MXPA95000742A - Accionador de rampa de bola de embrague conaplicacion de traccion y descenso con ruedaslibres - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un mecanismo de rampa de bola para acoplar dos elementos giratorios, que comprende:un elemento de entrada impusado por un motor y girando alrededor de un eje de rotación;un elemento de salida que tiene un eje de rotación coaxial con dicho eje de rotación de dicho elemento de entrada para hacer girar un dispositivo de salida;un primer accionador de rampa de bola para generar un movimiento axial, que comprende axial, que coprende:un anillo anular de control acoplado magnéticamente a dicho elemento de salida y girado conéste, dicho anillo de control teniendo al menos dos rampas de control circunferenciales formadas en una primera cara de dicho anillo de control, dichas rampas de control variando en profundidad axial, un número equivalente de elementos de rodillo uno ocupando cada una de dichas rampas, un anillo de activación que tiene un eje de rotación a lo largo de dicho eje de roatación de dicho anillo de control, dicho anillo de activación teniendo al menos dos rampas de activación sustancialmente idénticas en número, forma y posición radial a dichas rampas de control en dicho de control, donde dichas rampas de activación se oponen al menos parcialmente a dichas rampas de control y donde cada uno de dichos elementos de rodillo estáatrapado entre dicha rampa de activación y una rampa de control al menos parcialmente opuesta, respectiva, dicho anillo de control dispuesto moviblemente en forma axial y rotacional con relación a dicho anillo de activación;un segundo accionador de rampa de bola para generar un movimiento axial donde dicho anillo de activación tiene una pluralidad de rampas de descanso con rudas libres de activación, circunferencial, de acción opuesta, formada en una segunda cara de dicho anillo de activación y rampas de plato parcialmente opuestas, sustancialmente idénticas, formadas en dicho plato de presión, donde dichas rampas de plato y dichas rampas de descanso con ruedas libres tienen una profundidad variable con un número equivalente de elementos de rodillo, uno ocupando cada par de rampas parcialmente opuesta que ruedan a lo largo de dichas rampas de descensocon ruedas libres y dichas rampas de plato y operan para desplazar axialmente el anillo de activación del plato de presición cuando gira en una dirección relativa opuesta a la dirección de rotación, ocasionando el desplazamiento axial de dicho primer accionador de rampa de bola;medios de acoplamiento para unir giratoriamente dicho elemento de salida donde dichos medios de acoplamiento varían el grado de acoplamiento rotacional entre dicho elemento de entrada y dicho elemento de salida de acuerdo con la posición axial de dicho anillo de control con relación a dicho anillo de activación, dichos medios de acoplamiento comprendiendo:un volante unido a dicho elemento de entrada que tiene una superficie de fircción;un disco de embrague que tiene una primera superficie de fricción para reacción friccionalmente contra dicha superficie de fricción de volante y una segunda superficie de fricción;un plato de presión que tiene una superficie de fircción para reaccionar friccionalmente dicha segunda superficie de fricción de disco de embrague dicho plato de presión estáconectado no giratoriamente a dicho anillo de activación;un anillo de traba unido no giratoriamente a dicho miembro de salida;un elemento de soporte de control dispuesto entre dicho anillo de control y dicho anillo de traba, dicho soporte de control sostenido giratoriamente por dicho elemento de salida;una bobina para crear un campo megnético en dicho anillo de traba y dicho anillo de control y dicho soporte de control, con ello uniendo magnéticamente dicho anillo de control a dicho elemento de salida, dicha bobina energizada eléctricamente por una unidad de control de embrague donde dicho anillo de activación gira con dicho elemento de entrada y dicho anillo de control gira con dicho elemento de salida de acuerdo con dichos medios de control;medios de embrague de control para limitar la rotación de dicho anillo de activación con relación a dicho anillo de control cuando se energiza dicha bobina, dichos medios de embrague unidos a dicho soporte de control y a dicho anillo de activación.

Description

ACC ONADOR DE RAMPA DE BOLA DE EMBRAGUE CON APLICACIÓN DE TRACCIÓN Y DESCENSO CON RUEDAS LIBRES INVENTORES: GREGORY JOSEPH ORGANEK, DAVID ICHAEL PRESTON y DAVID ALLEN JANSON, todos ciudadanos de los Estados Unidos, con domicilio respectivamente en 4542 Korte, Dearborn, Michigan 48126; 4551 Ennismore, Clarkston, Michigan 48346; y 255 Garling Drive, Plymouth, Michigan 48170, todos en los Estados Unidos .

SOLICITANTE: EATON CORPORATION, una sociedad de los Estados Unidos, con domicilio en Eaton Center, Cleveland, Ohio 44114-2584, Estados Unidos.

Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a un embrague de línea de tracción de vehículo y, mas particularmente, a un embrague de línea de tracción donde un disco de fricción es sujetado a un volante del motor usando un accionador de rampa de bola donde se usa un embrague de una vía para proporcionar traba de embrague de línea de tracción de tracción y descenso con ruedas libres. Los embragues de línea de tracción comúnmente usan una pluralidad de resortes para sujetar un disco de fricción a un volante del motor. Los resortes están dispuestos dentro de un conjunto de plato de presión que se emperna al volante. Un eslabón mecánico que controla el mecanismo de resorte de plato de presión es desplazado por el operador para controlar la traba y la liberación del embrague. Los esfuerzos por automatizar la operación del embrague usando electrónica están dando frutos en la actualidad. Se sabe usar un accionador electromecánico o hidráulico conectado al eslabón mecánico para, en esencia, reemplazar el operador para operación de embrague mas precisa durante los cambios de la transmisión. Usando tal accionador, el eslabón mecánico es movido en respuesta a una señal eléctrica de control generada por un microprocesador central usado para procesar una variedad de entradas del sensor del vehículo y otras condiciones de operación para determinar cuando y de que manera debe activarse o desactivarse el embrague de línea de tracción. El uso de un accionador de rampa de bola para cargar un paquete de embrague en un diferencial de línea de tracción de vehículo es conocido. Las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,092,825 y 4,805,486, cuyas descripciones se incorporan en la presente por referencia, describen diferenciales de patinado limitado donde se carga un paquete de embrague en respuesta a la activación de un accionador de rampa de bola iniciado por rotación de un servomotor o una zapata de freno impulsada por solenoide en un anillo de activación. La ventaja del mecanismo de rampa de bola sobre otros accionadores es que convierte movimiento de rotación en movimiento axial con una muy elevada amplificación de fuerza, a menudo 100:1 o mayor. Un accionador de rampa de bola también ha sido utilizado en una transmisión de vehículo para vincular y desvincular conjuntos de engranes cargando un paquete de embrague de engrane en respuesta a una señal, como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 5,078,249, cuya descripción se incorpora en la presente por referencia. En ambas de estas aplicaciones, un lado del accionador de rampa de bola, comúnmente llamado un anillo de control, reacciona contra la tierra de la caja a través de la fuerza inducida por un campo electromagnético generado por una bobina o es girado por un motor eléctrico con relación a la tierra de la caja. Para generar mayores fuerzas de agarre, la corriente eléctrica suministrada a la bobina o al motor es incrementada, con ello incrementando la reacción del anillo de control a la tierra de la caja, lo que hace girar el anillo de control con relación a un anillo de activación, con ello haciendo que los elementos de rodillo vinculen rampas en el anillo de control y activación, lo que incrementa el movimiento axial y la fuerza de agarre sobre el paquete de embrague . Un problema con el uso de un accionador de rampa de bola para suministrar la fuerza de agarre de embrague es que la mecánica del mecanismo de rampa de bola unidireccional, de la técnica anterior, da como resultado una pérdida de fuerza de agarre cuando el vehículo está en modo de descenso con ruedas libres. Una vez que se reduce la energía del motor es reducida y la línea de tracción está superando en realidad al motor (modo de descenso con ruedas libres) , el accionador de rampa de bola de la técnica anterior con accionamiento unidireccional de una sola rampa desvinculará el embrague, con ello eliminando el potencial de frenado del motor del vehículo. En otras palabras, este tipo de embrague accionado por rampa de bola de la técnica anterior, usando una rampa de bola que solo tiene un ángulo de rampa, hará que el embrague desvincule cuando el motor no está proveyendo energía rotacional a la transmisión cuando el vehículo está descendiendo con ruedas libres. Cuando está descendiendo con ruedas libres, el volante ya no está proveyendo energía rotacional ni a la transmisión ni al accionador de rampa de bola. En esta circunstancia, la rotación relativa del anillo de activación y el anillo de control ha sido invertida de modo que el desplazamiento axial de rampa de bola es colapsado, con ello permitiendo que el plato de presión se jale lejos del disco de embrague. El resultado es que el motor es desvinculado de la transmisión y se elimina cualquier esfuerzo de frenado del motor. El accionador de rampa de bola comprende una plurali-dad de elementos de rodillo, un anillo de control y un anillo de activación opuesto, donde el anillo de activación y el anillo de control definen al menos tres superficies opuestas de una sola rampa, formadas como ranuras semi-circulares, circunferenciales, cada par de ranuras opuestas conteniendo un elemento de rodillo. Una pluralidad de bolas de empuje (u otro tipo de cojinete de empuje) se interponen entre el anillo de control y un miembro de alojamiento, girando con y conectadas al miembro de entrada, tal como un volante. Una bobina electromagnética está dispuesta adyacente a un elemento de un embrague de control de modo de inducir un campo magnético que carga el embrague de control, lo que a su vez aplica una fuerza sobre el anillo de control del accionador de rampa de bola. El embrague de control puede ser similar a los usados comúnmente para compresores para aire acondicionado . Sumario de la Invención Como alternativa, se hará referencia a un accionador de embrague de rampa de bola, de acción rápida, eficiente, como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/165,684, presentada el 13 de diciembre de 1993, identificada con el expediente del abogado número 93-rTRN-456. El mecanismo de rampa de bola en la descripción de la solicitud 08/165,684 tiene rampas de ángulo doble donde se traba el embrague tanto en el modo de tracción como el modo de descenso con ruedas libres de operación del vehículo. Esa invención también proporciona un accionador de rampa de bola para un embrague controlado electrónicamente, tal como podría usarse en un vehículo de motor. La presente invención usa un accionador de rampa de bola teniendo rampas de un solo ángulo, lo que permite reducir de manera significativa el accionador de rampa de bola. La presente invención está caracterizada por un volante y una flecha de entrada de la transmisión estando acoplados a través de un anillo de control que tiene ranuras (rampas) de profundidad variable, de una sola dirección, y un anillo de activación que tiene ranuras de profundidad variable, de una sola dirección, al menos parcialmente opuestas a las del anillo de control de un accionador de rampa de bola, donde se impide que el anillo de activación contra-gire mediante un embrague de una vía. Se usa una bobina electromagnética para activar un embrague de control que acopla friccionalmente el anillo de control a la flecha de entrada de la transmisión. El accionador de rampa de bola proporciona una fuerza de agarre sobre el disco de fricción de embrague cuya amplitud se incrementa inmediatamente con el diferencial de velocidades entre las flechas de entrada (volante) y de salida (transmisión) sin intervención de electrónica compleja, usando la bobina. Al ocurrir traba entre el volante y la flecha de entrada de la transmisión, se minimiza la pérdida de energía parásita, pues no hay patinado en el embrague de control que se conecta a la flecha de entrada de la transmisión, a diferencia de una tierra de caja como se encuentra en los sistemas de la técnica anterior. Una provisión de la presente invención es impedir que desvincule un embrague accionado por medio de rampa de bola cuando se invierte la torsión de entrada. Otra provisión de la presente invención es impedir que desvincule un embrague accionado por medio de rampa de bola trabando la orientación rotacional entre un anillo de control y un anillo de activación usando un embrague de una vía cuando se invierte la entrada de la línea de tracción. Todavía otra provisión de la presente invención es impedir que desvincule un primer mecanismo de rampa de bola cuando se invierte la torsión de la línea de tracción trabando la orientación rotacional entre un anillo de control y un anillo de activación y proveyendo un mecanismo de rampa de bola entre el anillo de control y un plato de presión que energiza en una dirección opuesta al primer mecanismo de rampa de bola. La presente invención hace uso de un embrague de una vía definido para los fines de esta solicitud como cualquier mecanismo que permite la rotación de un elemento en una dirección e impide rotación sustancial en una dirección opuesta. La finalidad del embrague de una vía, como se usa en el accionador de rampa de bola de la presente invención, es mantener el anillo de accionamiento en una posición fija relativa al anillo de control de modo de mantener la fuerza de agarre existente sobre el plato de embrague cuando se invierte la torsión de entrada, tal como en un modo de descenso con ruedas libres del vehículo. Usar un embrague de una vía de la presente invención permite un. embrague que tiene un accionador de rampa de bola unidireccional con rampas (ranuras) de un solo ángulo (que solo aplica una carga de agarre cuando el anillo de control es girado en una dirección relativa al anillo de activación) para aplicar una fuerza de agarre de embrague cuando el motor está impulsando o siendo impulsado. Un accionador de rampa de bola bidireccional, tal como es descrito en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/165,684, tiene rampas de ángulo doble que operan en cualquier dirección de rotación y un embrague de una vía que no sirve para ningún propósito significativo salvó impedir liberación momentánea de embrague al operar el vehículo a transición de descenso con ruedas libres. Con el uso de un embrague de una vía que actúa esencialmente entre una flecha de entrada de la transmisión y el anillo de accionamiento de un accionador de rampa de bola teniendo ranuras de un solo ángulo, la fuerza de agarre de un disco de embrague puede ser mantenida al invertirse la torsión de entrada al embrague de la línea de tracción. Un segundo mecanismo de rampa de bola con rampas de acción de reversa puede usarse entre el anillo de accionamiento y el plato de presión para proporcionar una fuerza adicional de agarre sobre la inversión de torsión. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista parcial, en sección transversal, del accionador de rampa de bola de la presente invención montada en miembros de entrada y de salida; La figura 2 es una vista frontal en secciones tomada a lo largo de la línea II-II de la figura 1 del anillo de activación, el anillo de control y el plato de presión del accionador de rampa de bola de la presente invención,- La figura 3 es una vista en secciones de la figura 2 tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 2 del accionador de rampa de bola de la presente invención con el accionador en un estado no energizado; La figura 4 es una vista en secciones de la figura 2, tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 3 del accionador de rampa de bola de la presente invención con el accionador en un estado energizado; y La figura 5 es una vista en secciones de la figura 2, tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 3 del accionador de rampa de bola de la presente invención con ambos mecanismos de rampa de bola primero y segundo energizados. Descripción Detallada de la Forma de Realización Preferida Haciendo ahora referencia a los dibujos, que no están destinados a limitar la presente invención, la figura 1 es una vista parcial en sección transversal del conjunto de embrague de la línea de tracción principal del tipo en el que se utiliza la presente invención para energizar un embrague de línea de tracción suministrando una fuerza axial a un plato de presión 12 que actúa para agarrar un disco de embrague 9 a un volante del motor 4. La mayoría de los elementos descritos en la presente tienen bordes periféricos circulares y rodean la flecha de entrada 8 de la transmisión y giran en un eje de rotación 59 común. La figura 1 solo muestra una porción de los elementos del conjunto de embrague que son simétricos alrededor del eje de rotación 59. El volante 4 del motor es impulsado giratoriamente por un motor (no mostrado) , tal como un motor de combustión interna a través de su cigüeñal (tampoco mostrado) . El cigüeñal hace girar el volante 4 que está acoplado a una transmisión 3 a través del conjunto de embrague de la línea de tracción de la presente invención mediante la acción de agarre del plato de presión 12 al disco de embrague 9 que impulsa giratoriamente la flecha de entrada 8 de la transmisión. Un plato de presión 12 es usado para agarrar el disco de embrague 9, que está unido de manera no giratoria a la flecha de entrada 8 de la transmisión mediante vinculación de una pluralidad de muescas de flecha 13 y muescas de disco de embrague que aparean 11 a través de almohadillas de fricción 10 unidas al volante 4, con ello transfiriendo la energía rotacional del motor a la transmisión 3 y posteriormente al resto de la línea de tracción del vehículo. El plato de presión 12 es típicamente forzado a través del volante 4 usando una reacción de una pluralidad de resortes de embrague de alta tasa de resorte. Cuando el operador desea desvincular el disco de embrague 9, se activa un mecanismo de liberación mecánica por medio del movimiento del pie y la pierna del operador, con ello superando la fuerza de los resortes de embrague y permitiendo que patine el disco de embrague con relación al volante 4. Deberá entenderse que ni los resortes de embrague ni el mecanismo de liberación mecánica son aspectos de la presente invención. En vez de ello, se usa un primer mecanismo de accionador de rampa de bola 5A para forzar axialmente el plato de presión 12 hacia el volante 4, lo que es controlado por la electrónica de control de embrague 15, la cual controla la mayor parte de las secuencias de cambio de la transmisión 3. Los mecanismos de rampa de bola son bien conocidos en la materia y han sido usados para cargas embragues de engrane de transmisión, como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 5,078,249, cuya descripción es incorporada en la presente por referencia, y paquetes de embrague diferencial, como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 5,092,825, cuya descripción es incorporada en la presente por referencia. En la técnica anterior, el mecanismo de control de rampa de bola es energizado a través de una reacción de un anillo de control contra la tierra de caja mediante una bobina o motor eléctricos. La operación detallada del accionador de rampa de bola 5 es descrita en las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,078,249 y 5,092,825. En esencia, el movimiento relativo entre un anillo de control 16 y un anillo de activación 18 siendo impulsado a través del plato de presión 12 por el segundo mecanismo de rampa de bola 5B que es trabado por su geometría, hace que uno o mas elementos de rodillo 20A (que pueden ser de forma esférica o de forma de barril, además de otros diseños) rueden a lo largo de un número similar de rampas 22A y 23A opuestas, formadas en el anillo de control 16 y el anillo de activación 18. La figura 2 ilustra esta geometría con mas detalle y precisión, a la cual se hará referencia en lo sucesivo. Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, el anillo de control anular 16 es cargado axialmente por el primer mecanismo de rampa de bola 5A y reacciona contra un cojinete de empuje 27 que está atrapado entre el anillo de control 16 y un miembro de soporte de mecanismo 34 que está unido al volante 4. El cojinete de soporte 27 proporciona soporte axial del anillo de control 16 mientras permite rotación relativa con respecto del miembro de soporte 34. El anillo de control 16 es acoplado friccionalmente a la flecha de entrada 8 de la transmisión mediante la acción de una bobina de energización 28, con ello completando el arreglo de acoplamiento a la flecha de entrada 8 de la transmisión. La bobina 30 energizada eléctricamente usando una unidad de control de embrague 15 que a su vez puede ser controlada por una unidad electrónica de control de sistemas del vehículo (no mostrada) . La corriente eléctrica es introducida en la bobina 30 por la unidad de control de embrague 15 donde la corriente eléctrica en la bobina 30 crea un campo magnético 36 que fluye a través de un espacio angosto de aire 35 a través del soporte de control 37 (específicamente, la sección magnética 37B) a través del anillo de traba 32 hacia el anillo de control 16 y luego regresando a la bobina 30 en una forma circular. La bobina 30 crea el campo magnético 36 que proporciona acoplamiento electromagnético del anillo de control 16 al anillo de traba 32 a través del elemento de fricción 28 y la sección magnética 37B del soporte de control y funciona para acoplar friccionalmente el anillo de control 16 a la flecha de entrada 8 de la transmisión. La bobina 30 está montada a una tierra de caja a través de la abrazadera de soporte 31 que está unida a la caja de la transmisión 3. El espacio angosto de aire 35 existe entre la bobina 30 y el anillo de traba 32 pues la bobina 30 está aterrizada y el anillo de traba 32 gira con la flecha de entrada 8 de la transmisión. Una sección de extensión de soporte de control 37A (que está unida a la sección magnética 37B para formar el soporte de control 37) sostiene un lado de un embrague de una vía 38. Un segundo lado del embrague de una vía 38 está montado en el anillo de activación 18. El fin del embrague de una vía 38 es impedir la rotación relativa entre el anillo de control 16 y el anillo de activación 18 de modo de mantener la posición del primer mecanismo de rampa de bola 5A, tal que se mantenga el acoplamiento entre el volante 4 y la flecha de entrada 8 de la transmisión en cualquier modo de operación del vehículo tal como tracción o descenso con ruedas libres y además sirve para impulsar el segundo mecanismo de rampa de bola 5B en el modo de descenso con ruedas libres. De esta manera, el motor puede actuar como un freno para reducir la velocidad del vehículo cuando está en un modo de descenso con ruedas libres del vehículo, pues el accionador de rampa de bola permanece en el estado energizado por operación del embrague de una vía 38. En la técnica anterior, el mecanismo de embrague de rampa de bola con una rampa de una vía desvincularía el embrague siempre que se invierte la torsión rotacional, tal como en el modo de descenso con ruedas libres del vehículo. El embrague de una vía 38 funciona para trabar el anillo de activación 18 a la extensión de soporte de control 37A que está conectada a la sección magnética 37B para formar el soporte de control 37 que a su vez está conectado de manera no giratoria a la flecha de entrada 8 de la transmisión a través de muescas 13. El manguito 39 rodea la flecha principal 8 de la transmisión y sirve para sostener giratoriamente el soporte de control 37 en la extensión del soporte de control 37A. De esta manera, a menos que se energice la bobina 30, el soporte de control 37 es libre para girar, con ello permitiendo que el embrague de una vía gire con el anillo de control 16 de modo que el anillo de control 16 y el anillo de activación 18 estén libres para asumir una orientación rotacional no energizada. En operación normal, cuando el motor está impulsando la línea de tracción del vehículo mediante rotación de su volante 4, entonces a través del conjunto de embrague de rampa de bola 2, el embrague de una vía 38 está libre para permitir movimiento en una dirección entre el anillo de activación 18 y el anillo de control 18, lo que agarra adicionalmente el plato de presión 12. El embrague de una vía 38 no permite la rotación relativa del anillo de control 18 con relación al anillo de activación 16 de modo de reducir la fuerza de agarre sobre el disco de embrague 9 en tanto la bobina 30 esté energizada para conectar magnéticamente el soporte de control 37 a través de su sección magnética 37B a la flecha de entrada 8 de la transmisión a través del anillo de traba 32. El disco de embrague 9 está sujeto entre el plato de presión 12 y el volante 4 y está compuesto de una pluralidad de platos de fricción 10 y una muesca 11 que vinculan deslizable y no giratoriamente la flecha de entrada 8 de la transmisión mediante muescas 13, con ello completando la trayectoria de transferencia de torsión. Cuando el vehículo está en un modo de descenso con ruedas libres, donde la línea de tracción está impulsando el motor, el embrague de una vía 38 traba el anillo de activación 18 al anillo de traba 32 a través de la extensión de soporte de control 37A donde la bobina 30, si se energiza, también está funcionando para trabar friccionalmente el anillo de control 16 al soporte de control 32, y el soporte de control 32 está enmuñonado a la flecha de entrada 8 y a su vez suministra torsión de descenso con ruedas libres al mecanismo de rampa de bola 5B para activar y suministrar una fuerza de agarre al disco de embrague 9, con ello manteniendo la orientación rotacional relativa entre el anillo de control 16, el anillo de activación 18 y la flecha de entrada 8. El resultado es que la fuerza de agarre suministrada por el anillo de control 18 y el anillo de activación 16 es mantenida a su nivel actual y se proporciona agarre adicional siempre que el vehículo vaya a un modo de descenso con ruedas libres tal que la flecha de entrada 8 de la transmisión 8 transfiera energía al volante 4 del motor. Para sujetar adicionalmente el disco de embrague 9 entre el volante 4 y el plato de presión 12 en el modo de descenso con ruedas libres donde la línea de tracción está haciendo girar al motor, el segundo mecanismo de rampa de bola 5B es energizado en la dirección opuesta de rotación al primer mecanismo de rampa de bola 5A. El segundo mecanismo de rampa de bola 5B no proporciona movimiento relativo entre el anillo de activación 18 y el plato de presión 12 cuando el motor está impulsando el vehículo. Cuando se invierte la transferencia de torsión en el modo de descenso con ruedas libres del vehículo, los anillos de activación giran a través de un pequeño ángulo relativo al plato de presión, con ello ocasionando que una pluralidad de elementos de rodillo 26A, 26B y 26C viajen a lo largo de rampas opuestas 24A y 25A, 24B y 25B, y 24C y 25C, respectivamente, lo que ocasiona que el segundo mecanismo de rampa de bola 5B se expanda axialmente para con ello suministrar fuerza de agarre adicional al disco de embrague 9. El plato de presión 12 está acoplado no giratoriamente al volante 4 del motor por medio de un perno de retención 40 donde el plato de presión 12 está conectado deslizablemente al perno de retención 40 y es forzado lejos del volante 4 por medio del resorte de regreso 42. De esta manera, cuando los mecanismos de rampa de bola primero y segundo 5A y 5B están en un estado no energizado, el resorte de regreso 42 forza el plato de presión 12 lejos del volante 4, con ello liberando el disco de embrague 9 de modo que el volante 4 del motor pueda girar libremente con relación a la flecha de entrada 8 de la transmisión y no se transfiera torsión a través del conjunto de embrague. Un alojamiento de campana 6 rodea el volante 4 y el conjunto de embrague de rampa de bola 2 donde es una práctica común empernar la transmisión 3 al alojamiento de campana 6. Haciendo ahora referencia a las figuras 2, 3, 4 y 5, el anillo de control 16 es configurado en una configuración de disco rodeando la flecha de entrada 8 de la transmisión y girando alrededor de un eje de rotación 59 común. El anillo de control 16 tiene una pluralidad de ranuras radiales 22A, 22B y 22C, como se muestra con mayor detalle por referencia a las figuras 3, 4 y 5 y constriñe los elementos esféricos 20A, 20B y 20C. De manera similar, el anillo de activación 18 contiene un número y una orientación similar de ranuras que se extienden circunferencialmente (a un radio constante al eje de rotación 59) que se oponen directamente a las ranuras en el anillo de control. Específicamente, la ranura 22A del anillo de control está parcialmente opuesta a la ranura 23A del anillo de activación cuando el mecanismo de rampa de bola 5 está en un estado no energizado, como se muestra en la figura 3, y se opone directamente a la ranura 23A del anillo de activación cuando está en un estado completamente energizado (no mostrado) . Al ocurrir movimiento rotacional relativo entre el anillo de control 16 y el anillo de activación 18, el elemento esférico 20A rueda con relación a la ranura 22A del anillo de control y la ranura 23A del anillo de activación donde la profundidad variable de las ranuras 22A y 23A, como se muestra en la figura 4, proporciona movimiento axial que tiende a separar el anillo de control 16 del anillo de activación 18. Este movimiento axial es mostrado por referencia al espacio de separación 44. En el estado no energizado, como se muestra en la figura 3, el espacio de separación 44 es relativamente angosto y después de la rotación relativa del anillo de control 16 y el anillo de activación 18 al estado energizado mostrado en la figura 4, el espacio de separación es significativamente mas ancho, como se discute mas adelante. El movimiento axial suministrado por los mecanismos de rampa de bola primero y segundo 5A y 5B es usado para mover axialmente el plato de presión 12 hacia el volante 4, con ello suministrando una fuerza de agarre sobre el disco de embrague 9. Este movimiento es ejemplificado mas claramente en las figuras 3, 4 y 5, y se hará ahora referencia a ellas. Las figuras 3, 4 y 5 son vistas en secciones de la figura 2 tomadas a lo largo de la línea III-III del anillo de control 16 y el anillo de activación 18 y el plato de presión 12 de la presente invención. La figura 3 muestra el primer mecanismo de rampa de bola 5A en un estado no energizado donde el elemento esférico 20A está ubicado a la mayor profundidad de la ranura 22A del anillo de control y la porción mas profunda de la ranura 23A del anillo de activación, con ello estableciendo un espacio de separación relativamente angosto 44 entre el anillo de control 16 y el anillo de activación 18. También se muestra el segundo mecanismo de rampa de bola 5B entre el anillo de activación 18 y el plato de presión 12, donde el elemento esférico 26A está ubicado en la porción mas profunda de la ranura 24A del anillo de activación y la porción mas profunda de la ranura 25A del plato de presión, con ello estableciendo un espacio de separa-ción relativamente angosto 46.

La figura 4 ilustra la relación entre el anillo de control 16, el anillo de activación 18 y el plato de presión 12 cuando el primer mecanismo de rampa de bola 5A es energizado suministrando corriente eléctrica a la bobina 30 desde la unidad de control de embrague 15 y el motor está suministrando torsión a la línea de tracción. La interacción magnética entre la bobina 30, el anillo de traba 32, el soporte de control 37 y el anillo de control 16 hace que el elemento de fricción 28 haga contacto con y conecte friccionalmente el anillo de control 16 a la flecha de entrada 8 de la transmisión. De esta manera, como el plato de presión 12 está girando y unido al volante 4 del motor, y el mecanismo de rampa de bola 5B no puede girar en una dirección de tracción del motor, si hay diferencias en la velocidad rotacional entre el volante 4 del motor y la flecha de entrada 8 de la transmisión, hay movimiento rotacional relativo inducido entre el plato de presión 12 y el anillo de control 16. Este movimiento rotacional relativo ocasiona que el anillo de control 16 gire con relación al anillo de activación 18 para establecer una relación geométrica, como se muestra en la figura 4. El espacio de separación 44 es incrementado de manera significativa en comparación con el estado no energizado de la figura 3 mientras el espacio de separación 46 permanece igual que en el estado no energizado de la figura 3, pues el segundo mecanismo de rampa de bola 5B es trabado hasta que la torsión es invertida. El elemento esférico 20A ha rodado a lo largo de tanto la ranura 22A del anillo de control como la ranura 23A del anillo de activación a una profundidad intermedia de las ranuras 22A y 23A, con ello separando adicionalmente el anillo de control 16 del anillo de activación 18 y proporcionando movimiento axial desde el miembro de soporte 34, como se muestra por el incremento en el espacio de separación 44, que se transfiere al plato de presión 12 para agarrar el disco de embrague 9 al volante 4. Para proporcionar efecto de frenado en el modo de operación de descenso con ruedas libres del vehículo, la bobina 30 permanece energizada y el embrague de una vía 38 opera contra el soporte de control 37 para impedir que el primer mecanismo de rampa de bola 5A se libere. El segundo mecanismo de rampa de bola 5B tiene una orientación de rampa en dirección invertida entre el anillo de activación 18 y el plato de presión 12 de modo que la transferencia de torsión inversa de como resultado la activación del segundo accionador de rampa de bola 5B, con ello incrementando la fuerza de agarre del plato de presión 12 sobre el disco de embrague 9. Haciendo referencia a la figura 5, el elemento esférico 26A ha rodado a lo largo de la ranura 24A del anillo de activación y la ranura 25A del plato de presión (también referidas como ranuras de plato) a una profundidad intermedia de las ranuras 24A y 25A, con ello incrementando el espacio de separación 46 en comparación con el mostrado en las figuras 3 y 4. El resultado es que se aplica movimiento axial adicional al plato de presión 12 con relación al volante 4 del motor y el miembro de soporte 34 que agarra el disco de embrague 9 entre el plato de presión 12 y el volante 4 del motor, con ello conectando el volante 4 a la flecha de entrada 8 de la transmisión. De acuerdo con la presente invención, una vez que el conjunto de embrague 2 es vinculado por acción de cualquiera de los accionadores de rampa de bola primero 5A o segundo 5B, el motor puede suministrar energía a la línea de tracción del vehículo, con ello impulsando el vehículo. Cuando ya no es deseable incrementar la velocidad del vehículo proporcionando energía a la línea de tracción, la energía del motor es reducida y el motor puede actuar como un freno para el vehículo invir-tiendo el flujo de energía rotacional del motor a la línea de tracción a flujo de la línea de tracción al motor. El embrague de una vía 38 sirve para mantener la posición rotacional relativa del anillo de activación 18 con relación al anillo de control 16 y la plata de presión 12, con ello manteniendo la fuerza de agarre entre el plato de presión 12 y el volante 4 para mantener el acoplamiento friccional entre la flecha de entrada 8 de la transmisión y el volante 4 de modo que la línea de tracción pueda suministrar energía rotacional al motor que, si se cierra el estrangulamiento del motor, tenderá a frenar el vehículo. Una fuerza adicional de agarre puede ser suministrada por un segundo mecanismo de rampa de bola 5B colocado entre el anillo de activación 18 y el plato de presión 12 diseñado para energizar cuando se invierte el flujo de torsión como durante descenso con ruedas libres del vehículo. Esta invención ha sido descrita en gran detalle, suficiente para permitir a los técnicos en la materia hacer y usar la misma. Se ocurrirán diversas alteraciones y modificaciones de la invención a los técnicos en la materia previa lectura y comprensión de la anterior descripción, y se pretende incluir todas esas alteraciones y modificaciones como parte de la invención, en tanto que caigan dentro de los alcances de las reivindicaciones .

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES 1. Un mecanismo de rampa de bola para acoplar dos elementos giratorios, que comprende: un elemento de entrada impulsado por un motor y girando alrededor de un eje de rotación; un elemento de salida que tiene un eje de rotación coaxial con dicho eje de rotación de dicho elemento de entrada para hacer girar un dispositivo de salida; un primer accionador de rampa de bola para generar un movimiento axial, que comprende: un anillo anular de control acoplado magnéticamente a dicho elemento de salida y girando con éste, dicho anillo de control teniendo al menos dos rampas de control circunferenciales formadas en una primera cara de dicho anillo de control, dichas rampas de control variando en profundidad axial, un número equivalente de elementos de rodillo, uno ocupando cada una de dichas rampas, un anillo de activación que tiene un eje de rotación a lo largo de dicho eje de rotación de dicho anillo de control, dicho anillo de activación teniendo al menos dos rampas de activación sustancialmente idénticas en número, forma y posición radial a dichas rampas de control en dicho anillo de control, donde dichas rampas de activación se oponen al menos parcialmente a dichas rampas de control y donde cada uno de dichos elementos de rodillo está atrapado entre dicha rampa de activación y una rampa de control al menos parcialmente opuesta, respectiva, dicho anillo de control dispuesto moviblemente en forma axial y rotacional con relación a dicho anillo de activación; un segundo accionador de rampa de bola para generar un movimiento axial donde dicho anillo de activación tiene una pluralidad de rampas de descenso con ruedas libres de activación, circunferencial, de acción opuesta, formadas en una segunda cara de dicho anillo de activación y rampas de plato parcialmente opuestas, sustancialmente idénticas, formadas en dicho plato de presión, donde dichas rampas de plato y dichas rampas de descenso con ruedas libres tienen una profundidad variable con un número equivalente de elementos de rodillo, uno ocupando cada par de rampas parcialmente opuestas que ruedan a lo largo de dichas rampas de descenso con ruedas libres y dichas rampas de plato y operan para desplazar axialmente el anillo de activación del plato de presión cuando gira en una dirección relativa opuesta a la dirección de rotación, ocasionando el desplazamiento axial de dicho primer accionador de rampa de bola,- medios de acoplamiento para unir giratoriamente dicho elemento de entrada a dicho elemento de salida donde dichos medios de acoplamiento varían el grado de acoplamiento rotacional entre dicho elemento de entrada y dicho elemento de salida de acuerdo con la posición axial de dicho anillo de control con relación a dicho anillo de activación, dichos medios de acoplamiento comprendiendo: un volante unido a dicho elemento de entrada que tiene una superficie de fricción; un disco de embrague que tiene una primera superficie de fricción para reaccionar friccionalmente contra dicha superficie de fricción de volante y una segunda superficie de fricción; un plato de presión que tiene una superficie de fricción para reaccionar friccionalmente contra dicha segunda superficie de fricción de disco de embrague donde dicho plato de presión está conectado a dicho volante y conectado no giratoriamente a dicho anillo de activación; un anillo de traba unido no giratoriamente a dicho miembro de salida,- un elemento de soporte de control dispuesto entre dicho anillo de control y dicho anillo de traba, dicho soporte de control sostenido giratoriamente por dicho elemento de salida; una bobina para crear un campo magnético en dicho anillo de traba y dicho anillo de control y dicho soporte de control, con ello uniendo magnéticamente dicho anillo de control a dicho elemento de salida, dicha bobina siendo energizada eléctricamente por una unidad de control de embrague donde dicho anillo de activación gira con dicho elemento de entrada y dicho anillo de control gira con dicho elemento de salida de acuerdo con dichos medios de control ,- medios de embrague de control para limitar la rotación de dicho anillo de activación con relación a dicho anillo de control cuando se energiza dicha bobina, dichos medios de embrague unidos a dicho soporte de control y a dicho anillo de activación.
2. 2. El mecanismo de rampa de bola de la reivindicación 1, donde dicho elemento de entrada comprende un volante y donde dicho elemento de salida comprende una flecha de entrada de la transmisión, dicho volante unido giratoriamente a dichos medios de acoplamiento.
3. 3. El mecanismo de rampa de bola de la reivindicación 1, donde dicha bobina está unida a una caja de transmisión.
4. 4. El mecanismo de rampa de bola de la reivindicación 1, donde una almohadilla de fricción está montada en dicho soporte de control para poner en contacto friccionalmente dicho anillo de control y suministrar una torsión de rotación al mismo .
5. 5. El mecanismo de rampa de bola de la reivindicación 1, donde dichos elementos de rodillo son de forma esférica.
6. 6. Un embrague de línea de tracción para acoplar un volante a una flecha de entrada de la transmisión, que comprende: un volante girado alrededor de un eje de rotación por un motor; una transmisión de línea de tracción que tiene una flecha de entrada y un alojamiento; un disco de embrague enmuñonado a dicha flecha de entrada que se extiende radialmente desde dicha flecha de entrada y teniendo material de fricción sobre una primera superficie y una segunda superficie, donde dicha primera superficie vincula friccionalmente dicho volante; un plato de presión que rodea dicha flecha de entrada teniendo una primera superficie para vincular friccionalmente dicha segunda superficie de dicho disco de embrague; un primer mecanismo de rampa de bola para mover dicho plato de presión hacia dicho disco de embrague y dicho volante, con ello haciendo que dicho disco de embrague sea agarrado entre ellos, comprendiendo: un anillo de activación que rodea dicha flecha de entrada, dicho anillo de activación estando conectado axialmente a dicho plato de presión, donde el movimiento axial de dicho anillo de activación da como resultado el movimiento axial de dicho plato de presión; un anillo de control que rodea dicha flecha de entrada y dispuesto adyacente a dicho anillo de activación, dicho anillo de control y dicho anillo de activación teniendo caras opuestas provistas con ranuras que se extienden circunferencialmente, dispuestas en al menos tres pares parcialmente opuestos, dichas ranuras teniendo porciones de profundidad variable,- y miembros de rodillo dispuestos uno en cada par opuesto de ranuras, las ranuras en dicho anillo de activación y dicho anillo de control adyacente estando dispues-tas de modo que el movimiento angular relativo de dicho anillo de activación y dicho anillo de control en una dirección de tracción, desde una posición inicial del mismo, ocasione el movimiento axial de dicho anillo de activación lejos de dicho anillo de control operando para desplazar axialmente dicho plato de presión adyacente,- un segundo mecanismo de rampa de bola para mover dicho plato de presión hacia dicho disco de embrague y dicho volante, con ello ocasionando que dicho disco de embrague sea agarrado entre ellos, dispuesto entre dicho plato de presión y dicho anillo de activación, dicho plato de presión y dicho anillo de activación teniendo fuerzas opuestas provistas con ranuras que se extienden circunferencialmente, dispuestas en al menos tres pares parcialmente opuestos, dichas ranuras teniendo porciones de profundidad variable; y miembros de rodillo dispuestos uno en cada par opuesto de ranuras, las ranuras de dicho plato de presión y dicho anillo de activación adyacente estando dispuestas de modo que el movimiento angular relativo de dicho anillo de activación y dicho plato de presión en una dirección de tracción opuesta, desde una posición inicial del mismo, ocasionando el movimiento axial de dicho plato de presión hacia dicho disco de embrague; medios de cojinete operativos para absorber cargas axiales de empuje desde dicho anillo de control, dichos medios de cojinete reaccionando contra dicho volante a través de un miembro de soporte; un embrague de control que tiene un primer elemento de fricción unido a dicho anillo de control y un segundo elemento de fricción unido no giratoriamente a dicha flecha de entrada donde, al ocurrir aplicación, dicho embrague de control acopla friccionalmente dicho anillo de control a dicha flecha de entrada; un embrague de una vía que tiene un lado unido a dicho anillo de activación y un segundo lado unido a dicho soporte de control orientado para impedir que dicho anillo de activación gire con respecto a dicho anillo de control en una dirección para liberar dicho mecanismo de rampa de bola,- un soporte de control que tiene una sección magnética dispuesta entre dicho anillo de control y dicho anillo de traba, dicho soporte de control teniendo una sección de extensión de soporte de control sostenida giratoriamente por dicha flecha de entrada y unida a dicho embrague de una vía; una bobina para inducir un campo magnético en dicho anillo de control, dicho soporte de control y dicho anillo de traba, con ello acoplando magnéticamente dicho anillo de control a dicha flecha de entrada de la transmisión.
7. 7. El embrague de línea de tracción de la reivindicación 6, donde dicho soporte de control tiene un elemento de fricción unido a dicha sección magnética dispuesta para vincular friccionalmente dicho anillo de control al ocurrir energización de dicha bobina.
8. 8. El embrague de línea de tracción de la reivindicación 6, donde dichos miembros de rodillo son esféricos.
9. 9. Un embrague de línea de tracción que emplea un accionador de rampa de bola, que comprende: una flecha de entrada capaz de girar alrededor de un eje de rotación,- una flecha de salida que gira alrededor de dicho eje de rotación; un volante que tiene una superficie de fricción, dicho volante unido a dicha flecha de entrada y girando con ella alrededor de dicho eje de rotación; un disco de embrague teniendo una primera superficie de fricción y una segunda superficie de fricción capaz de girar alrededor de dicho eje de rotación de dicha flecha de entrada, dicha primera superficie de fricción opuesta a dicha superficie de fricción de volante,- un plato de presión que tiene una superficie de fricción opuesta a dicha segunda superficie de fricción de dicho disco de embrague, dicho plato de presión capaz de girar alrededor de dicho eje de rotación y conectado no giratoriamente a dicho volante; un primer accionador de rampa de bola para desplazar axialmente dicho plato de presión hacia dicho volante, dicho primer accionador de rampa de bola comprendiendo un anillo de control y un anillo de activación que tiene caras opuestas provistas con ranuras que se extienden circunferencialmente, dispuestas como al menos tres pares opuestos de ranuras, incluyendo porciones de profundidad variable, y miembros de rodillo dispuestos uno en cada par opuesto de ranuras, dichas ranuras en dicho anillo de activación y dicho anilio de control adyacente estando dispuestas de modo que el movimiento angular relativo de dicho anillo de activación y dicho anillo de control en una primera dirección, desde una posición inicial del mismo, ocasiona movimiento axial de dicho anillo de activación lejos de dicho anillo de control para mover dicho plato de presión hacia dicho volante, con ello sujetando dicho disco de embrague, dicho plato de accionamiento estando enlazado a dicho plato de presión, dicho anillo de acoplamiento y dicho anillo de accionamiento siendo capaces de girar alrededor de dicho eje de rotación; un segundo accionador de rampa de bola para desplazar axialmente dicho plato de presión hacia dicho volante, dicho segundo accionador de rampa de bola comprendiendo dicho anillo de activación y un plato de presión teniendo caras opuestas provistas con ranuras que se extienden circunferencialmente, dispuestas como al menos tres pares opuestos de ranuras, incluyendo porciones de profundidad variable, y miembros de rodillo dispuestos uno en cada par opuesto de ranuras, dichas ranuras en dicho anillo de activación y dicho plato de presión adyacente estando dispuestas de modo que el movimiento angular relativo de dicho anillo de activación y dicho plato de presión en una segunda dirección opuesta a dicha primera dirección, desde una posición inicial del mismo, ocasiona movimiento axial de dicho plato de presión lejos de dicho anillo de activación para mover dicho plato de presión hacia dicho volante, con ello agarrando dicho disco de embrague; un embrague de una vía que tiene un lado unido liberablemente a dicha flecha de entrada de la transmisión y un segundo lado a dicho unido a dicho anillo de activación para impedir la rotación relativa de dicho anillo de activación y dicho anillo de control cuando se energiza dicha bobina,- medios de acoplamiento para enlazar dicha flecha de salida a dicho anillo de control.
10. 10. El embrague de línea de tracción de la reivindi-cación 9, donde dicha bobina es energizada eléctricamente por una unidad electrónica de control de embrague.
11. 11. El embrague de línea de tracción de la reivindicación 9, donde dichos medios de acoplamiento comprenden un anillo de traba unido no giratoriamente a dicha flecha de entrada de la transmisión, dicho anillo de traba dispuesto en proximidad relativamente estrecha a dicha bobina, y un anillo de control teniendo una sección magnética dispuesta entre dicho anillo de control y dicho anillo de traba y una sección de extensión unida giratoriamente a dicha flecha de entrada de la transmisión donde dicha sección magnética vincula friccionalmente dicho anillo de traba y gira con éste cuando dicha bobina es energizada eléctricamente por dicha unidad de control de embrague.
12. 12. El embrague de línea de tracción de la reivindicación 11, donde un disco de fricción está unido a dicha sección magnética, donde dicho disco de fricción hace contacto con dicho anillo de control cuando dicha bobina es energizada eléctricamente por dicha unidad de control de embrague .