alrededor del eje del variador provoca que los rodillos y los portadores se muevan a lo largo de la dirección transversal mencionada con anterioridad. Los taladros alineados que reciben las espigas 54, 56 pueden ser desplazados a lo largo de la dirección axial para crear un ángulo de arrastre y el efecto de dirección explicado con anterioridad es utilizado para controlar la orientación del rodillo. Los cojinetes de rodillo 50 permiten que este "flote" en dirección lateral, de modo que pueda seguir la trayectoria circular necesaria alrededor del eje del variador, a pesar que el portador 52 siga una línea recta. Las modalidades mencionadas involucran la rotación del portador junto con el rodillo para conseguir la precesión requerida del rodillo. Un procedimiento diferente en el control del rodillo es enseñado en la Solicitud de Patente Internacional de Torotrak (Development) Limited, publicada de acuerdo con el Documento WO 03/062670, y la Figura 5 muestra el arreglo relevante. Aquí, el portador 70 tiene dos cabezas de pistón 72, 74 en sus extremos opuestos que se desplazan en los respectivos cilindros 76, 78. Cada rodillo del variador, un ejemplo único del cual es una vez más indicado en 18, puede girar con rapidez alrededor de su propio eje en virtud de un cojinetes de rodillo 80, aunque también puede moverse con precesión con relación al carro debido a que el cojinete 80 se encuentra acoplado con el carro a través de un arreglo de tipo balancín que comprende una bola 82 y una ranura o estría 84, la ranura define el eje alrededor del cual el rodillo puede moverse con precesión con respecto al carro. Aquí, el portador por sí mismo es incapaz de girar debido a que el centro del rodillo se encuentra desplazado del eje de las cabezas de pistón 72, 74. Entre las ventajas de este arreglo es el hecho que el ángulo de arrastre, que es definido por el posicionamiento de la ranura 84, puede ser elegido con libertad. En los problemas de los variadores que se describen con anterioridad, por ejemplo, el contacto con los discos del variador, se restringe la elección del ángulo de arrastre. Sin embargo, todos los variadores descritos con anterioridad tienen en común que el efecto de dirección requerido para controlar la orientación del rodillo simplemente es conseguido al desplazar el carro o portador hacia atrás y hacia adelante a lo largo del círculo central de la cavidad toroidal. Un objetivo de la presente invención es proporcionar mejoras en el modo de control del rodillo (s) en un variador de tipo de tracción de rodamiento. De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un dispositivo de relación variable en forma continua que comprende una primera y una segunda pistas montadas de manera que giren alrededor de un eje común ("el eje del variador") y al menos un rodillo que es acoplado con un portador de manera que gire alrededor de un eje de rodillo y que se desplaza sobre ambas pistas a fin de transmitir la impulsión entre ellas en una relación de impulsión variable, el rodillo es capaz de moverse con precesión alrededor de un eje de precesión que no es paralelo al eje de rodillo y con lo cual, cambia el ángulo entre el eje de rodillo y el eje del variador para producir un cambio correspondiente en la relación de impulsión, el dispositivo es caracterizado porque el rodillo es acoplado con el portador en un modo que le permite moverse con precesión con relación al portador, con lo cual, el eje de precesión es definido con relación al portador, y porque el portador puede ser girado alrededor de un eje de portador que no es paralelo al eje de precesión, de modo que la rotación del portador alrededor del eje de portador sirve para cambiar la orientación del eje de precesión y es acompañado por el cambio en la relación de impulsión del variador. Al proporcionar que el portador gire por sí mismo alrededor de un eje diferente del eje de precesión mientras se permite que el rodillo pueda moverse con precesión con relación al carro, es posible un nuevo modo de control del rodillo. De preferencia, el eje del portador es paralelo al eje del variador. También se prefiere que el eje de portador pase a través del centro del rodillo, de modo que la rotación del portador no provoque el desplazamiento radial del centro del rodillo. Es particularmente preferido que el eje de precesión pase a través del centro del rodillo. Aquí, el rodillo es capaz de moverse con precesión sin que su centro sea desplazado en dirección radial. En una construcción normal de variador, el centro del rodillo es restringido a seguir la línea central de un toro definido entre las dos pistas y de este modo, es incapaz de un desplazamiento significante radial . La orientación del eje de precesión no es fija debido a que este eje es definido con respecto al portador, el cual por sí mismo es capaz de girar. Sin embargo, se prefiere que el eje de precesión siempre tenga que estar inclinado, a través de un ángulo de arrastre diferente de cero, en un plano perpendicular al eje del variador. En virtud del ángulo de arrastre, seguido por la rotación del portador, el rodillo es capaz de regresar a través de su movimiento de precesión a un estado en el cual el eje de rodillo intersecta el eje del variador. Es particularmente preferido que el portador tenga que ser capaz no sólo de girar alrededor del eje de portador sino también de moverse hacia atrás y hacia adelante a lo largo de una trayectoria circular alrededor del eje de variador. Este arreglo le permite por sí mismo realizar el control del torque. Podrían proporcionarse medios de aplicación de una fuerza ajustable para desviar el portador a lo largo de su trayectoria. Para balancear esta fuerza de equilibrio debe entonces equilibrarse a través de las fuerzas aplicadas al rodillo por las pistas, lo cual es la base del control de torgue. Un arreglo de transmisión por engranajes es el medio preferido para controlar la rotación del portador. Si, a medida que el portador es movido hacia atrás y hacia adelante a lo largo de su trayectoria alrededor del eje del variador, fuera movido para mantener una inclinación constante con una radiación lineal del eje del variador, entonces ningún cambio la relación del variador se originaría. En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, se proporcionan medios para la impulsión en forma giratoria del portador, de manera que la inclinación del mismo en una línea que es radial al eje del variador y pasa a través del centro del variador cambia como una función de la posición del portador a lo largo de su trayectoria alrededor del eje del variador. De este modo, puede ser situado este desplazamiento del portador a lo largo de su trayectoria alrededor del eje del variador de manera que sea acompañado por el cambio en la inclinación del portador y la variación consecuente en la relación de impulsión del variador. La presente invención proporciona al diseñador un gran alcance para determinar a través del control adecuado del portador, la relación entre el desplazamiento del portador y la relación de impulsión del variador. En una modalidad especialmente preferida, el dispositivo además comprende un engranaje planetario y una corona dentada, ambos concéntricos con el eje del variador, el portador es acoplado en forma operativa con ambos del engranaje planetario y la corona dentada con lo cual, se controla la rotación y la posición del portador. El control necesario con respecto al portador es proporcionado de esta manera en un modo simple y conveniente. El portador puede ser impulsado por el engranaje planetario y la corona dentada en el modo de un planeta en un arreglo epicíclico (es decir, un mecanismo que contiene dos o más partes o elementos circulares, el menor de los cuales se mueve dentro del mayor) . De la manera más preferible, ambos del engranaje planetario y la corona dentada son ruedas dentadas de engranaje y el portador es proporcionado con dientes de engranaje a través del cual embraga con ambos. En un variador práctico, los problemas pueden generarse al evitar el "contacto" de un componente movible con otro, dentro de la cavidad definida por las dos pistas. Estos problemas serían esperados si el portador estuviera formado como una rueda dentada completa con una periferia circular completa. Sin embargo, el portador no necesita girar 360° totales con relación al engranaje planetario y la corona dentada y de este modo, no requiere una periferia circular completa. En su lugar, en una modalidad preferida de la presente invención, el portador comprende una rueda dentada o de engranaje que tiene las porciones dentadas interior y exterior que se sitúan sobre un lugar geométrico circular común para su embrague con el engranaje planetario y la corona dentada, de manera respectiva. Es particularmente preferido que ambos del engranaje planetario y la corona dentada tengan que girar alrededor del eje del variador. En estas modalidades, estos componentes podrían ser acoplados en forma operativa, por ejemplo, a través de una transmisión por engranajes, de manera que la posición de uno sea una función de la posición del otro. De preferencia, este arreglo proporciona que la rotación de uno en cualquier dirección sea acompañada por la rotación del otro en la misma dirección y en una velocidad rotacional diferente. Esto podría proporcionar una relación fija de velocidad entre el engranaje planetario y la corona dentada. En estas modalidades, se requiere algún arreglo a través del cual el engranaje planetario pueda ser impulsado y es necesario proporcionar esto en un modo que evite el contacto con los otros componentes del variador, los rodillos, portadores, etcétera. En una modalidad preferida de la presente invención, se proporciona un portador planetario y lleva por lo menos un engranaje planetario que embraga con el engranaje planetario y la corona dentada. En esta modalidad, el engranaje planetario, la corona dentada y el portador planetario funcionan juntos en el modo de un epicíclico. El engranaje planetario puede ser impulsado a través de la corona dentada y el portador planetario. Las modalidades específicas de la presente invención serán descritas a continuación, sólo por medio de ejemplo, con referencia las figuras que la acompañan, en las cuales: La Figura 1 es una ilustración simplificada en gran medida de un tipo conocido de variador, que se observa a lo largo de la dirección radial y parcialmente en corte; La Figura 2 ilustra parte de un variador conocido adicional, que se observa lo largo de la dirección radial y parcialmente en corte; La Figura 3 es una ilustración adicional de las partes mostradas en la Figura 2, que se observa a lo largo de una dirección generalmente axial y con una pista de variador en corte de primer plano omitida para revelar los componentes por detrás de este;
La Figura 4 ilustra partes todavía de un tipo conocido adicional de variador, que se observa lo largo de la dirección axial y parcialmente en corte, con una pista de variador que estaría en el primer plano totalmente omitida para revelar los componentes interiores; La Figura 5 ilustra partes todavía de un tipo conocido adicional de variador, una vez más se observa a lo largo de la dirección axial y con - la pista del variador que estaría en el primer plano omitida para revelar los componentes interiores, la figura muestra cierta estructura interna en líneas de trazo; La Figura 6a es una representación esguemática en gran medida de un montaje único de rodillo/portador, y ciertas partes relacionadas, de un variador que incluye la presente invención que se observa lo largo del eje de variador; La Figura 6b muestra el mismo montaje que la Figura 6a, aunque en una configuración ligeramente diferente; La Figura 7 es una ilustración en perspectiva de ciertas partes de un arreglo de portador/cojinete del mismo variador; La Figura 8 es una ilustración en perspectiva de un rodillo y un anillo de tolerancia del mismo variador; La Figura 9 es una ilustración en perspectiva de un montaje que comprende el arreglo de rodillo, portador y cojinete de las Figuras 7 y 8; Las Figuras 10 y 11 son vistas de un variador adicional que incluye la presente invención a lo largo de una dirección axial con una pista de variador que estaría en el primer plano siendo omitida para revelar ciertos componentes interiores; La Figura 12 ilustra los componentes seleccionados de un variador adicional que incluye la presente invención y es una figura en perspectiva excepto que muestra un corte a través del variador en un plano axial, la pista del variador estaría en el primer plano de la figura siendo omitida para revelar ciertos componentes interiores; La Figura 13 es una vista del mismo variador que se observa en la Figura 12 a lo largo de una dirección axial, la pista más delantera del variador del primer plano una vez más es omitida para revelar los componentes interiores; La Figura 14 es una representación esquemática todavía de un variador adicional que incluye la presente invención, a lo largo de la dirección axial; La Figura 15 es una representación esquemática todavía de un variador adicional que incluye la presente invención, a lo largo de la dirección axial; La Figura 16 es una ilustración en perspectiva esquemática de las partes seleccionadas todavía de otro variador que incluye la presente invención;
La Figura 17 ilustra un montaje de rodillo/portador/protección para uso en variadores que incluyen la presente invención y es una figura en perspectiva excepto que muestra un corte a través del montaje en el plano que contiene el eje de rodillo; La Figura 18 es un corte en un plano radial a través de un variador que incluye la presente invención y que incorpora el montaje que se ilustra en la Figura 18; La Figura 19 es un corte en un plano axial a través todavía de un variador adicional que incluye la presente invención; y La Figura 20 es una ilustración en perspectiva de un portador utilizado en varias modalidades de la presente invención. Las modalidades de la invención serán descritas más adelante, toda las cuales involucran el montaje de cada uno de los rodillos de variador sobre un portador respectivo el cual puede provocarse que se incline en virtud de un arreglo de impulsión. El principio puede ser entendido a partir de las Figuras 6a y 6b, en las cuales sólo uno de los rodillos es ilustrado en 200 (y se encuentra contenido en gran medida dentro de una protección 202 que será descrita más adelante) y el portador se encuentra en 204. Comparando la Figura 6b con la Figura 6a, el portador 204 se ha inclinado alrededor del eje de portador 226, de modo que el ángulo de inclinación ? es diferente de cero. El cambio en el ángulo de inclinación lleva en forma transitoria el eje de rodillo fuera de la intersección con el eje del variador y el momento de dirección que se origina ha provocado que el rodillo se mueva con precesión para restaurar la intersección. La inclinación consecuente del rodillo corresponde con una relación alterada de impulsión, que no es más grande de 1:1. El arreglo utilizado en esta y las subsiguientes modalidades para montar el portador 204, de manera que pueda inclinarse alrededor del eje de portador 226 y que pueda impulsar este movimiento de inclinación del portador comprende un engranaje planetario interior 212 y la corona dentada anular exterior 214, ambos de los cuales son montados en posición concéntrica con el eje de variador 218 y pueden ser girados alrededor del mismo. El portador 204 es formado como una rueda dentada y se sitúa en el espacio entre el engranaje planetario 212 y la corona dentada 214, engranando con ambos. El portador es incapaz de moverse a lo largo del eje de variador debido a que la posición del rodillo que lleva es impuesta por las pistas del variador. Las pistas por sí mismas no son mostradas en estas figuras, aunque se sitúan (como será claro a partir de las subsiguientes figuras) en la parte frontal y por detrás del rodillo 200 y giran alrededor de un eje común 218, referido como el eje de variador y situándose perpendiculares al plano del papel. El portador es capaz de girar alrededor de un eje de portador 226 que también es perpendicular al plano del papel. Se proporciona un arreglo para impulsar el portador de manera que gire alrededor de este eje y de este modo que cambie el "ángulo de inclinación" del portador. Vamos a definir el ángulo de inclinación, indicado por ? en la Figura 6b, que será el ángulo entre (1) la línea 216 que irradia a partir del eje de variador 218 (es decir, el eje de las pistas del variador) y (2) alguna línea arbitraria 220 a lo largo del portador. Los momentos de dirección requeridos para provocar la precesión del rodillo y el consecuente cambio de la relación del variador se originan a partir de los cambios en el ángulo de inclinación ?. En la Figura 6a el ángulo de inclinación es de cero y el variador está operando aproximadamente a una relación de impulsión de 1:1. El eje de rodillo 222 es perpendicular al eje de variador 218 e intercepta este, puesto que deben estar en equilibrio. Debido a que el intervalo de movimiento angular del portador es limitado, su periferia exterior no necesita ser un círculo completo. En su lugar, el portador tiene una porción dentada de parte circular radialmente interior 206 acoplada a través de un borde gue se extiende en una dirección generalmente radial 208 hasta una porción dentada de parte circular radialmente exterior 210. Esta formación del portador 204 permite que este se coloque dentro del espacio disponible sin tocar otras partes tales como los rodillos en sí mismos. Considerando por ejemplo qué hubiera pasado si el engranaje planetario y la corona dentada 212, 214 tuvieran que ser impulsados para girar a la misma velocidad, de modo que ellos, y el portador 204, simplemente giran alrededor del eje de variador mientras mantienen sus posiciones fijas entre sí. El ángulo de inclinación ? no sería cambiado. Si el eje de rodillo 222 estuviera inicialmente en la intersección con el eje de variador 218, como se encuentra en la Figura 6, entonces, este permanecería de modo que ningún cambio de la relación del variador se originaría. Sin embargo, considerando que sucedería si el engranaje planetario y la corona dentada fueran impulsados a diferentes relaciones, en general esto originará una vez más el movimiento del portador y a lo largo de una trayectoria circular alrededor del eje de variador. El centro del rodillo sigue un círculo 224 que es el círculo central del toro definido por las pistas del variador. Sin embargo, al mismo tiempo el portador 204 girará alrededor del eje de portador 226 para cambiar su ángulo de inclinación ?. El rodillo tiene la libertad de moverse con precesión con relación al portador 204 en virtud de un arreglo de cojinete a través del cual es acoplado con el portador, y ahora este aspecto de la presente modalidad será considerado con referencia a las Figuras 7-9. El arreglo de cojinete permite que el rodillo 200, (1) gire alrededor de su propio eje y (2) se mueva con precesión alrededor de un eje de precesión 228 que es definido y fijado con relación al portador 204. La rotación del rodillo 200 alrededor de su propio eje se proporciona por medio de un cojinete de agujas 230 (Figura 8) que es recibido en el taladro central del rodillo. Entre el rodillo y el cojinete se proporciona un anillo de tolerancia 232 (Figura 8) . En virtud de una construcción corrugada, el anillo de tolerancia proporciona alguna facilidad de ceder bajo carga entre el rodillo y el cojinete. En uso, el rodillo es sometido a través de las pistas del variador a una gran fuerza de compresión a lo largo del diámetro del rodillo. Como resultado, el rodillo es deformado en forma elástica en cierto modo. El anillo de tolerancia se deforma de manera elástica para acomodar la deformación del rodillo y de este modo garantiza que la fuerza de compresión es soportada principalmente por el rodillo en sí mismo, más que sea pasada sobre el cojinete 230. La pista interior del cojinete de agujas 230 es formada en dos partes 234, 236 ensambladas alrededor de un buje 238 del portador 204 (Figura 7). Las dos partes 234, 236, por ejemplo, podrían ser soldadas juntas seguido por el maquinado de su circunferencia exterior a fin de proporcionar la superficie circular regular que se requiere de la pista interior del cojinete. En forma alterna, éstas podrían ser aseguradas juntas a través de una banda alrededor de su circunferencia (no se muestra) lo cual serviría como la superficie de cojinete. Las espigas circulares 240 sobresalen a partir de cualquier lado del buje 238 y son concéntricas y alineadas a lo largo del eje de precesión 228. Las espigas son recibidas en los rebajos circulares complementarios 242 en las caras interiores de las respectivas partes de pista interior 234, 236 y las arandelas 244 separan las caras interiores 241 de las caras adyacentes del buje 238. La construcción permite que la pista interior de cojinete 234, 236 y por lo tanto, el rodillo 200 llevado sobre esta, se mueva con precesión con relación al portador 204 alrededor del eje de precesión 228 como se mencionó con anterioridad. Es importante observar que el eje de precesión no se sitúa en un plano que es radial (perpendicular) al eje del variador (tal como el plano del papel en la Figura 6) . En su lugar, el eje de precesión 228 es inclinado en un plano para formar el ángulo de arrastre. El punto puede ser mejor entendido a partir de la Figura 20, que muestra el portador 204 a lo largo de una dirección perpendicular al eje de precesión 228. Los dientes de engranaje del portador se observa que se encuentran inclinados al eje de precesión más que perpendiculares a este. El ángulo de los dientes de engranaje determina en la presente modalidad el ángulo de arrastre entre el eje de precesión y el plano perpendicular. Uno de los beneficios de este arreglo, si se compara con el tipo de arreglo de la técnica anterior que se ilustra en la Figura 2, es gue el ángulo de arrastre no se limita por la construcción del variador. En la Figura 2, el máximo ángulo posible de arrastre del variador es limitado por el contacto del actuador a través de las pistas del variador. En contraste, el tipo de construcción que se considera aquí proporciona al diseñador un incremento de libertad de elección del ángulo de arrastre que es necesario para cumplir con los requerimientos de velocidad de respuesta del variador y de estabilidad en contra de la oscilación. Las Figuras 10 y 11 se pretende que aclaren el movimiento de los portadores 204 y los rodillos 200. Estas figuras muestran un arreglo práctico con tres rodillos situados en intervalos angulares regulares dentro de una cavidad toroidal formada entre un par de pistas toroídales del variador. Los detalles de las pistas no son mostrados en estas figuras aunque pueden ser similarmente formados en las pistas 12, 16 observadas en la Figura 1. La trayectoria circular que siguen los centros de los rodillos alrededor del eje del variador a medida que los portadores se mueven hacia atrás y hacia adelante se indica una vez más en 224 en la Figura 10. Esta es de hecho la línea central de la cavidad toroidal definida por las pistas. En esta modalidad, una estructura de araña de rayos de rueda 248 es utilizada para impulsar el engranaje planetario 212, como será explicado más adelante. En la Figura 10, el variador está operando aproximadamente a una relación de 1:1. Los ejes de los rodillos son aproximadamente perpendiculares al eje del variador (el ángulo en cuestión sería medido en un plano que contiene el eje del variador, es decir, perpendicular al papel, y de este modo no puede ser indicado en «ssta vista) . Cada eje de rodillo 222 intercepta el eje de variador 218, puesto que deben estar en equilibrio. El ángulo común de inclinación ? de cada portador 204 se define que es cero en esta condición. Comparando la Figura 11 con la Figura 10, el engranaje planetario 212 y la corona dentada 214 han sido avanzados a lo largo de la dirección en sentido de giro de las manecillas del reloj, con el engranaje planetario moviéndose más que la corona dentada. Como consecuencia se efectúan varios cambios: i) debido a que ambos del engranaje planetario y la corona dentada han girado en la misma dirección (en sentido de giro de las manecillas del reloj), los portadores 204 y los rodillos 200 también han sido avanzados en el mismo sentido, el centro de cada rodillo 200 se mueve a lo largo del círculo 224; ii) debido a que el engranaje planetario 212 ha girado más rápido que la corona dentada 214, cada portador
204 ha sido provocado que se incline, es decir, que gire alrededor de su eje de portador 226 cambiando su ángulo de inclinación ?; iii) el cambio en el ángulo de inclinación del portador ha provocado un desplazamiento angular de los ejes del rodillo, en forma transitoria que los lleva fuera de la intersección con el eje del variador. De esta manera, ha sido ejercido un efecto de dirección sobre los rodillos como se describió con anterioridad, provocando que estos se muevan con precesión (alrededor de los ejes de precesión 228 definidos con respecto a los portadores 204) hacia las posiciones ilustradas, con lo cual, se restaura la intersección. Será aparente que los ejes de rodillo ya no son perpendiculares al eje del variador sino que son inclinados a este. De manera correspondiente, la relación de impulsión del variador ha sido alterada y de hecho, el variador se muestra cerca a un extremo del intervalo disponible de la relación. Por lo tanto, debe ser aparente que a través del engranaje planetario y la corona dentada 212, 214 puede ser ejercido el control a través del variador. La impulsión del engranaje planetario 212 presenta un reto debido a la posición del engranaje dentro de la cavidad del variador.
Hasta ahora han sido consideradas dos distintas soluciones. La primera de estas soluciones es observada en las Figuras 10 y 11, en las cuales la estructura de forma de araña 248 comprende los bordes de forma radial 250 que pasan a través de la cavidad y acoplan el engranaje planetario 212 con una rueda exterior a la cavidad en la cual puede aplicarse la impulsión. La rueda por sí misma no se encuentra en el plano principal en estas figuras y su perímetro es indicado en la línea de trazo 251. Los bordes radiales 250 deben ser formados de tal modo que eviten el contacto de los rodillos y los portadores a medida que se muevan, ésta es la razón de su forma . Un segundo medio de impulsión del engranaje planetario involucra la incorporación del engranaje planetario y la corona dentada en un arreglo epicicloidal . El variador que se ilustra en las Figuras 12 y 13 proporciona un ejemplo y a continuación, será descrito en detalle. Estas figuras muestran un variador similar al de la Figura 6 porque este tiene dos cavidades toroidales . En la Figura 12, la pista interior es designada como 252 y en el lado a mano derecha de la figura se observa una de las pistas exteriores 254. El arreglo incluye una pista exterior adicional que estaría en el lado a mano izquierda de la figura aunque es omitida, de modo que otros componentes puedan ser observados. Los portadores y los rodillos son designados una vez más como 204 y 200, de manera respectiva. Por motivos de claridad de simplicidad de representación, los arreglos de cojinete que acoplan los portadores con los rodillos son omitidos de la Figura 12, aunque pueden ser observados en la Figura 13. Cada cavidad del variador contiene tres rodillos 200 y cada uno tiene una corona dentada asociada 214, 214' y un engranaje planetario 212, 212'. El arreglo además comprende en cada cavidad un portador planetario 256, 256' que es montado de manera que gire alrededor del eje del variador y comprende un buje 258 y los bordes radiales 260 que sirve para llevar los engranajes planetarios 262 y para acoplar el portador planetario con una rueda exterior integral 264. Cada uno de los engranajes planetarios 262 embraga con el engranaje planetario 212 y la corona dentada 214 formando un arreglo de engranaje de tipo epicíclico. En consecuencia, controlando la rotación del portador planetario 256 y de la corona dentada 214, también es controlada la rotación del engranaje planetario 212. Los principios involucrados en un arreglo de engranaje epicíclico de este tipo serán completamente conocidos para la persona experta. El arreglo es conveniente debido a que los engranajes planetarios 262 pueden ser colocados entre los portadores 204 y se mueven a lo largo con ellos, de modo que es evitado el contacto de uno con el otro. Del mismo modo que los portadores 204, los engranajes planetarios 262 no tienen una periferia circular completa sino que en su lugar tienen las partes dentadas interior y exterior de partes circular 266, 288. Una vez más, esto ayuda a evitar el contacto de los componentes dentro de las cavidades del variador. Algún medio es requerido para la impulsión del engranaje planetario y la corona dentada 212, 214. En la Figura 13 esto es conseguido por medio de las cremalleras dentadas 270, 272 que engranan, de manera respectiva, con una periferia exterior dentada de la corona dentada 214 y con una periferia exterior dentada de la porción de rueda 264 del portador planetario. Obviamente, el engranaje planetario en sí mismo es impulsado en forma indirecta a través de los engranajes planetarios 262. Las dos cremalleras 270, 272 podrían ser unidas entre sí, de modo que se muevan juntas. Si el movimiento de las cremalleras fuera para cambiar el ángulo de inclinación del portador y de este modo que origine el cambio de la relación de impulsión del variador, entonces, las cremalleras deberían impulsar la corona dentada 214 y el portador planetario 156 a distintas velocidades. Esto es conseguido en la modalidad de la Figura 13 en virtud del hecho que la periferia exterior de la corona dentada 214 tiene un diámetro distinto de la rueda exterior 264 del portador planetario. Por lo tanto, a medida que las cremalleras 270, 272 se mueven hacia atrás y hacia adelante, provocando que la corona dentada y el portador planetario se muevan a diferentes velocidades. De manera correspondiente, la corona dentada y el engranaje planetario giran a diferentes velocidades, provocando el cambio del ángulo de inclinación del portador y por lo tanto, el cambio de la relación del variador. Este tipo de arreglo permite que el variador sea controlado del torque. El engranaje planetario y la corona dentada ejercen juntos una fuerza de desviación que empuja cada rodillo 200 a lo largo de la trayectoria circular 224. Esta fuerza es opuesta por las fuerzas ejercidas sobre el rodillo a través de las pistas 252, 254. El movimiento de los rodillos 200 a lo largo de la trayectoria 224 origina el cambio del ángulo de inclinación ? y por lo tanto, de la relación del variador. El resultado es que, como en el arreglo conocido descrito con anterioridad con referencia a las Figuras 1 y 2, el variador crea un torque de reacción que es determinado por la fuerza de desviación aplicada en cada rodillo. Algún medio es reguerido para la aplicación de una fuerza controlada en las cremalleras dentadas 270, 272 y en la Figura 13 un arreglo de pistón hidráulico y cilindro acoplado con las dos cremalleras 270, 272 que sirve para este propósito se indica de manera esquemática en 274. Este arreglo es del tipo de doble accionamiento, gue tiene dos cámaras de trabajo 276, 278 formadas dentro de un cilindro 282 en cualquier lado de un pistón 284. De esta manera, el comportamiento del variador es controlado a través de la presión de fluido que es aplicada en las dos cámaras de trabajo 276, 278. Obviamente, existen numerosas formas alternativas en las cuales los torques necesarios pueden ser aplicados en el engranaje planetario y la corona dentada. La Figura 14 ilustra una forma esquemática de un arreglo alternativo para la impulsión de la transmisión por engranajes, en la cual un cilindro montado en forma giratoria 286 contiene un pistón 228 acoplado a través de un vastago de pistón 290 en una orejeta 292 que es conectada con el engranaje planetario 212 o la corona dentada 214 o con el portador planetario 256. En este arreglo, el pistón 288 impulsa una de estas partes de la transmisión por engranajes en forma directa y algún otro medio es necesario para impulsar otra parte de la transmisión por engranajes. La Figura 15 muestra un arreglo en el cual una cadena 292 es pasada alrededor de uno de los componentes de la transmisión por engranajes para impulsarlo, el torque ejercido por la cadena es determinado por una diferencia entre las presiones hidráulicas en las cámaras de trabajo 294, 296 de los actuadores hidráulicos 298, 300 que jalan la cadena en direcciones opuestas. En la Figura 16, se utiliza un arreglo que comprende alambre y poleas para ejercer un torque elegido sobre uno de los componentes de la transmisión por engranajes. Este tipo de arreglo se considera potencialmente ventajoso para conseguir una construcción compacta del variador debido a que los actuadores (los cuales son omitidos de esta figura, aunque debe entenderse que jalan las líneas como se muestra mediante las flechas 300, 302) no necesitan ser transversalmente alineados con el eje del variador. El alambre 303 es conducido alrededor de un componente de la transmisión por engranajes (que podría ser una vez más cualquiera del engranaje planetario 212, la corona dentada 214 o el portador planetario 256) y alrededor de las poleas 304, 306 en virtud de lo cual la dirección, a lo largo de los actuadores jalan la línea, puede ser elegida por el diseñador, de manera que cumpla con los requerimientos de empaque. Se ha mencionado con anterioridad que los rodillos 200 y las pistas 252, 254 normalmente no hacen contacto físico entre sí, puesto que están separadas por una película delgada de fluido. La tracción entre los rodillos y las pistas se genera a partir del corte dentro de esta película de fluido. Para mantener la película, un flujo de fluido de tracción es suministrado a las partes de rodamiento. Los arreglos conocidos para el suministro de fluido de tracción se describen por ejemplo, en la Solicitud de Patente Internacional publicada de Torotrak WO03/062675 y en la Patente Europea EPO930449, y dependen del suministro del fluido a través de los portadores sobre los cuales son montados los rodillos. El suministro del fluido de tracción a través del portador es menos directo en los tipos de variador que se ilustra adelante en la Figura 6, debido a la naturaleza del movimiento del portador, aunque las Figuras 17 y 18 ilustran un modo en el cual esto puede ser conseguido. La Figura 18 muestra de la manera más clara, un pasaje de suministro de fluido de forma de "T" 308 que es formado dentro del portador 204 que conduce de un extremo abierto en la porción dentada interior 206 del portador a los respectivos pasajes 310, 312 dentro de las respectivas mitades 234, 236 de la pista interior del cojinete. Estos pasajes conducen al interior del cojinete de agujas 230 y de aquí el fluido pasa hacia una cámara definida entre el rodillo 200 y la protección o recubrimiento 202 que lo rodea. La protección 202 comprende dos mitades similarmente formadas que son ensambladas alrededor del rodillo 200 y son unidas entre sí a través de las pestañas exteriores 318. La protección es montadas sobre las partes de pista interior de cojinete 234, 236 y de este modo se mueve con el rodillo 200. Esta se observa en corte en 320 en las Figuras 6, 10 y 11 que permite que el rodillo 200 embrague con las pistas del variador 252, 254. Así como también su función es proporcionar tracción entre los rodillos y las pistas del variador, el fluido sirve para enfriar los rodillos. El arreglo que se ilustra proporciona, debido al suministro de fluido en la parte radialmente interior del rodillo y a la provisión de la protección, un gran período de permanencia del fluido en la proximidad del rodillo lo cual promueve un enfriamiento efectivo. Un tubo de soldadura a tope 322 es recibido en el extremo abierto del pasaje de suministro de fluido 308 y en el taladro radial 324 del engranaje planetario 212 formando un conducto para el flujo de fluido desde el último hasta el primero. El .ángulo entre el pasaje 308 y el taladro 324 cambia conforme se inclina el portador, y acomoda este tubo de soldadura a tope 332 que tiene las cabezas de parte esférica 326, 328 cada una. de las cuales puede girar en cierto modo mientras se mantiene un sello. El fluido es suministrado a lo largo de un pasaje axial para alcanzar los taladros radiales 324. La Figura 19 es un corte axial a través de un variador que incluye la presente invención y muestra cómo pueden ser acopladas juntas las partes en dos cavidades de variador. Se muestra una mitad del variador, en un lado del eje de variador 218. Un eje de variador 330 es acoplado, a través de la transmisión por engranajes que no se muestra, con el motor de un vehículo automotriz. Las pistas del variador son observadas en 252, 254 y 255. La pista exterior más a la izquierda 255 es montada sobre el eje de variador 330 a través de ranuras que le permiten moverse a lo largo del eje aunque no gira alrededor de este. Esta se somete a una "carga final" a través de un actuador hidráulico formado por un cilindro 332 que es montado por sí mismo en el eje de variador 330 y recibe la pista exterior 255 en el modo de un pistón. La pista exterior más a la derecha 254 es fijamente montada en el eje y la pista interior 252 tiene alguna libertad limitada de movimiento en dirección axial en virtud de un cojinete 334 a través del cual es montada. En consecuencia, el efecto de la carga final es el empuje de todas las tres pistas hacia el embrague con los rodillos 200, proporcionando una tracción de rodillo/pista. En esta figura, los rodillos 200 son mostrados en tres distintas posiciones gue corresponden, de manera respectiva, con la relación de 1:1 y con las relaciones disponibles más alta y más baja, las últimas dos posiciones son indicadas en líneas punteadas. En esta figura, los engranajes planetarios 212, 212' en las dos cavidades toroidales del variador se observa que son acoplados a través de un primer manguito 336 que se sitúa alrededor y es concéntrico con el eje de variador 330, provocando que los dos engranajes planetarios se muevan al mismo tiempo. Los dos portadores planetarios 256, 256' son acoplados a través de un segundo manguito 338 y en esta modalidad, los bordes radiales 260, 260' del portador planetario se encuentran en pares, con un eje planetario 340 montado entre cada par para colocar un respectivo engranaje planetario 262 a través de los cojinetes 342. La porción dentada de la rueda exterior del portador planetario es indicada en 264 como en las figuras previas. Las ruedas dentadas 214, 214' son situadas en esta modalidad entre los bordes 260, 260' de los respectivos portadores planetarios. El arreglo permite que la impulsión sea aplicada a los componentes epicíclicos sólo de una cavidad del variador y que sea transmitida a través de los manguitos a los componentes en la otra cavidad. Es necesario proporcionar la impulsión ?firatoria de manera gue sea aplicada en y/o tomada de la pista interior de variador 252 y para muchas aplicaciones es deseable hacerlo a través de algún miembro que gire alrededor del eje de variador (más que por medio de una cadena o una transmisión por engranajes que conduce a un eje desplazado del eje de variador) . Este acoplamiento coaxial con la pista interior puede ser relativamente complejo de conseguir con los diseños existentes de variador, en los cuales el mecanismo que controla los rodillos se extiende en dirección radial fuera de las cavidades del variador. Sin embargo, en la presente modalidad el acoplamiento de la potencia coaxial es directamente conseguido por medio de un rotor 344 conectado con la pista interior del variador 252 y que se extiende en dirección axial más allá de la pista exterior más a la derecha 254, la porción externa del rotor es acoplada con algún arreglo adicional de engranaje (no se muestra) . Esta forma simple de acoplamiento coaxial es posible debido a que la transmisión por engranajes en la cavidad de variador a mano derecha se encuentra contenido en gran medida dentro de la cavidad, no teniendo grandes salientes radiales que hagan contacto con el rotor. 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.