UNIDAD DE ENGRANAJE DIFERENCIAL PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES CON CONTROL ACTIVO DE LA DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA DE ACCIONAMIENTO.

Unidad de engranaje diferencial para vehículos automóviles, que consta de una carcasa (1) y,

dentro de ésta, un engranaje diferencial (2), un engranaje multiplicador o desmultiplicador y dos embragues de fricción controlables (4, 5), en donde el engranaje diferencial (2) consta de un miembro accionado (8) y unos miembros de salida de accionamiento primero y segundo (11, 12), y en donde el engranaje multiplicador o desmultiplicador transmite un par de giro adicional al primero o al segundo miembro de salida de accionamiento (11, 12) de conformidad con el grado de embragado de los embragues de fricción (4, 5), en donde a) el engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) presenta un primer miembro (20; 121) unido solidariamente en rotación con el miembro accionado (8) del engranaje diferencial (2) y un segundo miembro (21; 120) unido solidariamente en rotación con el respectivo miembro de salida de accionamiento (11, 12) del engranaje diferencial (2) a través de un respectivo embrague de fricción (4, 5), caracterizada porque b) un tercer miembro (22; 122) del engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) está configurado como una corona dentada que va guiada en cojinetes excéntricos (23; 123) y que presenta un dentado exterior (24) y un dentado interior (25).

La invención concierne a una unidad de engranaje diferencial para vehículos automóviles, que consta de una carcasa y, dispuestos en ella, un engranaje diferencial, un engranaje multiplicador o desmultiplicador y dos embragues de fricción controlables, en donde el engranaje diferencial consta de un miembro accionado (por ejemplo, un cesto de diferencial) y unos miembros de salida de accionamiento primero y segundo, por ejemplo los semiejes, y en donde el engranaje multiplicador o desmultiplicador transmite, según el grado de embragado de los embragues de fricción, un par de giro adicional al primer miembro de salida de accionamiento o al segundo.

Tales unidades permiten el control activo de la distribución de la fuerza de accionamiento entre los dos miembros de salida de accionamiento. Estos están unidos para accionamiento con unos ejes accionados primero y segundo de un vehículo automóvil o, preferiblemente, con las dos ruedas de un eje. El engranaje multiplicador o desmultiplicador provoca una multiplicación para conducción rápida o para conducción lenta, de modo que, a través de los embragues de fricción controlables en sentidos contrarios, se puede ejercer un par de accionamiento o de frenado adicional, según la situación de marcha, sobre el respectivo miembro de salida de accionamiento. En el mundo especializado se denomina esto "Torque Vectoring" (vectorización del par).

Se conoce por el documento US 5,370,588 una unidad de engranaje diferencial en la que está realizado a ambos lados un respectivo engranaje multiplicador o desmultiplicador en construcción sin rueda interiormente dentada, con satélites dobles, y cada uno de ellos está unido solidariamente en rotación con un lado de un embrague. En esta clase de construcción los embragues de fricción son de difícil acceso y es difícil alojar su sistema actuador. El engranaje multiplicador o desmultiplicador es un engranaje de eje fijo cuyos miembros de salida y de entrada son coaxiales, por lo que se le puede denominar también engranaje coaxial.

Se conoce por el documento US 4,973,296 una unidad de engranaje diferencial en la que el engranaje multiplicador

o desmultiplicador es una etapa de ruedas dentadas de ejes paralelos, cuyo segundo eje no coincide con el eje de giro de los miembros de salida de accionamiento. Este modo de construcción exige mucho espacio de montaje como diferencial de eje en la dirección longitudinal del vehículo, y esto debido, no en último término, a que la multiplicación

o la desmultiplicación está próxima a 1:1 1 y, por tanto, ambas ruedas dentadas son aproximadamente del mismo tamaño.

Por último, se conoce por el documento EP 0 662 402 una unidad de engranaje diferencial de la clase genérica expuesta.

Por tanto, el cometido de la presente invención reside en perfeccionar una unidad de engranaje diferencial de la clase genérica expuesta de modo que pueda absorber fuerzas muy grandes con un espacio de montaje y un desgaste mínimos. Según la invención, esto se consigue porque el engranaje multiplicador o desmultiplicador presenta un primer miembro unido solidariamente en rotación con el miembro accionado del engranaje diferencial y un segundo miembro unido solidariamente en rotación con el respectivo miembro de salida de accionamiento del engranaje diferencial a través de un respectivo embrague de fricción, y porque un tercer miembro del engranaje multiplicador o desmultiplicador está configurado como una corona dentada que va guiada en cojinetes excéntricos y que presenta un dentado exterior y un dentado interior. La corona dentada está montada excéntricamente en la carcasa con respecto al eje de los miembros de salida de accionamiento.

Así, está previsto en ambos lados, en proximidad inmediata al embrague, un simple engranaje coaxial de pequeño tamaño de construcción actuante como engranaje multiplicador o desmultiplicador, lo que da como resultado en conjunto unas evoluciones de fuerza favorables y economiza espacio de montaje. La corona dentada rodea excéntricamente a la rueda dentada central a la manera de un anillo de transporte de aceite en un cojinete liso de clase de construcción histórica, pudiendo ejercer dicha corona esta acción también realmente. Esta forma de engranaje especial es ciertamente en sí conocida - véanse, por ejemplo, las patentes US 1,619,127 o US 773,227 -, pero no en combinación con embragues de fricción para controlar la distribución del par de giro y con la problemática que sirve de base a la invención.

Esta forma de engranaje permite materializar para este fin unas multiplicaciones favorables en un espacio muy pequeño, y ello por motivos geométricos y porque los dentados interiores tienen grados de recubrimiento muy altos (están engranados al mismo tiempo muchos dientes sobre los cuales se distribuyen las fuerzas que se deben transmitir). El alto grado de recubrimiento permite también una construcción especialmente estrecha y, por tanto, economizadora de espacio de los miembros dentados. Las posibles multiplicaciones permiten un diseño óptimo del embrague de fricción para las diferencias correspondientes de números de revoluciones, lo que contribuye al trato cuidadoso del mismo y, en combinación con una buena lubricación/refrigeración, hace que este embrague sea especialmente adecuado para funcionamiento permanente con resbalamiento.

El engranaje multiplicador o desmultiplicador es un engranaje coaxial cuyo primer miembro es una rueda interiormente dentada que engrana con el dentado exterior del tercer miembro (reivindicación 2) o una rueda dentada central que engrana con el dentado interior del tercer miembro (reivindicación 3). En ambos casos, se pueden lograr altos grados de recubrimiento del engrane dentado y relaciones de multiplicación o desmultiplicación próximas a 1 : 1.

En una forma de realización preferida la parte primaria de los embragues de fricción portadora de las láminas exteriores está unida para accionamiento con el segundo miembro del engranaje multiplicador o desmultiplicador y la parte secundaria portadora de las láminas interiores está unida para accionamiento con el respectivo miembro de salida de accionamiento (reivindicación 4). El segundo miembro puede ser aquí la rueda dentada central o bien la rueda interiormente dentada.

Cuando toda la unidad de engranaje diferencial puede o tiene que ser asimétrica en dirección transversal, se pueden lograr más economías de espacio si ambos embragues de fricción están dispuestos en el mismo lado del engranaje diferencial (reivindicación 4), estando entonces de preferencia reunidas constructivamente sus partes primarias en forma de una campana (reivindicación 5).

En un perfeccionamiento de la invención se ha dispuesto en el lado del engranaje diferencial alejado del engranaje multiplicador o desmultiplicador un embrague para unir discrecionalmente un miembro de salida de accionamiento del engranaje diferencial con el miembro accionado de éste (reivindicación 6). Se puede crear así un bloqueo diferencial que es preferiblemente también un embrague de fricción controlable (reivindicación 7).

Para vehículos automóviles con tracción a todas las ruedas, en cuya línea de accionamiento el par de accionamiento para un segundo eje accionado se deriva del diferencial del primer eje accionado, el miembro accionado del diferencial de eje está unido para accionamiento con una rueda dentada de salida de accionamiento para otro eje accionado (reivindicación 8). En la disposición citada de la línea de accionamiento es especialmente ventajoso disponer la rueda dentada de salida de accionamiento entre el diferencial y el engranaje multiplicador o desmultiplicador. Así, el árbol articulado que conduce al segundo eje accionado viene a quedar situado aproximadamente en el eje longitudinal del vehículo automóvil.

Como refinamiento de este perfeccionamiento, el par asignado al segundo eje accionado puede ser controlado también por medio de un embrague de fricción adicional (tercero) (reivindicación 9). Preferiblemente, una mitad del embrague adicional está unida constructivamente entonces con el primer miembro del engranaje multiplicador o desmultiplicador (reivindicación 10).

En lo que sigue se describe y explica la unidad de engrane diferencial según la invención ayudándose de dibujos esquemáticos de diversas formas de realización. Representan:

La figura 1, una primera forma de realización,

La figura 2, una segunda forma de realización,

La figura 3, una tercera forma de realización... [Seguir leyendo]

1. Unidad de engranaje diferencial para vehículos automóviles, que consta de una carcasa (1) y, dentro de ésta, un engranaje diferencial (2), un engranaje multiplicador o desmultiplicador y dos embragues de fricción controlables (4, 5), en donde el engranaje diferencial (2) consta de un miembro accionado (8) y unos miembros de salida de accionamiento primero y segundo (11, 12), y en donde el engranaje multiplicador o desmultiplicador transmite un par de giro adicional al primero o al segundo miembro de salida de accionamiento (11, 12) de conformidad con el grado de embragado de los embragues de fricción (4, 5), en donde

a) el engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) presenta un primer miembro (20; 121) unido solidariamente en rotación con el miembro accionado (8) del engranaje diferencial (2) y un segundo miembro (21; 120) unido solidariamente en rotación con el respectivo miembro de salida de accionamiento (11, 12) del engranaje diferencial (2) a través de un respectivo embrague de fricción (4, 5), caracterizada porque

b) un tercer miembro (22; 122) del engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) está configurado como una corona dentada que va guiada en cojinetes excéntricos (23; 123) y que presenta un dentado exterior (24) y un dentado interior (25).

2. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 1, caracterizada porque el engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) es un engranaje coaxial, en donde el primer miembro (20) es una rueda internamente dentada que engrana con el dentado exterior (24) del tercer miembro (22) y el segundo miembro (21) es una rueda dentada central que engrana con el dentado interior (25) del tercer miembro (22). (Figura 1)

3. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 1, caracterizada porque el engranaje multiplicador o desmultiplicador es un engranaje coaxial, en donde el primer miembro (121) es una rueda dentada central que engrana con el dentado interior (25) del tercer miembro (122) y el segundo miembro (120) es una rueda internamente dentada que engrana con el dentado exterior (24) del tercer miembro (22). (Figura 2)

4. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 1, en la que los embragues de fricción (4, 5) constan cada uno de ellos de una parte primaria (26) y una parte secundaria (27, 28), caracterizada porque la parte primaria (26) está unida para accionamiento con el segundo miembro (21; 120) del engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) y la parte secundaria (27, 28) está unida para accionamiento con el respectivo miembro de salida de accionamiento (11, 12).

5. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 4, caracterizada porque los dos embragues de fricción (4, 5) están dispuestos en el mismo lado del engranaje diferencial y sus partes primarias (26) están reunidas formando una campana.

6. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 5, caracterizada porque en el lado del engranaje diferencial (2) que queda alejado del engranaje multiplicador o desmultiplicador (3) está dispuesto un embrague (35) para unir discrecionalmente un miembro de salida de accionamiento (11) del engranaje diferencial (2) con el miembro accionado (8) de éste.

7. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 6, caracterizada porque el embrague (35) es un embrague de fricción controlable adicional.

8. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 1, caracterizada porque el engranaje diferencial (2) es un diferencial de eje y porque su miembro accionado (8) está unido para accionamiento con una rueda dentada de salida de accionamiento (131) para un eje accionado adicional. (Figura 3)

9. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 8, caracterizada porque entre el miembro accionado (8) y la rueda dentada de salida de accionamiento (131) para un eje accionado adicional está dispuesto un embrague de fricción adicional (140). (Figura 4)

10. Unidad de engranaje diferencial según la reivindicación 9, caracterizada porque una mitad (141) del embrague adicional (140) está constructivamente reunida con el primer miembro (20; 121) del engranaje multiplicador o desmultiplicador (3). (Figura 4)