Caja de cambio progresiva.

Caja de cambio progresiva.

La presente invención consiste en una caja de cambios progresiva la cual está constituido por dos diferenciales a partir de los cuales se traslada el par motor del vehículo al eje de transmisión de las ruedas haciendo uso de dos sistemas de transmisión de relaciones de transmisión extremas o marcha más corta y más larga respectivamente,

controladas por un freno dinamométrico a modo de actuador que regula el funcionamiento progresivo de la caja de cambio.

Caja de cambio progresiva.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere una caja de cambios progresiva la cual esta constituido por dos diferenciales a partir de los cuales se traslada el par motor del vehículo al eje de transmisión de las ruedas haciendo uso de dos sistemas de transmisión de relaciones de lo transmisión extremas o marcha más corta y más larga respectivamente, controladas por un freno dinamométrico a modo de actuador.

El sistema que se preconiza resulta de especial aplicación en la

industria del automóvil y, singularmente, en las cajas de cambio de los mismos.

ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA

A modo de introducción, en los vehículos, la caja de cambio o cambio de velocidades es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento desde la posición de parado hasta la de marcha. Su objetivo es obtener un par suficiente en éstas para conseguir vencer la resistencia al avance, 25 fundamentalmente la resistencia aerodinámica, de rodadura y de

pendiente. El motor de combustión interna alternativo, al revés de lo que ocurre con las máquinas de vapor, necesita un régimen de giro suficiente para proporcionar la capacidad de iniciar el movimiento del vehículo y mantenerlo a posteriori. Aún así hay que reducir la

velocidad al motor en una medida suficiente para obtener el par suficiente. Esto se logra mediante las diferentes relaciones de desmultiplicación obtenida en el cambio más la el grupo de salida del diferencial.

Atendiendo al estado de la técnica en la materia, se muestran cajas de

cambio que recurren a correas metálicas para aumentar el par de tracción. También son por todos conocidas las cajas de cambio de doble embrague, embrague pilotado o cambio por varillas. En el documento identificado por número de publicación y título 10 respectivamente; "P0470389", "Bloqueador con embrague de

mordazas para la caja de cambio de vehículos" se describe un conjunto incorporado de bloqueador y embrague de mordazas para cambio de velocidad del tipo de engranajes móviles. Así mismo, en el documento "ES2158503", "Caja de cambios para un vehículo a motor" 15 se proponen dos ejes dispuestos concéntricamente accionables

alternativamente acoplados mediante dos ruedas de transferencia para transmitir un par desde el primer eje de entrada y primer eje intermedio. No obstante, estos sistemas arrojan los siguientes inconvenientes:

- Las cajas de cambio que recurren a correas, doble embrague,

embrague pilotado o cambio por varillas carecen de un incremento en el par de empuje de las ruedas ya que el motor no puede trabajar al par de tracción máximo y, a continuación, aun a un nivel de consumo mínimo según las necesidades.

- El "Bloqueador con embrague de mordazas para la caja de

cambio de vehículos" citado se refiere sólo a la sincronización de los engranajes gracias a un bloqueador y embrague de mordaza.

- La "Caja de cambios para un vehículo a motor" es un complicado sistema que encarece la caja de cambios.

Frente a estos inconvenientes, el sistema propuesto por la invención objeto de este documento, aporta respecto al estado de la técnica una caja de cambios progresiva basada en dos diferenciales y un freno dinamométrico a modo de actuador que conlleva las siguientes 5 ventajas:

- Ofrece un incremento en el par de empuje de las ruedas ya que el motor puede trabajar al par de tracción máximo y, a continuación, a un a un nivel de consumo mínimo según las necesidades.

- No es solamente una sincronización del engranaje sino un

ío sistema que lo sincroniza con una simple actuación sobre un

freno termodinámico que es el encargado de cambiar la potencia del par de tracción sobre todo en vehículos de grandes cargas y en aquellos que se dedican a la competición

- Es un sistema muy simple y por lo tanto muy barato de fabricar

sin tener que modificar a fondo las estructuras de las cajas de

cambio

- Se aprovecha mucho mejor la energía

- Se expulsa menor anhídrido carbónico al exterior.

- Se ahorran costes de fabricación y mantenimiento

- Menor consumo del vehículo

- Mejor aceleración

- Mayor autonomía en vehículos no contaminantes.

- Menor consumo en vehículos de combustión interna

- Al no poseer correas tiene menor coste

- Pose un mayor par de fuerzas o menor tamaño

A la luz de las ventajas anteriormente expuestas, la presente invención sería particularmente conveniente en aplicaciones sobre motores de combustión interna cuando estos desarrollan un elevado

par de fuerza a bajas revoluciones como ocurre en los motores diesel o rotativos reduciendo el consumo y las emisiones.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

A modo explicación de la "Caja de cambio progresiva" la misma se

lleva a cabo al conectar al eje de un motor un diferencial de entrada desde el que se accede a dos sistemas de transmisión en función de los diámetros relativos de los piñones según la marcha más corta y más larga respectivamente, para que se vuelven a conectar con un 10 segundo diferencial de salida desde el que se traslada el par

resultante al eje de transmisión del vehículo.

El sistema se completa con freno dinamométrico a modo de actuador ubicado en el sistema de transmisión de marchas cortas el cual, al 15 activarse, trasladará la resistencia al diferencial de entrada que a su

vez realizará un reparto progresivo entre ambos sistemas de transmisión conectados a su vez al diferencial de salida en contacto con el eje de transmisión del vehículo.

Es decir, al aplicar el par motor en el primer diferencial en función de

la resistencia progresiva del actuador se realizará un reparto del par aplicado por la Ley de Conservación de la Energía entre el sistema de transmisión de marcha corta y sistema de transmisión de marcha larga en todas las combinaciones posible; actuador anulado en marcha más 25 corta, posiciones intermedias y actuador a pleno rendimiento en

marcha más larga.

Alternativamente, a fin de reducir peso y/o tamaño en lugar de diferenciales convencionales se puede hacer uso de engranajes

epicicloides que, adicionalmente, al no requerir de correas, ni desplazamiento de acople entre engranajes, se puede fabricar con dientes en uve, reduciendo costes de fabricación y mantenimiento e, incluso vibraciones.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del lo mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un

dibujo en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- Figura 1Vista en planta de "Caja de cambios progresiva".

En la citada figura se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes;

1. Eje procedente del motor.

2. Diferencial de entrada.

3. Transmisión marcha corta.

4. Transmisión marcha larga.

5. Freno dinamométrico.

6. Diferencial de salida.

7. Eje de trasmisión de las ruedas.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE

A modo de ejemplo de realización preferente, a la vista de la figura reseñada puede observarse como el eje del motor del vehículo (1) se 5 conecta en el diferencial de entrada (2), dicho diferencial dispone de

dos salidas que se conectan mediante sendos ejes en dos sistemas de engranajes denominados trasmisión marcha corta (3) y trasmisión marcha larga (4). En la trasmisión de marcha corta (3) hay conectado mediante engranaje un freno dinamométrico (5) compuesto en este lo caso por una bomba de engranaje. La trasmisión de marcha corta (3) y la trasmisión de marcha larga (4) conectan a su vez en la entrada del diferencial de salida (6). En la salida del diferencial de salida (6) está conectado el eje de trasmisión de las ruedas (7) del vehículo.

Funcionamiento velocidad corta; cuando el motor de vehículo arranca, este mediante su eje (1) trasmite la energía al diferencial de entrada (2). Las salidas del diferencial de entrada (2) comunica la energía a la transmisión marcha corta (3) y marcha larga (4). Dicho diferencial de entrada (2) hace una comparación de fuerzas según los engranajes 20 conectados en las trasmisiones (3) y (4) dando siempre a la salida el

mismo par. Cuando el freno dinamométrico (5) esta desactivado no ejerce ninguna resistencia en la transmisión corta (3) la cual se activa en su rendimiento máximo y la trasmisión...

1. Caja de cambio progresiva caracterizada por llevarse a cabo al conectar al eje de un motor, un diferencial de entrada desde el que se accede a dos sistemas de transmisión según la marcha más corta y más larga respectivamente, en función de los diámetros relativos de los piñones, para que se vuelven a conectar con un segundo diferencial de salida desde el que se traslada el par resultante al eje de transmisión del vehículo.

2. Caja de cambio progresiva según reivindicación 1, caracterizada por el sistema incluye un freno dinamométrico a modo de actuador ubicado en el sistema de transmisión de marchas cortas el cual, al activarse, trasladará la resistencia al diferencial de entrada que a su vez realizará un reparto progresivo entre ambos sistemas de transmisión conectados a su vez al diferencial de salida en contacto con el eje de transmisión del vehículo, en todas las combinaciones posible; actuador anulado en marcha más corta, posiciones intermedias y actuador a pleno rendimiento en marcha más larga.

3. Caja de cambio progresiva según reivindicación 1 y 2, caracterizada porque alternativamente, a fin de reducir peso y/o tamaño en lugar de diferenciales convencionales se puede hacer uso de engranajes epicicloides.