Engranaje con conos y anillos de fricción.

Engranaje con conos y anillos de fricción que comprende dos engranajes parciales (6,

7) de regulación continua, dispuestos paralelamente en una cadena cinemática, en el que los dos engranajes parciales (6, 7) de regulación continua presentan en el lado opuesto al engranaje de superposición (8) un elemento de engranaje (1) común y el elemento de engranaje (1) común es un cono utilizado por los dos engranajes parciales (6, 7), caracterizado por que los dos engranajes parciales (6, 7) de regulación continua están conectados a través de un engranaje de superposición (8) a un elemento de entrada o de salida (9, 10), y por que no se fuerzan números de revoluciones idénticos o números de revoluciones fijados exactamente para uno de los elementos de engranaje de los engranajes parciales.

Engranaje con conos y anillos de fricción La invención se refiere a un engranaje con conos y anillos de fricción que comprende dos engranajes parciales de regulación continua, dispuestos paralelamente en una cadena cinemática.

Un engranaje de este tipo se dio a conocer por ejemplo por el documento US1, 709, 346, siendo accionado en estas disposiciones un cono central que interactúa, a través de un anillo de fricción respectivamente, con uno o varios conos de salida dispuestos de forma axialmente paralela, en sentido contrario a los conos de entrada, a una distancia constante encima de la camisa de cono con respecto al cono de entrada. Los anillos de fricción se pueden desplazar a lo largo de la hendidura correspondiente por medio de un bastidor común, de modo que entre el cono de entrada y los conos de salida pueda regularse de forma continua una relación de transmisión. Los respectivos ejes de salida de los conos de salida están unidos con las ruedas planetarias de un engranaje planetario, de modo que un par aplicado por el cono de entrada se divide entre los respectivos conos de salida y se vuelve a adicionar a través del engranaje planetario, y por el acoplamiento de las ruedas planetarias se fuerza un número de revoluciones constante de las ruedas planetarias y de los conos de salida. Esta disposición soluciona el problema existente tanto en este tipo de engranajes con conos y anillos de fricción como en otros engranajes de regulación continua (continuesly variable transmisión CVT) de que la variación continua provoca a mayores pares un resbalamiento que únicamente se puede contrarrestar mediante elevadas fuerzas de presión y por tanto pérdidas en el grado de eficacia. Sin embargo, conlleva el gran problema de que incluso las menores tolerancias o imprecisiones de fabricación producen otro tipo de pérdidas por fricción.

Por lo tanto, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar un engranaje de regulación continua, capaz de 25 transmitir de forma segura y con pocas pérdidas incluso pares más elevados.

Como solución, la invención propone un engranaje con conos y anillos de fricción según la reivindicación 1 con al menos dos engranajes parciales dispuestos paralelamente en una cadena cinemática, que se caracteriza por que los dos engranajes parciales de regulación continua están conectados a un elemento de entrada o de salida a través de un engranaje de superposición.

El uso de un engranaje de adición, también llamado engranaje de superposición, ofrece la ventaja de que no se requieren números de revoluciones idénticos o números de revoluciones fijados exactamente para uno de los elementos de engranaje de los engranajes parciales, como es el caso en el estado de la técnica. Más bien, los dos engranajes parciales aportan su contribución propia, dependiente del número de revoluciones, al número de revoluciones resultante del engranaje de adición. Por lo tanto, la disposición según la invención permite controlar y regular por separado los dos engranajes parciales y aprovechar por tanto las ventajas resultantes de una división de un engranaje de regulación continua en dos engranajes parciales de regulación continua, como por ejemplo el reparto del par entre los dos engranajes parciales, sin tener que tolerar las desventajas resultantes por un número de revoluciones forzado, por ejemplo las pérdidas por fricción o la mayor necesidad de regulación.

La conexión asimétrica y por tanto libre de los dos engranajes parciales a través del engranaje de adición condiciona por tanto ventajas inesperadas en cuanto a la concepción o utilización del engranaje, especialmente en cuanto al grado de eficacia y en cuanto a los requisitos relativos al control que no es posible en el caso de una simetría 45 forzada por el acoplamiento de las ruedas planetarias de un engranaje planetario.

Los representantes típicos de un engranaje de adición según la invención son por ejemplo los engranajes planetarios en los que dos de los tres componentes de engranaje (ruedas planetarias, rueda central, rueda exterior) están unidos con los dos engranajes parciales y el tercer elemento de engranaje se utiliza como salida, utilizándose las ruedas planetarias juntos como elemento de engranaje, o un diferencial en el que los dos engranajes parciales están unidos respectivamente con uno de los elementos diferenciadores del diferencial.

Los dos engranajes parciales de regulación continua pueden presentar en su lado opuesto al engranaje de adición un elemento de engranaje común. Este puede ser por ejemplo un árbol de entrada común o un árbol de salida 55 común. Igualmente, puede ser especialmente un elemento de engranaje directo de los dos engranajes de regulación continua, utilizado conjuntamente por los dos engranajes parciales. Para ello, por ejemplo en el caso de los engranajes con conos y anillos de fricción, se ofrece como elemento de engranaje común uno de los conos. Mediante esta realización, un engranaje de este tipo tiene una construcción relativamente compacta y económica, ya que por la utilización doble se minimiza el número total de elementos del engranaje correspondiente.

En el presente contexto, el término "lado opuesto al engranaje de adición" designa una dirección en la cadena cinemática que está definida por el flujo de fuerza por el engranaje y que no tiene que coincidir obligatoriamente con las relaciones de geometría o de espacio.

Una multitud de engranajes de regulación continua presentan un plano principal de engranaje en el que están dispuestos los módulos esenciales como por ejemplos los árboles de entrada y de salida, los conos de entrada y de salida o cuerpos rotacionalmente simétricos similares, definiendo de esta manera un plano de engranaje. Un engranaje según la invención tiene una construcción especialmente compacta si los dos planos principales de engranaje de los dos engranajes parciales están dispuestos paralelamente uno respecto a otro. Una construcción especialmente plana se consigue si los dos planos principales de engranaje son idénticos. Un engranaje según la invención, realizado de esta manera, tiene una construcción extremadamente plana y además es capaz de afrontar incluso pares relativamente elevados. Por lo tanto, un engranaje de este tipo resulta adecuado entre otros para furgonetas con motores diésel, ya que por su espacio de construcción resulta especialmente adecuado para una fijación por ejemplo debajo de una superficie de carga y además puede afrontar sin problemas los elevados pares de los motores diésel modernos.

Además, entre al menos uno de los engranajes parciales de regulación continua y el engranaje de adición puede estar previsto otro engranaje parcial regulable, especialmente una caja de cambios o una marcha atrás. Esta disposición permite realizar engranajes con un comportamiento de accionamiento muy amplio, especialmente con la posibilidad de un accionamiento continuo hacia delante y hacia atrás. En particular, es posible retroacoplar en sí un engranaje de este tipo incluso durante el accionamiento en marcha, de tal forma que el eje de salida quede parado sin par.

Aunque la presente invención incrementa considerablemente el grado de eficacia del conjunto del engranaje con respecto a los engranajes según el estado de la técnica, los engranajes de regulación continua, especialmente bajo condiciones de funcionamiento relativamente constantes como las que se producen por ejemplo después de un procedimiento de arranque o en carretera o autopista, presentan unas pérdidas relativamente grandes. Para evitar este tipo de pérdidas, especialmente bajo las condiciones de funcionamiento en las que no es imprescindible un engranaje de regulación continua, resulta ventajoso que se pueda puentear al menos uno de los engranajes parciales de regulación continua. De esta manera, por ejemplo bajo las condiciones de funcionamiento antes citadas se puede puentear el engranaje parcial de regulación continua con sus pérdidas relativamente grandes, de manera que bajo estas condiciones de funcionamiento se incremente el grado de eficacia.

Más ventajas, objetivos y propiedades de la presente invención se describen con la ayuda de la siguiente descripción del dibujo adjunto. En el dibujo muestran:

la figura 1 un engranaje según la invención en una vista esquemática; la figura 2 un engranaje según la invención, según la figura 1, con posibilidades de cambio adicionales; la figura 3 una segunda caja de cambios según la invención en una representación similar a las figuras 1 y 2; la figura 4 una tercera caja de cambios según la invención;

la figura 5 una caja de cambios según la figura 4 con posibilidades de conmutación adicionales y la figura 6 un engranaje... [Seguir leyendo]

1. Engranaje con conos y anillos de fricción que comprende dos engranajes parciales (6, 7) de regulación continua, dispuestos paralelamente en una cadena cinemática, en el que los dos engranajes parciales (6, 7) de regulación 5 continua presentan en el lado opuesto al engranaje de superposición (8) un elemento de engranaje (1) común y el elemento de engranaje (1) común es un cono utilizado por los dos engranajes parciales (6, 7) , caracterizado por que los dos engranajes parciales (6, 7) de regulación continua están conectados a través de un engranaje de superposición (8) a un elemento de entrada o de salida (9, 10) , y por que no se fuerzan números de revoluciones idénticos o números de revoluciones fijados exactamente para uno de los elementos de engranaje de los engranajes parciales.

2. Engranaje según la reivindicación 1, caracterizado por que los dos engranajes parciales (6, 7) de regulación continua presentan respectivamente un eje de árbol de entrada (49) y un eje de árbol de salida (48, 50) dispuesto sustancialmente de forma paralela con respecto a éste en un plano de engranaje parcial, estando dispuestos los planos de engranaje parcial paralelamente.

3. Engranaje según la reivindicación 2, caracterizado por que los dos planos de engranaje parcial son idénticos.

4. Engranaje según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los dos engranajes parciales presentan 20 un árbol de entrada (1, 49) común o un árbol de salida (9) común.

5. Engranaje según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que entre al menos uno de los engranajes parciales (6, 7) de regulación continua y el engranaje de superposición (8) está previsto otro engranaje parcial (21, 39, 40, 41) regulable, especialmente una caja de cambios o una marcha atrás.

6. Engranaje según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que se puede puentear (21, 39) al menos uno de los engranajes parciales (6, 7) de regulación continua.

7. Engranaje según una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado por que el engranaje de superposición (8) 30 presenta al menos un elemento de engranaje (12, 20) que se puede retener.