Transmisión de cono y anillo de fricción, así como un método de operación de este tipo de transmisión.

Transmisión de cono y anillo de fricción, con un cono de entrada,

un cono de salida y un anillo de fricción querodea uno de los conos, como miembros (1, 2, 3) que giran uno sobre otro transmitiendo un momento de giro, y conun mecanismo de apriete para presionar dichos miembros (1, 2, 3), con medios para captar una magnitud relevante,como en particular el momento de giro transmitido, y con medios para aplicar una fuerza de apriete correspondientea una de las magnitudes captadas, caracterizada porque el mecanismo de apriete comprende como mínimo dosmecanismos de apriete parciales (9, 10, 11; 14), el primero de los cuales tiene un tiempo de respuesta más cortoque el segundo.

Transmisión de cono y anillo de fricción, así como un método de operación de este tipo de transmisión La presente invención se refiere a un mecanismo para apretar dos miembros de un engranaje que ruedan uno sobre otro transmitiendo un momento de giro.

Estas transmisiones son conocidas, por ejemplo, a través de las patentes del mismo género EP 0 878 641 A1 y EP 0 980 993 A2. En su segundo ejemplo de ejecución ambos documentos revelan un mecanismo de apriete que, en función del momento de giro transmitido por un grupo cónico salida perteneciente a la transmisión de cono y anillo de fricción ahí divulgada, aplica una fuerza con la cual se presionan los dos conos, así como el anillo de fricción que gira entre ellos y rodea el cono de accionamiento. Así se puede asegurar un presión de apriete suficiente en caso de momentos de giro elevados, evitando el riesgo de deslizamiento. Además la patente EP 0 980 993 A2 revela en su primer ejemplo de ejecución un mecanismo de apriete cuya fuerza aplicada se puede regular o ajustar desde fuera mediante un cilindro hidráulico.

Sin embargo estos mecanismos tienen el inconveniente de que necesitan disponer de una fuerza de apriete en reserva comparativamente muy alta, pues los dispositivos de apriete meramente mecánicos responden con dificultad a las variaciones de los parámetros totales de funcionamiento o reaccionan con bastante lentitud a una regulación externa. En tal sentido, para los dispositivos de apriete mecánicos - que por lo demás solo pueden adaptarse con muchas limitaciones a una curva característica deseada - debe disponerse de una reserva que asuma los cambios de parámetros externos que la mecánica no puede captar inmediatamente, mientras que los mecanismos de apriete controlados desde fuera, debido a los tiempos de regulación relativamente largos, necesitan una reserva para poder resistir las puntas del momento de giro.

La presente invención tiene por objeto proporcionar una transmisión que aporte ventajas al respecto.

La presente invención propone como solución un mecanismo de apriete, para presionar dos miembros de un engranaje que ruedan uno sobre otro transmitiendo un momento de giro, con medios que registran un parámetro relevante, en concreto el momento de giro transmitido, y con medios que aplican una fuerza de apriete en función del parámetro registrado. Este dispositivo se caracteriza porque consta, al menos, de dos mecanismos de apriete parciales, el primero de los cuales tiene un tiempo de reacción menor que el segundo. También se propone como solución una transmisión formada por dos miembros de un engranaje que transmiten un momento de giro y están presionados mediante un correspondiente mecanismo de apriete.

Se comprende que un dispositivo de este tipo, constituido por dos mecanismos de apriete parciales, puede usarse ventajosamente para las más diversas transmisiones cuyos miembros deben presionarse mutuamente en función de determinados parámetros. Aquí entran especialmente en consideración todos los tipos de transmisiones giratorias con miembros que interactúan entre sí por fricción.

Preferiblemente el tiempo de reacción del primer mecanismo de apriete parcial se elige bien corto, para que pueda responder con rapidez a los golpes o similares. Preferiblemente se elige una configuración puramente mecánica y por lo tanto casi sin tiempo de reacción. De esta manera el mecanismo de apriete se puede adaptar rápidamente a oscilaciones breves, evitando sobre todo un deslizamiento entre los miembros de la transmisión que giran uno sobre 45 otro.

En concreto puede bastar con dejar el primer mecanismo de apriete parcial sin regular y controlarlo inmediatamente solo en función de los parámetros críticos. De esta manera el primer mecanismo de apriete parcial – y por lo tanto también todo el dispositivo – se puede adaptar con gran rapidez y seguridad a los golpes y a las variaciones casi 50 intermitentes o discontinuas de los parámetros críticos. En este caso concretamente no hace falta optimizar el primer mecanismo de apriete parcial respecto a su curva característica dependiente del parámetro. Es más importante que el primer mecanismo de apriete parcial pueda reaccionar a los golpes e inestabilidades, sobre todo en el tiempo más breve posible.

Una curva característica que sea óptima para el dispositivo completo se implementa preferiblemente a través del segundo mecanismo de apriete parcial, el cual puede estar optimizado respecto a su curva característica o respecto a la curva característica de todo el dispositivo, sin poder o tener que contrarrestar instantáneamente los golpes o desequilibrios bruscos. Es especialmente ventajoso que el segundo mecanismo de apriete parcial esté regulado para poder elegir la curva característica lo mejor posible. En particular el segundo mecanismo de apriete parcial se 60 puede regular mediante los más distintos y diversos parámetros, y por tanto puede reaccionar detalladamente a las respectivas exigencias. Además el mecanismo de apriete parcial se puede optimizar respecto a una amortiguación de vibraciones, sobre todo en su circuito regulador, lo cual también reduce generalmente los tiempos de respuesta. Sin embargo - tal como se ha dicho anteriormente - esto no es tan crítico, porque el primer mecanismo de apriete parcial puede reaccionar a unos tiempos respectivamente inferiores.

Un dispositivo según la presente invención adecuadamente configurado puede minimizar especialmente las mermas de una transmisión correspondiente. Sobre todo, existe la posibilidad de diseñar óptimamente el primer mecanismo de apriete parcial considerando aspectos de seguridad y garantía funcional, mientras que la curva característica del segundo mecanismo de apriete parcial se elige de modo que se pueda compensar debidamente un desplazamiento de la curva característica derivado por seguridad del primer mecanismo de apriete parcial.

Por consiguiente la presente invención, independientemente de sus demás características, resuelve el objetivo antes citado mediante un mecanismo de apriete para presionar dos miembros de un engranaje que ruedan uno sobre otro transmitiendo un momento de giro, con medios para registrar un parámetro relevante, en concreto el momento de giro transmitido, y con medios para aplicar una fuerza de apriete en función del parámetro registrado, de manera que este dispositivo consta al menos de dos mecanismos de apriete parciales, el primero de los cuales proporciona una fuerza de apriete superior o igual a la que facilita el dispositivo completo y el segundo reduce la fuerza de apriete aportada por el primero. Por consiguiente también es ventajosa una transmisión con dos miembros de un engranaje que transmiten un momento de giro y son presionados por un mecanismo de apriete correspondiente de este tipo.

En este tipo de configuración el primer mecanismo de apriete parcial puede aportar en exceso la fuerza necesaria, lo cual permite especialmente absorber oscilaciones breves, asegurando el funcionamiento. Mediante el segundo mecanismo de apriete parcial se puede reducir el exceso de fuerza, minimizando las pérdidas, sin riesgo de que la fuerza de apriete sea insuficiente en caso de breves golpes o similares.

Por tanto, acumulativa o alternativamente, es ventajoso que el segundo mecanismo de apriete parcial ejerza una fuerza contrapuesta a la aplicada por el primer mecanismo de apriete parcial. Así puede reducirse la fuerza de modo operativamente seguro. Además, con esta configuración, el primer mecanismo de apriete parcial se puede apartar espontánea y directamente de su curva característica y, en caso necesario, contrarrestar la reducción de fuerza condicionada por el segundo mecanismo de apriete parcial.

Preferiblemente el segundo mecanismo de apriete parcial compensa adecuadamente, en parte, la fuerza ejercida por el primer mecanismo de apriete parcial, lo cual, si la configuración es idónea, también resulta ventajoso, con independencia de las características antes citadas.

Aunque solo se empleen individualmente en un mecanismo de apriete o en un engranaje correspondiente, dichas características pueden reducir considerablemente las pérdidas si el mecanismo de apriete está optimizado de forma adecuada. En concreto se pueden reducir a un mínimo las fuerzas que actúan sobre los rodamientos, condicionadas por las fuerzas de apriete, con las cuales los respectivos miembros del engranaje están alojados en un bastidor o carcasa, lo cual permite evitar pérdidas en gran medida. Aquí las disposiciones prescritas, sobre todo los márgenes de seguridad previstos necesariamente contra variaciones imprevisibles o rápidas, se pueden reducir a un mínimo, ya que el primer mecanismo de apriete parcial puede... [Seguir leyendo]

1. Transmisión de cono y anillo de fricción, con un cono de entrada, un cono de salida y un anillo de fricción que rodea uno de los conos, como miembros (1, 2, 3) que giran uno sobre otro transmitiendo un momento de giro, y con un mecanismo de apriete para presionar dichos miembros (1, 2, 3) , con medios para captar una magnitud relevante, como en particular el momento de giro transmitido, y con medios para aplicar una fuerza de apriete correspondiente a una de las magnitudes captadas, caracterizada porque el mecanismo de apriete comprende como mínimo dos mecanismos de apriete parciales (9, 10, 11; 14) , el primero de los cuales tiene un tiempo de respuesta más corto que el segundo.

2. Transmisión de cono y anillo de fricción según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11) no está regulado.

3. Transmisión de cono y anillo de fricción según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el segundo 15 mecanismo de apriete parcial (14) está regulado.

4. Transmisión de cono y anillo de fricción, con un cono de entrada, un cono de salida y un anillo de fricción que rodea uno de los conos, como miembros (1, 2, 3) que giran uno sobre otro transmitiendo un momento de giro, y con un mecanismo de apriete para presionar dichos miembros (1, 2, 3) , con medios para captar una magnitud relevante,

como en particular el momento de giro transmitido, y con medios para aplicar una fuerza de apriete correspondiente a una de las magnitudes captadas, caracterizada porque el mecanismo de apriete comprende como mínimo dos mecanismos de apriete parciales (9, 10, 11; 14) y el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11) proporciona una fuerza de apriete superior o igual a la que facilita el dispositivo completo y el segundo mecanismo de apriete parcial

(14) reduce la fuerza de apriete proporcionada por el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11) . 25

5. Transmisión de cono y anillo de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el segundo mecanismo de apriete parcial (14) aplica una fuerza opuesta a la proporcionada por el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11) .

6. Transmisión de cono y anillo de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el segundo mecanismo de apriete parcial (14) compensa en parte la fuerza ejercida por el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11) .

7. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el segundo mecanismo de apriete 35 parcial (14) está accionado hidráulicamente.

8. Transmisión según la reivindicación 7, caracterizada porque la regulación hidráulica incluye un pistón (48) accionado electromagnéticamente.

9. Transmisión según la reivindicación 8, caracterizada porque en su recorrido de compresión el pistón cierra primero un orificio (52) de rebose/relleno.

10. Transmisión según la reivindicación 7, caracterizada porque la regulación hidráulica incluye una bomba de engranajes (61) . 45

11. Transmisión según la reivindicación 10, caracterizada porque la bomba de engranajes está accionada por un motor eléctrico (62) que aplica un momento de giro en función de la corriente.

12. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 11, con al menos dos regímenes de trabajo, donde al

menos un elemento de entrada (101) y al menos un elemento de salida (102) se presionan entre sí mediante al menos un mecanismo de apriete cuya fuerza varía en función del respectivo régimen de trabajo, caracterizada porque el mecanismo de apriete (108; 125, 126) consta al menos de dos unidades (110, 111; 125, 126) .

13. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque ambas unidades de apriete (110, 55 111; 125, 126) presentan distintas curvas características de régimen de trabajo-fuerza de apriete.

14. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque ambas unidades de apriete (110, 111; 125, 126) hacen respectivamente una primera contribución a la fuerza de apriete en el primer régimen de trabajo y una segunda contribución a la fuerza de apriete en el segundo régimen de trabajo, y porque la diferencia 60 entre la primera y la segunda contribución de la primera unidad de apriete diverge de la diferencia entre la primera y la segunda contribución de la segunda unidad de apriete.

15. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque ambas unidades de apriete están configuradas para actuar en paralelo en cuanto a la determinación del régimen de trabajo y/o de la fuerza de apriete. 65

16. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque ambas unidades de apriete (110, 111; 125, 126) están configuradas para actuar en serie en cuanto a la determinación del régimen de trabajo y/o de la fuerza de apriete.

17. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque al menos una unidad de apriete (110, 111; 125, 126) presenta una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete con una pendiente prácticamente constante.

18. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el mecanismo de apriete (108; 10 125, 126) comprende al menos dos unidades acopladas entre sí (110, 111; 125, 126) .

19. Transmisión según la reivindicación 18, caracterizada porque el acoplamiento es de tipo mecánico.

20. Transmisión según la reivindicación 18 o 19, caracterizada porque el acoplamiento es de tipo hidrodinámico o 15 hidrostático.

21. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque una unidad de apriete (126) está situada en lado de entrada y una unidad de apriete (125) está situada en lado de salida.

22. Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 21, con al menos dos regímenes de trabajo, en la cual al menos un elemento de entrada (101) y al menos un elemento de salida (102) se presionan mutuamente mediante al menos un mecanismo de apriete (108; 125, 126) con una fuerza de apriete variable en función del correspondiente régimen de trabajo, caracterizada porque el mecanismo de apriete presenta una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete cuya pendiente media entre un estado de reposo de la transmisión de fricción y un primer

régimen de trabajo es distinta que entre el primer régimen de trabajo y un segundo régimen de trabajo.

23. Método de operación de una transmisión de cono y anillo de fricción con al menos un cono de entrada (101) y al menos un cono de salida (102) que se presionan mutuamente mediante un mecanismo de apriete (108; 125, 126) , caracterizado porque el mecanismo de apriete (108; 125, 126) es accionado mediante una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete cuya pendiente media entre un estado de reposo de la transmisión de fricción y un primer régimen de trabajo es distinta que entre el primer régimen de trabajo y un segundo .

24. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque el régimen de trabajo se elige proporcionalmente al momento de giro de entrada y/o de salida. 35

25. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque el primer régimen de trabajo es el menor momento de giro esperado a plena carga.

26. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque el segundo 40 régimen de trabajo es el mayor momento de giro esperado a plena carga.

27. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque dispone al menos de dos unidades de apriete (125, 126) que ejercen respectivamente una fuerza variable en función de varios regímenes de trabajo, como por ejemplo el momento de giro de entrada, el momento de giro de salida, la carga total,

la potencia o similar.

28. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque el mecanismo de apriete (108; 125, 126) presenta una curva característica de momento de giro-fuerza de apriete en la cual la desaparición del momento de giro produce una caída de la fuerza de apriete de aproximadamente 0 N, sobre 50 todo por debajo de 1N.

29. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque el mecanismo de apriete (108; 125, 126) presenta una curva característica de momento de giro-fuerza de apriete que en marcha a plena carga, entre un momento de giro más bajo y un momento de giro más alto esperado, tiene una 55 pendiente media menor que por debajo del momento de giro más bajo esperado en marcha.

30. Método y transmisión de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque el mecanismo de apriete (125, 126) presenta una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete que depende de la carga.

31. Método y transmisión de fricción según la reivindicación 30, caracterizado porque la fuerza de apriete es menor para cargas inferiores a la plena carga.