MXPA96004415A - Controlador de relacion mejorado para transmisionhidrostatica continuamente variable. - Google Patents

Abstract

Una transmision hidrostatica continuamente variable incluye una flecha de entrada (14) conectada para impulsar la unida de bomba hidraulica (18), una unidad de motor hidraulico a tierra (20), y una flecha de salida (16). Se monta pivotalmente una placa motriz en forma de cuna (22) en la flecha de salida (16), en una conexion del impulso, para recibir un para de torsion de salida resultante del intercambio de fluido hidraulico presurizado entre las unidades de bomba de fluido hidraulico presurizado entre las unidades de bomba y de motor (18, 20) a traves de las ranuras de la placa motriz (22). Un controlador de relacion hidraulicamente accionado, cambia las posiciones axiales de los baleros esfericos (90, 110) que montan una placa de compuerta de bomba (88) en la unidad bomba hidraulica (18), y una placa de compuerta de motor (108) en la unidad de motor hidraulico (20), para ajustar el angulo de la placa motriz en relacion con el eje de la flecha de salida, y de esta manera cambiar la relacion de la transmision.

Description

CONTROLADOR DE RELACION MEJORADO PARA TRANSMISION HIDROSTATICA CONTINUAMENTE VARIABLE REFERENCIA CON SOLICITUDES RELACIONADAS La invención descrita en esta solicitud tiene una aplicación particular, pero no necesariamente limitada, a las transmisiones hidrostáticas continuamente variables descritas en las Solicitudes de. Patente de los Estados Unidos de Norteamérica pendientes, con Números de Serie 08/093,192 presentada el 13 de julio de 1993; y 08/342,472 presentada el 21 de noviembre de 1994. Las descripciones de estas solicitudes se incorporan a la presente como referencia.

CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a máquinas hidráulicas, y más particularmente, a transmisiones hidrostáticas capaces de transmitir energía desde un motor primario hasta una carga en relaciones de transmisión continuamente (infinitamente) variables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En las solicitudes citadas, se describe una máquina hidráulica que incluye una unidad de onda hidráulica y . una unidad de motor hidráulico colocados en una relación opuesta, axialmente alineada, con una placa motriz en forma de cuña intermedia. La unidad de bomba se conecta con una flecha de entrada impulsada por un motor primario, mientras que la unidad dé motor se pone a tierra en el alojamiento estacionario de la máquina. Una flecha de salida, coaxial con la flecha de entrada y acoplada de una manera impulsable conn una carga, se conecta a la placa motriz. Cuando se impulsa la unidad de bomba mediante el motor primario, se bombea fluido hidráulico hacia atrás y hacia adelante entre las unidades de bomba y de motor a través de compuertas de la placa motriz. Como resultado, se ejercen tres componentes de torsión, actuando todos, en la misma dirección, sobre la placa motriz, para producir un par de torsión de salida sobre la flecha de salida para impulsar la carga. Dos de estos componentes de par de torsión son un componente mecánico ejercido sobre la placa motriz mediante la unidad de bomba giratoria, y un componente hidromecánico ejercido sobre la placa motriz mediante la unidad de motor. El tercer componente es un componente hidrostático puro resultante de las fuerzas diferenciales creadas por las presiones de fluido que actúan sobre las superficies de extremo circunferencialmente opuestas de las compuertas de la placa motriz, que son de diferentes áreas superficiales debido a la forma de cuña de la placa motriz. Para cambiar la relación de la transmisión, se varía la orientación angular de la placa motriz en relación con el eje de la flecha de salida. Ya que la relación de la transmisión, es decir, la relación de velocidad, es continuamente variable entre un rango en reversa y un rango de velocidad sobremultiplicada hasta un rango hacia adelante normal en relaciones desde 1:0 hasta 1:1. El motor primario puede trabajar a una velocidad constante establecida esencialmente en su punto operativo más eficiente. La disponibilidad de una relación de transmisión de 1:0 (neutra) elimina la necesidad de un embrague, y la disponibilidad de un rango en reversa elimina la necesidad de un establecimiento de transmisión de reversa. A diferencia de las transmisiones hidrostáticas continuamente variables convencionales, en donde la relación del flujo de fluido hidráulico se incrementa proporcionalmente al incrementar la relación de la transmisión, de tal manera que se presenta una relación máxima de flujo en el establecimiento de relación de transmisión más alto, la velocidad del flujo en la máquina hidráulica descrita en mis solicitudes de patente citadas alcanza un máximo en un punto medio del rango de relación, y luego disminuye progresivamente hasta esencialmente cero en la relación de transmisión (1:1) . Por consiguiente, se reducen las pérdidas debidas al flujo de fluido hidráulico, y se elimina el molesto sumbido de las transmisiones hidrostáticas convencionales en relaciones altas. En virtud de los múltiples componentes de par de torsión ejercidos sobre la placa motriz, la disminución en el flujo del fluido hidráulico en la mitad superior del rango de velocidad de salida, y la capacidad de acomodar una entrada de motor primario de funcionamiento óptimo, la máquina hidráulica de mis solicitudes de patente citadas tiene una aplicación particularmente conveniente, así como una transmisión hidrostática continuamente variable altamente eficiente, y silenciosa en los trenes de transmisiones vehiculares .

SUMARIO DE LA INVENCION Un objetivo de la presente invención es proporcionar mejoras eri las máquinas hidráulicas de las Solicitudes de los Estados Unidos de Norteamérica con Números de Serie 08/093,192 y 08/342,472, para lograr economías en el tamaño, en la cuenta de partes, y en el costo de fabricación. Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar mejoras en las provisiones para cambiar la relación de la transmisión, es decir, el ajuste del ángulo de la placa motriz . Para lograr estos objetivos, la máquina hidráulica de la presente invención, en su aplicación como una transmisión hidrostática continuamente variable, proporciona una transmisión hidrostática continuamente variable que comprende, en combinación: un alojamiento; una flecha de entrada apoyada en el alojamiento para recibir el par de torsión desde un motor primario; una unidad de bomba que incluye un primer portador impulsado por la flecha de entrada y que monta un arreglo anular de pistones de bomba y cilindros de bomba, una primera placa de compuerta anular, y un primer balero esférico que monta la primera placa de compuerta al primer portador para el movimiento de precesión,- una unidad de motor que incluye un segundo portador fijado al alojamiento y que monta un conjunto anular de pistones del motor y cilindros del motor, una segunda placa de compuerta, y un segundo balero esférico que monta la segunda placa de compuerta al segundo portador para el movimiento de precesión; una flecha.de salida apoyada en el alojamiento y adaptada para una conexión de impulso con una carga,- una placa motriz anular que rodea a la flecha de salida y que tiene una cara de entrada.y una cara de salida configuradas en un ángulo agudo una en relación con la otra, con la cara de entrada en un contacto interfacial con la primera placa de compuerta, y la cara de salida en un contacto interfacial con la segunda placa de compuerta, incluyendo además la placa motriz ranuras que acomodan el flujo de fluido bombeado entre los cilindros de la. bomba y los cilindros del motor a través de compuertas de las primera y segunda placas de compuerta; un conector que acopla pivotalmente la placa motriz a la flecha de salida en una relación de par de torsión acoplado; y un controlador de relación que ejerce selectivamente fuerzas coordinadas sobre los primero y segundo baleros esféricos para producir el movimiento de precesión de las primera y segunda placas de compuerta, mediante lo cual, se establece ajustáblemente un ángulo de la placa motriz en relación con un eje de la flecha de salida de acuerdo con una relación de velocidad deseada entre las flechas de entrada y de salida. Las características, ventajas, y objetivos adicionales de la invención se estipularán en la siguiente descripción, y en parte serán aparentes a partir, de la descripción, o se pueden aprender mediante la práctica de la invención. Los objetivos y ventajas de la presente invención se realizarán y se obtendrán mediante el aparato particularmente señalado en la siguiente descripción escrita y en las reivindicaciones adjuntas, así como en los dibujos acompañantes . Se entenderá que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son de ejemplo y . explicación, y se pretenden para proporcionar una explicación adicional de la invención como se reivindica. El dibujo acompañante pretende proporcionar un entendimiento adicional de la invención, y se incorpora y se constituye como uná parte de la especificación, ilustra una modalidad de la invención preferida, y junto con la descripción, . sirve para explicar los principios de la invención. intercambio de fluido hidráulico entre las unidades de bomba y de motor. Un controlador, generalmente indicado en 26, actúa para ajustar pivotalmente el ángulo de la orientación de la placa motriz en relación con el eje de la flecha de salida 25, estableciendo de esta manera la relación de transmisión de la velocidad de la flecha de entrada a la velocidad de la flecha de salida. Ahora, haciendo referencia a la Figura 1 con mayor detalle, el alojamiento cilindrico 12 incluye una cubierta 30 asegurada en su lugar mediante un conjunto anular de tornillos, viéndose uno en 31, para cerrar el extremo de entrada abierto del alojamiento. La flecha de entrada 14 se extiende hasta el alojamiento 12 a través dé una abertura central 32 de la cubierta. Los baleros 35, adaptados en la abertura de la cubierta 32, apoyan la flecha de entrada 14 para su rotación. Se incluyen sellos 36 en la abertura de la cubierta 32 en una relación selladora con la superficie periférica de la flecha de entrada para prevenir las fugas del fluido hidráulico. La terminación interna de la flecha de entrada 14 está ensanchada radialmente para proporcionar una terminación interna en forma de boca de campana 38. Justo a la izquierda de la terminación de la flecha 38, la flecha de entrada 14 lleva un engrane cilindrico 40, que se acopla con un engrane 41 conectado para impulsar una bomba colectora 42 que opera » para sacar fluido hidráulico de relleno desde una .bomba 44 proporcionado por una bandeja inferior 46 fijada al alojamiento 12. El extremo interno de la. flecha de entrada 14 tiene un contra-orificio para proporcionar un receso cilindrico 47 para recibir una porción terminal interna de diámetro reducido de la flecha de salida 16. Los baleros 48, ajustados en el receso 47, proporcionan un soporte de apoyo del extremo interno para la flecha de salida. Ensamblada sobre la flecha de salida 16 entre una pieza de extremo interna 50 y una pieza de extremo externa 51, hay un portador de unidad de bomba anular 52, un brazo de acoplamiento de placa motriz 54, un portador de pistón de motor anular 56, y un bloque dé múltiple anular 58. Este ensamble 'se mantiene junto mediante un sujetador-C 57 capturado en úna acanaladura de la flecha de salida en una relación de respaldo con la pieza de extremo 51. El portador del pistón del motor y el bloque del múltiple se ponen a tierra en el alojamiento 12. mediante tornillos 59, que también aseguran una cubierta 60 del extremo de salida al alojamiento 12. Un balero de anillo 62 , adaptado en la abertura central de la cubierta 60, proporciona un soporte de apoyo del extremo de salida para la flecha de salida. Los baleros 64, colocados entre la flecha de salida 16 y el portador 52 de la unidad de bomba, y entre la flecha de salida y el portador 56 de la unidad de motor, proporcionan un soporte de apoyo para estos portadores a medida que gira la flecha de salida en relación a los mismos. El brazo de acoplamiento radial 54 de la placa motriz se engrana a la flecha, dé salida, y se le proporciona un orificio transversal en donde se recibe un perno 67 para conectar de una manera pivotable e impulsable la placa motriz 22 con la flecha de salida 16. El eje del perno 67 se orienta en una relación ortogonal al eje de la flecha de salida 25. La terminación 38 de la flecha de entrada y el portador 52 de la unidad de bomba se maquinan con dientes de engrane que se interacoplan, como se indica en 74, y por consiguiente, el portador 52 de la unidad de bomba se acopla impulsablemente con la flecha de entrada 14. El portador de bomba soporta una pluralidad de pares de pistón-cilindro incluidos en la unidad de bomba hidráulica 18. Estos pares de pistón-cilindro, por ejemplo, 10, indicándose dos en general en 76, se distribuyen uniformemente n un arreglo circular concéntrico con el eje 25 de la flecha de salida de la manera descrita en la solicitud citada con Número de Serie 08/093,192. Como se ilustra en la presente, cada par de pistón-cilindro 76 de la bomba incluye un pistón 78 telescópicamente montado mediante un poste cilindrico que se extiende axialmente 79 fijado al portador 52 de la unidad de bomba. El extremo izquierdo de cada pistón 78 está ensanchado radialmente para proporcionar una cabeza de pistón 80 que reciproca en un cilindro separado 82 proporcionado en el portador 52 de la unidad de bomba. El extremo derecho de pata de cada pistón 78 tiene un hombro para recibir un buje esférico anular 84 que se fija axialmente. al pistón mediante un sujetador 85, mientras que permite un movimiento radial limitado del buje. La superficie, esférica externa del buje 84 se apoya contra una superficie esférica interna 86 de una placa de compuerta anular, generalmente indicada en 88. Se fija un balero esférico anular 90 en la abertura central 91 de la placa de compuerta 88. Este balero esférico, a su vez, se soporta mediante la superficie esférica conformante 92 de un bloque de soporte del balero anular 94, que es recibido de una manera deslizable en un receso cilindrico 96 maquinado en la abertura central del portador 52 de la unidad de bomba. En virtud de los montajes de balero esférico de la placa de compuerta 88, se acomoda el movimiento de precesión del eje de rotación de esta placa de compuerta. La unidad de motor hidráulico 20 se construye esencialmente · de la misma manera que la unidad de bomba hidráulica 18. Sin embargo, como se notó anteriormente, el portador de unidad de motor anular 56, que corresponde al portador de unidad de bomba 52, se pone a tierra en el alojamiento 12 mediante los tornillos 59. Cada uno de una pluralidad de pistones del motor, generalmente indicados en 100, y que corresponden en número a los pistones de bomba 78, -incluye una cabeza de pistón 102 que reciproca en un cilindro 104, y una pata de pistón que lleva un buje esférico 106 que se acopla con la superficie de apoyo esférica de una placa de compuerta de unidad de motor anular 108. Se fija un balero esférico anular 110 en la abertura central de la placa de compuerta 108 para acoplar la superficie esférica 111 de un bloque de soporte de balero anular 112 recibido deslizablemente en un receso cilindrico 114 maquinado en la abertura central del portador .56 de la unidad de motor. Ya que la unidad de motor. 20 se pone a tierra en el alojamiento 12, el portador de la unidad de motor y la placa de compuerta 108 no giran,- sin embargo, los montajes de balero esférico de esta placa de compuerta acomodan el movimiento de precesión del eje de la placa de compuerta. La placa motriz 22 se conecta de una manera impulsable con la flecha de salida 16 mediante el brazo de acoplamiento 54 en una posición operativa entre la unidad de bomba 18 y la unidad de motor 20, quedando una cara de entrada en un contacto deslizante íntimo con la cara de la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba, y quedando una cara de salida en un contacto deslizante íntimo con la cara de la placa de compuerta 108 de la unidad de motor. Las caras de entrada y de salida de la placa motriz 22 se orientan relativamente en un ángulo agudo para proporcionar la forma de cuña de la placa motriz. Se extienden compuertas (no mostradas) entre las caras de entrada y de salida de la placa motriz, para proporcionar una comunicación de fluido entre los cilindros de unidad de bomba 82 y los cilindros de unidad de motor 104 a través de los orificios radiales 142 en los postes de montaje de pistón cilindricos de la bomba y del motor, y a través de las aberturas 120 de la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba y las aberturas 122 de la placa de compuerta 108 de la unidad de motor, todo como se describe más completamente en la solicitud citada con Número de Serie 08/093, 192. Como se describe completamente en mis solicitudes itadas anteriormente, la relación de la transmisión (velocidad de la flecha de entrada contra velocidad de la flecha de salida) se cambia ajustando la orientación angular de la placa motriz 22 en relación con el eje de la flecha de salida 25. Cuando, la cara de entrada de la placa motriz está perpendicular al eje de la flecha de salida, el eje de la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba coincide con el eje de la flecha de salida. En consecuencia, la rotación impulsada del portador de la unidad de bomba no produce reciprocamiento de los pistones de bomba 78, y por consiguiente, no se presenta una acción de bombeo del fluido hidráulico mediante la unidad de bomba 18. Esta es la posición neutro (1:0) de la transmisión 10. Otro pivoteo en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj de la placa motriz más allá de la posición neutra de 1:0, proporciona un rango limitado en reversa de las relaciones de transmisión continuamente variables, en donde la flecha de salida 16 es impulsada en la dirección opuesta a la rotación de la flecha de entrada. Cuando se pivotea la placa motriz sobre el perno 67 en una dirección · de las manecillas del reloj , desde la posición neutra, el eje de la placa de compuerta de la unidad de bomba giratoria se precesa en un ángulo en relación con el eje de la flecha de salida. El movimiento anulador consecuente de la placa de compuerta de la unidad de bomba hace que los pistones de bomba 76, conectados oscilatoriamente a la misma, reciproquen en sus cilindros de bomba 82, para bombear fluido hidráulico; determinándose los recorridos del pistón de la bomba por la posición del ángulo precesado de la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba. El pivoteo continuo en la dirección de las manecillas del reloj de la placa motriz incrementa el ángulo precesado de la placa de compuerta 88, y en consecuencia, se incrementa la acción de bombeo de la unidad de bomba. Por consiguiente, se incrementa la relación de la transmisión. Cuando la cara de salida de la placa motriz 22 está perpendicular al eje 25 de la flecha de salida, el eje de la placa de compuerta 108 de la unidad de motor se precesa para quedar coincidente con el eje de la flecha de salida. En consecuencia, no hay acción de bombeo de fluido hidráulico de los pistones 100 de la unidad de motor. La unidad de bomba 18 !5 y la placa motriz 22 se aseguran esencialmente de una manera hidráulica sin un movimiento giratorio relativo entre la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba y la placa motriz 22. Esta es la posición de relación 1:1 de la transmisión 10. El pivoteo adicional en la dirección de las manecillas del reloj de la placa motriz proporciona un rango de velocidad sobremultiplicada limitado de las relaciones de transmisión continuamente variables, en donde la flecha de salida es impulsada en la misma dirección que la. flecha de entrada, pero a una mayor velocidad. De conformidad con una característica de la presente invención, el cambio de relación del ángulo de la placa motriz en relación, con el eje 25 de la flecha de salida se logra ejerciendo fuerzas coordinadas sobre la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba y la placa de compuerta 108 de la unidad de motor, inducidas mediante el cambio de las posiciones axiales de los bloques de soporte 94 y 112, que montan la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba y la placa de compuerta 108 de la unidad, de motor por medio de baleros esféricos 90 y 110, respectivamente. Para este fin, el portador 52 de la unidad de bomba y el bloque de soporte de balero 94 están provistos con hombros axialmente opuestos que, en conjunto con las porciones de falda radialmente opuestas del portador de la unidad de bomba y el bloque de soporte de balero, definen una cámara anular 130. De una manera similar, los hombros · axialmente opuestos y las faldas radialmente opuestas formadas en el portador 56 de la unidad de motor y en el bloque de soporte de balero 112, definen una. cámara anular 132. Para el ángulo de la placa motriz iliustrado, se ve que el volumen de la cámara 130 está axialmente expandido, mientras que el volumen de la cámara 132 está axialmente contraído. En consecuencia, los baleros esféricos 90 y 110 se han cambiado conjuntamente hacia las posiciones axiales de la derecha, así como las placas de compuerta de la unidad de bomba 88 y de la unidad de motor 108 llevadas por estos baleros esféricos. Á medida que. las placas de compuerta de las unidades de bomba y de motor se cambian axialmente hacia la izquierda, la placa motriz 22 se pivotea forzadamente en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj alrededor del perno de pivote 67. Esto se logra mediante la expansión axial del volumen de la cámara 132, a medida que se contra axialmente el volumen de la cámara 130. Para establecer una presión de fluido en la cámara 130, se fija una placa de compuerta de entrada anular 134 contra la cara radial 135 de la pieza de extremo interna 50 de la flecha de salida 16. Por consiguiente, la flecha de salida y la placa de compuerta de entrada 134 giran al unísono. Como se describe con detalle en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos de Norteamérica citada con Número de Serie 08/342,472, la placa de compuerta de entrada 134 está provista con un par de compuertas en forma de riñon, circunferencialmente alargadas, en una relación diametralmente opuesta ilustradas en 138 y 140 en la presente. Los orificios radiales 142 de los postes de montaje de pistón de bomba cilindricos 79, proporcionan una comunicación de flujo de fluido entre los cilindros de bomba 88 y las compuertas 138 y 140 de la placa de compuerta de entrada 134. Por consiguiente, el fluido hidráulico desde los cilindros de bomba fluye para llenar las compuertas 138 y 140 de la placa de compuerta de entrada 134. El fluido hidráulico de estas compuertas 138 y 140 se presuriza de esta manera de acuerdo con las presiones de fluido en los cilindros de bomba 82, a medida que se impulsa la unidad de bomba 18 mediante la flecha de entrada 14. Cuando los pistones de bomba 78 y los cilindros de bomba 82 giran desde el punto más delgado de la placa motriz en forma de cuña 22 alrededor hasta su punto más grueso diametralmente opuesto, los volúmenes de los cilindros de bomba asociados disminuyen progresivamente, y el fluido hidráulico de estos cilindros de bomba, por consiguiente, se presuriza. Este se considera como el lado de alta presión o de bombeo de la unidad de bomba hidráulica 18. Cuando los pistones de bomba y los cilindros de bomba giran desde, el punto más grueso alrededor hasta el punto más delgado de la placa motriz 22, los volúmenes de los cilindros de bomba asociados 82 se expanden progresivamente. Se considera que éste es el lado de baja presión o de succión de la unidad de bomba hidráulica 18. Ya que las compuertas 138 y 140 están en comunicación de fluido con el fluido hidráulico de los cilindros de bomba 82, el fluido hidráulico de una de estas compuertas se presuriza a una alta presión que corresponde esencialmente a las presiones de fluido promedio del fluido hidráulico de los cilindros de bomba involucrados en el lado de bombeo, y el fluido hidráulico de la otra de estas compuertas asume la presión de fluido promedio del fluido hidráulico de los cilindros de bomba involucrados en el lado de succión o de baja presión de la unidad de bomba hidráulica 18. Nuevamente, como se detalla en la solicitud con Número de Serie 08/342,472, se perforan pasajes de fluido, esquemáticamente ilustrados en 150 y 152, en la pieza de extremo anular 50 de la flecha de salida 16. El pasaje 150 se extiende desde la compuerta de la placa de compuerta de entrada 138 hasta una válvula de derivación 154, mientras que el pasaje 152 se extiende desde la compuerta 140 hasta la válvula 154. Un pasaje axial 156 en la pieza de extremo 50, y un orificio axial alineado 157 a través de la placa de compuerta de entrada 134, proporcionan comunicación de fluido entre una. cavidad anular 158 en la placa de compuerta de entrada 134 y la válvula de -derivación 154. Un pasaje axial 160 en el portador 52 de la unidad de bomba coloca la cavidad anular 158 en una comunicación de fluido continua con la cámara 130. En la operación, la válvula de derivación 154 asegura que solamente el lado de baja presión de la unidad de bomba hidráulica esté en comunicación de flujo continua con la cámara 130 por medió de la compuerta de baja presión de fluido 138, el pasaje 150, los orificios 156, 157, y el pasaje 160. Se notará que la cavidad anular 158 asegura una comunicación de flujo continua entre el orificio de la placa de compuerta 157 y el pasaje del portador de unidad de bomba 160, independientemente de sus posiciones angulares relativas. Ahora, considerando el extremo de salida de la transmisión 10, como se notó anteriormente, el bloque de múltiple anular 52 rodea a la flecha de salida 16 en una posición axial entre el portador de unidad de motor 56 y la pieza de extremo 51 de la flecha de salida. La cara radial de la pieza de extremo 51 está rcesada para recibir una placa de compuerta de salida anular 172, que se asegura en su lugar. Por consiguiente, la placa de compuerta de salida 172 gira con la flecha de salida 16,. mientras que, como se notó anteriormente, el bloque de múltiple 58 está estacionario, poniéndose a tierra en el alojamiento .12 mediante tornillos 59. El bloque de múltiple 58 y la placa de compuerta de salida 172 de preferencia son de la construcción descrita en la solicitud de los Estados Unidos de Norteamérica con Número de Serie 08/342,472, para proporcionar pasajes de fluido y una compuerta, respectivamente, comúnmente mostrados en esquema como la línea de fluido 174, que se incluyen en una trayectoria de circuito hidráulico que conduce desde los cilindros del motor 104 en el lado de alta presión de la unidad de motor hidráulico 20, hasta una compuerta derecha 176 de. una válvula de control de relación, generalmente indicada en 178. Se incluyen otros pasajes en el bloque de múltiple 58, en una trayectoria de circuito hidráulico (esquemáticamente indicada en 184) que conduce desde la cámara 132 y un pasaje axial 186 en el portador 56 de la unidad de motor hasta una compuerta central 188 de la válvula, de control 178. La compuerta izquierda 190 de la válvula de control se conecta con una línea de ventila 192 que conduce hasta el colector 44. En la operación, para mantener una relación de transmisión deseada (ángulo de la placa motriz) , la válvula de control 178 está en la posición central cerrada. Luego la cámara 132 se sella, y se igualan las presiones de fluido en las dos cámaras 130 y 132 para fijar las posiciones axiales de los bloques de soporte 94 y 112, y las posiciones precesadas de. los baleros esféricos 90 y 110. En consecuencia, la placa motriz se mantiene para establecer la relación de la transmisión. Note que las fuerzas hidráulicas axiales sobre los bloques de soporte de balero esférico están en direcciones opuestas para oprimir apropiadamente las caras de la placa de compuerta 88 de la unidad de bomba y de la placa de compuerta 108 de la unidad de motor contra las caras de entrada y salida de la placa motriz 22. Cuando se desea disminuir la relación de la transmisión (pivotear la placa motriz 22 en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj ) , la válvula de control 178 se mueve hacia la izquierda para poner la cámara 132 en comunicación de flujo de fluido con el lado de alta presión de la unidad de motor 20 por medio de las trayectorias de circuito hidráulico 174 y 184. La presión de fluido en la cámara 132 excede rápidamente a la presión de fluido en la cámara 130, y se expande el volumen de la cámara 132, a medida que se contrae el volumen de la cámara 130. Por consiguiente, los baleros esféricos 90 y 110 se. mueven hacia la izquierda mediante sus bloques de soporte respectivos 92 y 114 para pivotear la placa motriz 22 en la dirección contraria a la de las manecillas del reloj . Cuando se alcanza el ángulo deseado de la placa motriz (relación de transmisión más baja), la válvula de control 178 se vuelve a colocar en la posición central cerrada, y se restablece uii equilibrio en las presiones de fluido en las cámaras 130 y 132, para mantener las posiciones axiales de balero esférico movidas hacia la izquierda, y por consiguiente, establecer el ángulo de la placa motriz para una relación de transmisión más baja. Cuando se desea incrementar la relación de la transmisión (pivotear la placa motriz en la dirección de las manecillas del reloj ) , la válvula de control 178 se mueve hacia la derecha para ventilar la cámara 132 a la presión atmosférica del colector 44 por medio de la línea de fluido 192. Como resultado, la presión de fluido en la cámara 130 excede a la presión de fluido en la cámara 132. El volumen de la cámara 130 se expande, a medida que se contrae el volumen de la. cámara 132, y los baleros esféricos se mueven axialmente hacia la derecha para pivotear la placa motriz 22 en la dirección de las manecillas del reloj . Nuevamente, cuando se alcanza la relación de transmisión más alta deseada, la válvula de control se vuelve a colocar en la posición central cerrada, estableciendo de esta manera un equilibrio de la presión de fluido en las cámaras 130 y 132 para mantener el ángulo de la placa motriz para la relación de transmisión más alta. A partir de la descripción anterior, se ve que la presente invención proporciona una transmisión hidrostática infinitamente variable del tipo descrito en las solicitudes citadas, que proporciona las ventajas de un tamaño compacto, menos partes, y costos de fabricación reducidos. La involucración de los baleros esféricos en el diseño del controlador de relación, proporciona un enfoque altamente eficiente y efectivo para cambiar el ángulo de la placa motriz . Los expertos en este cammpo podrán ver que se pueden hacer diferentes modificaciones y variaciones al aparato de la presenté invención, sin apartarse del espíritu de la invención. Por consiguienté, se pretende que la presente invención cubra las modificaciones y variaciones de la misma, dado que entren en el espíritu de las reivindicaciones adjuntas y su equivalencia.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Una transmisión hidrostática continuamente variable que comprende, en combinación: un alojamiento; una flecha de entrada apoyada en el alojamiento para recibir un par de torsión desde un motor primario; una unidad de bomba que incluye un primer portador impulsado por la flecha de entrada y que monta un conjunto anular de pistones de bomba y cilindros de bomba, una placa de compuerta anular, y un primer balero esférico que monta a la primera placa de compuerta en el primer portador para un movimiento de precesión; una unidad de motor que incluye un segundo portador fijado al alojamiento, y que monta un conjunto anular de pistones del motor y cilindros del motor, una segunda placa de compuerta, y un segundo balero esférico que monta a la segunda placa de compuerta en el segundo portador para el movimiento de precesión; una flecha de salida apoyada en el alojamiento y adaptada para una conexión de impulso con una carga; una placa motriz anular que rodea a la flecha de salida, y que tiene una cara de entrada y una cara de salida configuradas en un ángulo agudo una en relación con la otra, confrontando la cara de entrada a la primera placa de compuerta, y confrontando la cara de salida a la segunda cara de compuerta, incluyendo además la placa motriz ranuras que acomodan el flujo de fluido bombeado entre los cilindros de la bomba y los cilindros del motor, a través de compuertas de las primera y segunda placas de compuerta; un conector que acopla pivotalmente la placa motriz a la flecha de salida en una relación de par de torsión acoplado; y un controlador de relación que ejerce selectivamente fuerzas axiales coordinadas sobre los primero y segundo baleros esféricos, para producir un movimiento de precesión de las primera y segunda placas de compuerta, tal como para establecer ajustablemente un ángulo de la placa motriz en relación con un eje de la flecha de salida de acuerdo con una relación de velocidad deseada entre las flechas de entrada y de salida.

2. La transmisión definida en la reivindicación 1, en donde el controlador de relación incluye un circuito de fluido para ejercer fuerzas hidráulicas para establecer ajustablemente las posiciones axiales de los primero y segundo baleros esféricos en relación con la flecha de salida, y establcer de esta manera posiciones precesadas de las primera y segunda placas de compuerta .

3. La transmisión definida en la reivindicación 1, . en donde el conector incluye un brazo radial que tiene un extremo interno fijado a la flecha de salida, y que tiene un extremo libre pivotalmente conectado a la placa motriz .

4. La transmisión definida en la reivindicación 3, en donde el conector incluye además un perno orientado transversalmente al eje de la flecha de salida y que interconecta pivotalmente el extremo libre del brazo con la placa motriz-.

5. La transmisión definida en la reivindicación 2, en donde: el primer balero esférico, se fija a la primera placa de compuerta, y el segundo balero esférico se fija a la segunda placa de compuerta, incluyendo además la transmisión: un primer bloque de soporte montado deslizablemente mediante el primer portador para un movimiento axial, y que tiene una superficie de apoyo esférica anular que se acopla con el primer balero esférico,- un segundo bloque de soporte montado deslizablemente mediante el segundó portador para un movimiento axial, y que tiene una superficie esférica anular que se acopla con el segundo balero esférico,- operando el controlador de relación para inducir movimientos axiales coordinados de los primero y segundo bloques de soporte, para establecer ajustablemente las posiciones precesadas de las primera y segunda placas de compuerta, estableciendo las posiciones de las placas de compuerta precesadas el ángulo de la placa motriz en relación con el eje de la flecha de salida.

6. La transmisión definida en la reivindicación 5, en donde el primer portador y el primer bloque de soporte se configuran para definir una primera cámara, el segundo portador y el segundo bloque de soporte se configuran para definir una segunda cámara, y el controlador de relación opera para crear diferenciales en la presión de fluido de las primera y segunda cámaras, produciendo de esta manera los movimientos axiales coordinados de los primero y segundo bloques de soporte .

7. La transmisión definida en la reivindicación 6, en donde el controlador de relación incluye: un primer circuito de fluido que conecta continuamente la primera cámara con un lado de baja presión de la unidad de bomba para mantener la presión de fluido en la primera cámara a una presión de fluido de control,- un segundo circuito de fluido que se comunica con un lado de alta presión de la unidad de motor,- un tercer circuito de fluido conectado con la segunda cámara; y . una válvula de control que opera selectivamente para: cerrar el tercer circuito de fluido para crear una presión de fluido en la segunda cámara, equilibrando la presión de fluido de control en- la primera cámara, y manteniendo de esta manera las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte, conectar el tercer circuito de fluido con el segundo circuito de fluido, para crear una presión de fluido en la segunda cámara mayor que la presión de fluido de control en la primera cámara, y de esta manera expandir el volumen de la segunda cámara, mientras que se contrae el volumen de la primera cámara, para mover conjuntamente, las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte en una primera dirección axial, y ventilar el tercer circuito de fluido a una baja presión menor que la presión de control, para crear una presión de fluido en la segunda cámara menor que la presión de control en la primera cámara, contrayendo de esta manera el volumen de la segunda cámara, mientras que se expande el volumen de la primera cámara, para mover conjuntamente las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte en una segunda dirección axial opuesta a la primera dirección axial .

8. La transmisión definida en la reivindicación 5, en donde los pistones de la unidad de bomba se conectan oscilatoriamente a la primera placa de compuerta, y los pistones de la unidad de control se conectan oscilatoriamente a la segunda placa de compuerta.

9. La transmisión definida en la reivindicación 8, en donde la unidad de bomba incluye además primeros postes cilindricos que montan telescópicamente los pistones de la unidad de bomba para un movimiento axialmente reciprocante de un recorrido determinado por la posición precesada de la primera placa, de compuerta, y la unidad de motor incluye además segundos postes cilindricos que montan telescópicamente los pistones de la unidad de motor para un movimiento axial reciprocante de un recorrido determinado por. la posición precesada de la segunda placa de soporte.

10. La transmisión definida en la reivindicación 9, en donde los primeros postes cilindricos tienen aberturas radiales que ponen los cilindros de la unidad de bomba en comunicación de fluido con las compuertas de la primera placa de compuerta,, y los segundos postes cilindricos tienen aberturas radiales que ponen los cilindros de la unidad de motor en comunicación de fluido con las compuertas de la segunda placa de compuerta.

11. Una transmisión hidrostática continuamente variable que comprende, en combinación: un alojamiento; una flecha de entrada apoyada en el alojamiento, para recibir un par de torsión desde un motor primario; una unidad de bomba que incluye un primer portador impulsado por la flecha de entrada, y que monta un conjunto anular de pistones de la bomba y cilindros de la bomba, un primer bloque de soporte anular ajustable en la posición axial, y que tiene una superficie de apoyo esférica, una primera placa de compuerta, y un balero esférico anular fijado a la primera placa de compuerta y que.se acopla con lá primera superficie de apoyo esférica dél bloque de soporte ,- una unidad de motor que incluye un segundo portador fijado al alojamiento y que monta un conjunto anular de pistones del motor y cilindros del motor, un segundo bloque de soporte anular ajustable en la posición axial, y que tiene una superficie de apoyo esférica, una segunda placa de compuerta, y un segundo balero esférico anular fijado a la segunda placa de compuerta y que se acopla con la segunda superficie de apoyo esférica del bloque de soporte,- una flecha de salida apoyada en el alojamiento, y adaptada para una conexión de impulso con una carga,- una placa motriz anular que rodea a la flecha de salida, y que tiene una cara de entrada y una cara de salida configuradas en un ángulo agudo una en relación con la otra, estando la cara de entrada en un acoplamiento interfacial con la primera placa de compuerta, y estando la cara de salida en un acoplamiento interfacial con la segunda cara de compuerta, incluyendo además la placa motriz ranuras que acomodan el flujo de fluido bombeado entre los cilindros de la bomba y los cilindros del motor a través de las compuertas de las primera y segunda placas de compuerta; un conector que acopla pivotalmente la placa motriz con la flecha de salida en una relación de par de torsión acoplado; un controlador de relación que ejerce selectivamente fuerzas hidráulicas coordinadas para mover ajustablemente las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte, produciendo de esta manera movimientos de precesión de las primera y segunda placas de compuerta, efectivos para ajustar una orientación angular de la placa motriz en relación con el eje de la flecha de salida.

12. La transmisión definida en la reivindicación 11, en donde el primer portador y el primer bloque de soporte se configuran para definir una primera cámara, el segundo . portador y el segundo bloque de soporte se configuran para definir una segunda cámara,, y el controlador de relación se conecta para crear diferenciales en la presión de fluido de las primera y segunda cámaras, produciendo de esta manera los movimientos axiales coordinados de los primero y segundo bloques de soporte.

13. La transmisión definida en la reivindicación 12, en donde el controlador de relación incluye: un primer circuito de fluido que conecta continuamente la primera cámara con un lado de baja presión de la unidad de bomba para mantener la presión de fluido en la primera cámara a una presión de fluido de control; un segundo circuito de fluido que se comunica con un lado de alta presión de la unidad dé motor; un tercer circuito de fluido conectado con la segunda cámara; y una válvula de control que opera selectivamente para: cerrar el tercer circuito de fluido para crear una presión ,de fluido en la segunda cámara, equilibrando la presión de fluido de control en la primera cámara, y. manteniendo de esta manera las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte, conectar el tercer circuito de fluido con el segundo circuito de fluido, para crear una presión de fluido en la segunda cámara mayor que la presión de fluido de control en la primera cámara, y de esta manera expandir el volumen de la segunda cámara, mientras que se contrae el volumen de la primera cámara, para mover conjuntamente las posiciones axiales de los primero y segundo bloques de soporte en una primera dirección axial, y ventilar el tercer circuito de fluido a una baja presión menor que la presión de control, para crear una presión de fluido en la segunda cámara menor que la presión de control en la primera cámara, contrayendo de esta manera el volumen de la segunda cámara, mientras que se expande, el volumen de la primera cámara, para mover conjuntamente las posiciones axiales de los primero y segundo bloques en una segunda dirección axial opuesta a la segunda dirección axial.

14. La transmisión definida en la reivindicación 13, en donde los pistones de la unidad de bomba se conectan oscilatoriamente con la primera placa de compuerta, y los pistones de la unidad de motor se conectan oscilatoriamente con la segunda placa de compuerta.

15. La transmisión definida en la reivindicación 14, en donde la unidad de bomba incluye además primeros postes cilindricos que montan telescópicamente los pistones de la unidad de bomba para un movimiento axialmente reciprocante de un recorrido determinado por la posición precesada de la primera placa de compuerta, y la unidad de motor incluye además segundos postes cilindricos que montan telescópicamente los pistones de la unidad de motor para un movimiento axial reciprocante de un recorrido determinado por la posición precesada de la segunda placa de compuerta.

16. La transmisión definida en la reivindicación 15, e donde los primeros postes cilindricos tienen aberturas radiales que ponen los cilindros de la unidad de bomba en comunicación de fluido con las compuertas de la primera placa de compuerta, y los segundos postes cilindricos tienen aberturas radiales que ponen los cilindros de la unidad de motor en comunicación de fluido con las compuertas de la segunda placa de compuerta.