Diferencial de vehículo incluyendo bomba con embrague de acoplamiento variable.

Conjunto de diferencial de vehículo que comprende: un diferencial (24) impulsado por una entrada (26) y adaptado para permitir una velocidad rotativa diferente entre un par de salidas (28,

30), incluyendo el diferencial un conjunto de engranajes (32) conectados a las salidas y un embrague accionado hidráulicamente (44);

y una bomba hidráulica (54) adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente (44); caracterizado por el hecho de que el embrague accionado hidráulicamente (44) acopla selectiva y variablemente las salidas; y un embrague de acoplamiento variable (56) conectado de forma funcional a la entrada (26) y a la bomba hidráulica (54) de manera que la entrada impulsa selectivamente a la bomba hidráulica durante el acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (56) para proporcionar presión de fluido hidráulico al embrague accionado hidráulicamente (44) .

Diferencial de vehículo incluyendo bomba con embrague de acoplamiento variable Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a un diferencial de vehículo y a un diferencial de vehículo incluyendo una bomba hidráulica con un embrague de acoplamiento variable.

Descripción de la técnica relacionada Los diferenciales están dispuestos en los vehículos para permitir que una rueda impulsora exterior rote más rápido que una rueda impulsora interior durante la toma de curvas, ya que ambas ruedas impulsoras continúan recibiendo fuerza del motor. En tanto que los diferenciales son útiles para tomar curvas, pueden permitir que los vehículos pierdan tracción, por ejemplo, en nieve o barro u otros medios resbaladizos. Si cualquiera de las ruedas impulsoras pierde tracción, girará a un ritmo más elevado de velocidad y la otra rueda puede que no gire del todo. Para superar esta situación, fueron desarrollados los diferenciales de deslizamiento limitado para desplazar la fuerza de la rueda impulsora que ha perdido tracción y está girando, a la rueda impulsora que no está girando.

Recientemente, se ha presentado un diferencial de deslizamiento limitado controlado electrónicamente, que incluye un embrague accionado hidráulicamente para limitar la rotación diferencial entre los ejes de salida del diferencial. El embrague accionado hidráulicamente está alimentado por una bomba conectada a un eje impulsor del vehículo. La mayor parte del tiempo, el vehículo tiene la tracción adecuada, evitando la necesidad de que se accione el embrague hidráulico. Sin embargo, siempre que el eje impulsor está rotando, la bomba está todavía funcionando y bombeando fluido. En esta disposición, el diferencial requiere una o más válvulas para distribuir fluido presurizado al embrague accionado hidráulicamente cuando sea necesario. Las pérdidas de energía parásitas generadas por la bomba que está continuamente funcionando, pueden tener un impacto negativo en el ahorro de combustible del vehículo y acortan la vida del fluido hidráulico. Por al menos tres razones, se desea un diferencial mejorado.

El documento US 2005/0026732 A1, en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 1, divulga un conjunto diferencial de deslizamiento limitado para un vehículo transeje con las ruedas delanteras impulsoras, en el que el diferencial está impulsado por una entrada y está adaptado para permitir una velocidad de rotación diferente entre un par de ejes de salida, e incluye un conjunto de engranaje conectado a los ejes de salida y un embrague accionado hidráulicamente para acoplar selectiva y variablemente uno de los ejes de salida y la caja del diferencial, y una bomba hidráulica adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente. La bomba es del tipo gerotor, incluyendo un elemento de aro exterior sujeto a la caja del diferencial, un rotor interno conectado en impulsión a uno de los ejes de salida, y un rotor exterior que tiene un diente más que el rotor interior y puede rotar libremente dentro del elemento de aro exterior excéntricamente respecto al rotor interno. Cuando tiene lugar un movimiento relativo entre la caja del diferencial y uno de los ejes de salida, el rotor interior de la bomba gerotor generar una presión de fluido hidráulico que es sensiblemente proporcional a una diferencia de velocidad de rotación entre uno de los ejes de salida y la caja del diferencial.

El documento US 2004/0132581 A1, en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 21, divulga un acoplador de par motor en la forma de un embrague hidráulico dependiente de la diferencia de velocidades que comprende un eje de entrada, un eje de salida, y un embrague accionado hidráulicamente para acoplar selectiva y variablemente el eje de entrada al eje de salida. Una bomba hidráulica del tipo gerotor, está adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente. La bomba tiene un rotor interno fijado de forma rotativa al eje de entrada y un rotor exterior que interactúa con el eje de salida, estando determinada la presión de bombeo por la diferencia de velocidad de los ejes de entrada y de salida.

Descripción de la invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención, tal como se reivindica en la reivindicación 1, está provisto un conjunto de diferencial de vehículo que incluye un diferencial impulsado por una entrada y está adaptado para permitir diferentes velocidades de rotación entre un par de salidas. El diferencial incluye un conjunto de engranajes conectado a las salidas y un embrague accionado hidráulicamente para acoplar selectiva y variablemente las salidas. Una bomba hidráulica está adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente. Un embrague accionado hidráulicamente está conectado de forma funcional a la entrada y a la bomba hidráulica de manera que la entrada puede impulsar selectivamente a la bomba hidráulica durante el acoplamiento del embrague, para proporcionar presión de fluido hidráulico al embrague accionado hidráulicamente. De acuerdo con otro aspecto también está provisto un acoplador de par motor incluyendo un embrague accionado hidráulicamente, dicho acoplador de par motor tiene las características de la reivindicación 21. Otros aspectos de la invención serán evidentes a aquellos expertos en la materia después de revisar los dibujos y la descripción detallada proporcionada más adelante.

Breve descripción de los dibujos Las realizaciones de la invención se describirán ahora, a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de propulsión de un vehículo incluyendo un conjunto de diferencial y un acoplador de par motor de acuerdo con las realizaciones de la presente invención; La figura 2 es una ilustración esquemática de un conjunto de diferencial de acuerdo con una realización de la presente invención; La figura 3 es una ilustración esquemática del conjunto de diferencial de la figura 2 mostrado durante el acoplamiento de un embrague de acoplamiento variable y un embrague accionado hidráulicamente; La figura 4 es una vista ampliada de una vista de sección transversal del embrague de acoplamiento variable mostrado en las figura 2 y 3; Las figuras 5A y 5B son ilustraciones esquemáticas de un medio durante el desacoplamiento y acoplamiento, respectivamente, del embrague de acoplamiento variable mostrado en las figuras 2-4; La figura 6 es una vista en sección transversal de un embrague de acoplamiento variable de acuerdo con otra realización de la presente invención; y La figura 7 es una ilustración esquemática de un acoplador de par motor de acuerdo con una realización de la presente invención.

Descripción detallada Haciendo referencia ahora a los dibujos, se muestran varias realizaciones de la presente invención. Los dibujos no han de estar necesariamente escalados y determinados elementos pueden estar simplificados o exagerados para ilustrar y explicar mejor la presente invención. Además, las realizaciones expuestas en la presente descripción no están previstas que sean exhaustivas o que limiten o restrinjan de otro modo la invención a las configuraciones precisas mostradas en los dibujos y divulgadas en la siguiente descripción detallada.

Haciendo referencia a la figura 1, un vehículo automóvil 10 ejemplar, tal como un coche de pasajeros, un vehículo todo terreno o camioneta ligera, se muestra incluyendo un primer y un segundo ejes de vehículo 12 y 14, respectivamente, un accionador principal 15, tal como un motor de combustión interna, y un mecanismo de transmisión de la fuerza 18. En la realización ilustrada, el segundo eje 14 sirve como el eje primario impulsor para la propulsión del vehículo al cual están conectadas de forma funcional unas ruedas impulsoras primarias 16. De forma contraria, el primer eje 12 sirve como un eje secundario al cual se puede conectar un volante. Opcionalmente, el primer eje 12 también puede funcionar como un eje impulsor para la propulsión del vehículo, adaptado para recibir par motor de una caja reductora 19 (mostrada en líneas discontinuas en la figura 1) que reparte el par motor entre los ejes impulsores primario y secundario 12, 14. El par motor puede transmitirse a los ejes 12 y 14 a través de uno o más ejes impulsores o transmisores 20, un acoplador de par motor opcional 21 de acuerdo con una realización de la presente invención, un conjunto de diferencial 22 de acuerdo con una realización de la... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de diferencial de vehículo que comprende: un diferencial (24) impulsado por una entrada (26) y adaptado para permitir una velocidad rotativa diferente entre un par de salidas (28, 30) , incluyendo el diferencial un conjunto de engranajes (32) conectados a las salidas y un embrague accionado hidráulicamente (44) ; y una bomba hidráulica (54) adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente (44) ; caracterizado por el hecho de que el embrague accionado hidráulicamente (44) acopla selectiva y variablemente las salidas; y un embrague de acoplamiento variable (56) conectado de forma funcional a la entrada (26) y a la bomba hidráulica (54) de manera que la entrada impulsa selectivamente a la bomba hidráulica durante el acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (56) para proporcionar presión de fluido hidráulico al embrague accionado hidráulicamente (44) .

2. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, incluyendo además un sistema de control (82, 84) con un sensor de presión (82) para vigilar la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica (54) y un controlador (84) adaptado para controlar el grado de acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (56) en respuesta a la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica.

3. El conjunto de diferencial de la reivindicación 2, en el que el controlador (84) está adaptado para variar la corriente eléctrica suministrada al embrague de acoplamiento variable (56) para controlar el grado de acoplamiento del embrague.

4. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que el embrague de acoplamiento variable (56) comprende un embrague de partículas magnéticas.

5. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que el embrague de acoplamiento variable (56) incluye un elemento de entrada rotativo (64) conectado de forma funcional a la entrada (26) , un elemento de salida rotativo (66) conectado de forma funcional a la bomba hidráulica (54) , y un medio (68) dispuesto entre los elementos de entrada y salida (64, 66) .

6. El conjunto de diferencial de la reivindicación 5, en el que al menos uno del elemento de entrada (64) y el elemento de salida (66) incluye un elemento no magnético (70) .

7. El conjunto de diferencial de la reivindicación 5, en el que el medio (68) es un fluido magneto-restrictivo.

8. El conjunto de diferencial de la reivindicación 5, en el que el medio (68) es un fluido electro-restrictivo.

9. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que la bomba hidráulica (54) es una bomba gerotor.

10. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que el embrague accionado hidráulicamente (44) incluye un conjunto de embrague multi-disco (46) y un accionador de compresión del conjunto de embrague (48) que se puede mover en respuesta a la aplicación de presión de fluido hidráulico.

11. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, incluyendo además una carcasa que rodea el diferencial (24) , la bomba hidráulica (54) , y el embrague de acoplamiento variable (56) ; incluyendo la carcasa un cárter (58) desde el cual la bomba hidráulica (54) extrae fluido hidráulico para la presurización y transferirlo al embrague accionado hidráulicamente (44) .

12. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que conjunto de engranajes (32) incluye un par de engranajes laterales (34, 36) sujetos cada uno a una de las correspondientes salidas (28, 30) y una corona dentada

(38) que tiene un par de piñones diferenciales (40) que engranan con los engranajes laterales, y en el que la entrada

(26) incluye un eje de piñón que tiene un piñón diferencial (42) que engrana con la corona dentada (38) .

13. El conjunto de diferencial de la reivindicación 1, en el que el par de salidas comprende una primera salida (30) y una segunda salida (28) , el embrague accionado hidráulicamente (44) incluye un conjunto de embrague (46) que tiene un primer disco de fricción (50) conectado para la rotación con la primera salida (30) , un segundo disco de fricción (52) conectado para la rotación con la segunda salida (28) , y un accionador accionado hidráulicamente (48) accionable para comprimir el conjunto de embrague, la bomba hidráulica (54) es una bomba gerotor, y el embrague de acoplamiento variable (56) es un embrague de partículas magnéticas conectado de forma funcional a la entrada (26) y a la bomba hidráulica gerotor (54) .

14. El conjunto de diferencial de la reivindicación 13, incluyendo además un sistema de control (82, 84) con un sensor de presión (82) para vigilar la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica (54) y un controlador (84) adaptado para controlar el grado de acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (56) en respuesta a la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica.

15. El conjunto de diferencial de la reivindicación 14, en el que el controlador (84) está adaptado para variar la corriente eléctrica suministrada al embrague de acoplamiento variable (56) para controlar el grado de acoplamiento del embrague.

16. El conjunto de diferencial de la reivindicación 13, en el que el embrague de acoplamiento variable (56) incluye un elemento de entrada rotativo (64) conectado de forma funcional a la entrada (26) , un elemento de salida rotativo (66) conectado de forma funcional a la bomba hidráulica (54) , y un medio magneto-restrictivo (68) dispuesto entre los elementos de entrada y salida (64, 66) .

17. El conjunto de diferencial de la reivindicación 16, en el que al menos uno del elemento de entrada (64) y el elemento de salida (66) incluye un elemento no magnético (70) .

18. El conjunto de diferencial de la reivindicación 13, incluyendo además una carcasa que rodea el diferencial (24) , la bomba hidráulica (54) , y el embrague de acoplamiento variable (56) ; incluyendo la carcasa un cárter (58) desde el cual la bomba hidráulica (54) extrae fluido hidráulico para la presurización y transferirlo al embrague accionado hidráulicamente (44) .

19. El conjunto de diferencial de la reivindicación 13, en el que conjunto de engranajes (32) incluye un par de engranajes laterales (34, 36) sujetos cada uno a una de las correspondientes primera y segunda salidas (28, 30) y una corona dentada (38) que tiene un par de piñones diferenciales (40) que engranan con los engranajes laterales, y en el que la entrada (26) incluye un eje de piñón que tiene un piñón diferencial (42) que engrana con la corona dentada (38) .

20. El conjunto de diferencial de la reivindicación 13, incluyendo además unos medios (82) para vigilar la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica (54) y unos medios (84) para controlar el grado de acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (56) en respuesta a la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica.

21. Acoplador de par motor que comprende: una entrada (104) , una salida (110) , y un embrague accionado hidráulicamente (108) para acoplar selectiva y variablemente la entrada a la salida; y una bomba hidráulica (114) adaptada para generar presión de fluido hidráulico para el acoplamiento del embrague accionado hidráulicamente (108) ; caracterizado por el hecho de que un embrague de acoplamiento variable (116) conectado de forma funcional a la entrada (104) y a la bomba hidráulica (114) de manera que la entrada impulsa selectivamente a la bomba hidráulica durante el acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (116) para proporcionar presión de fluido hidráulico al embrague accionado hidráulicamente (108) .

22. El acoplador de par motor de la reivindicación 21, incluyendo además un sistema de control con un sensor de presión (82) para vigilar la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica y un controlador (84) adaptado para controlar el grado de acoplamiento del embrague de acoplamiento variable (116) en respuesta a la presión de fluido hidráulico generada por la bomba hidráulica (114) .

23. El acoplador de par motor de la reivindicación 22, en el que el controlador (84) está adaptado para variar la corriente eléctrica suministrada al embrague de acoplamiento variable (116) para controlar el grado de acoplamiento del embrague.

24. El acoplador de par motor de la reivindicación 21, en el que el embrague de acoplamiento variable (116) comprende un embrague de partículas magnéticas.

25. El acoplador de par motor de la reivindicación 21, en el que el embrague de acoplamiento variable (116) incluye un elemento de entrada rotativo (64) conectado de forma funcional a la entrada (104) , un elemento de salida rotativo

(66) conectado de forma funcional a la bomba hidráulica (114) , y un medio (68) dispuesto entre los elementos de entrada y salida.

26. El acoplador de par motor de la reivindicación 25, en el que al menos uno del elemento de entrada (64) y el elemento de salida (66) incluye un elemento no magnético (70) .

27. El acoplador de par motor de la reivindicación 25, en el que el medio (68) es un fluido magneto-restrictivo. 5

28. El acoplador de par motor de la reivindicación 25, en el que el medio (68) es un fluido electro-restrictivo.

29. El acoplador de par motor de la reivindicación 21, en el que la bomba hidráulica (114) es una bomba gerotor.

30. El acoplador de par motor de la reivindicación 1, en el que el embrague accionado hidráulicamente (108) incluye un conjunto de embrague multi-disco (108) y un accionador de compresión del conjunto de embrague que se puede mover en respuesta a la aplicación de presión de fluido hidráulico.