ES2211235T3 - Polea impulsada. - Google Patents
Polea impulsada.Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
- F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
- F16H61/66272—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members characterised by means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H55/52—Pulleys or friction discs of adjustable construction
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Abstract
Polea (10) impulsada para el uso en una transmisión continuamente variable, pudiendo la polea (10) impulsada montarse coaxialmente alrededor de un árbol (12) principal y comprendiendo: una primera brida (14) que tiene una pared (16) cónica a un lado de la misma; una segunda brida (18) coaxial con la primera brida (14) y que tiene unos primer y segundo lados opuestos, estando el primer lado dotado con una pared (20) cónica orientada hacia la pared (16) cónica de la primera brida (14) para formar una ranura (22) receptora de correas de transmisión en la que se va a arrollar parcialmente una correa (24) de transmisión, siendo la segunda brida (18) al menos parcialmente móvil con respecto al primera brida (14); un primer soporte (50) que se extiende radialmente, coaxial con la primera brida (14) y la segunda bridas (18), encontrándose el primer soporte (50) a una distancia axial fija de la primera brida (14) y orientado hacia el segundo lado de la segunda brida (18); al menos dos primeras superficies (42) de leva inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida (18) y el primer soporte (50); unos primeros rodillos (54) de leva conectados simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida (18) y el primer soporte (50), pudiendo cada primer rodillo (54) de leva engranarse con una respectiva de las primeras superficies (42) de leva; un segundo soporte (60) que se extiende radialmente, coaxial con la primera brida (14) y la segunda brida (18), encontrándose el segundo soporte (60) a una distancia axial fija de la primera brida (14); al menos dos segundas superficies (44) de leva inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida (18) y el segundo soporte (60), teniendo las segundas superficies (44) de leva una inclinación invertida con respecto a las primeras superficies (42) de leva; unos segundos rodillos(64) de leva conectados simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida (18) y el segundo soporte (60), pudiendo cada segundo rodillo (64) de leva engranarse con una respectiva de las segundas superficies (44) de leva; un elemento (70) de empuje que interconecta elásticamente el primer soporte (50) y el segundo soporte (60); y unos medios para conectar el primer soporte (50) al árbol (12) principal en un engranaje transmisor de par motor; estando caracterizada la polea (10) impulsada porque el elemento (10) de empuje comprende al menos un muelle de torsión helicoidal que tiene una sección transversal sustancialmente rectangular, estando montado el muelle de torsión helicoidal entre el primer soporte (50) y el segundo soporte (60).
Description
Polea impulsada.
Las transmisiones continuamente variables (CVT)
se emplean habitualmente en una amplia gama de vehículos, tales como
coches o camiones pequeños, motonieves, carritos de golf y scooters.
Comprenden una polea motriz conectada a un motor, una polea
impulsada conectada a unas ruedas o a una oruga, y una correa de
transmisión trapezoidal que transmite un par motor entre la polea
motriz y la polea impulsada. Una CVT cambia la relación
automáticamente, según requieran las condiciones de carga y
velocidad, proporcionando un par motor creciente bajo cargas
elevadas a velocidades bajas y controlando no obstante la velocidad
de rotación del motor mientras acelera el vehículo. Una CVT puede
emplearse con todo tipo de motores, tales como motores de combustión
interna o motores eléctricos.
En cada polea, los lados de la correa de
transmisión están agarrados entre dos bridas opuestas que están
montadas coaxialmente alrededor de un árbol principal. En cada polea
de una CVT convencional,una brida, llamada "primera brida",
está conectada rígidamente a un extremo del árbol. La otra
brida,llamada "segunda brida", puede moverse libremente con
referencia a la primera brida. A la velocidad de rotación más baja,
el diámetro de enrollamiento de la polea motriz es mínimo y el
diámetro de enrollamiento de la polea impulsada es máximo. Esto se
denomina la relación mínima puesto que tiene el número mínimo de
rotaciones o fracción de rotación de la polea impulsada para cada
rotación completa de la polea motriz.
Cuando aumenta la velocidad de rotación de la
polea motriz, su segunda brida se acerca a la primera brida de la
misma bajo el efecto de un mecanismo centrífugo. Esto obliga a la
correa de transmisión a devanarse en un diámetro más grande en la
polea motriz y, consiguientemente, en un diámetro más pequeño en la
polea impulsada. La correa de transmisión ejerce entonces una fuerza
radial sobre las bridas de la polea impulsada además de una fuerza
motriz tangencial por la que se transmite el par motor. Esta fuerza
radial obliga a la segunda brida de la polea impulsada a alejarse de
la primera brida de la misma. En parte, esto está compensado por una
fuerza de retorno generada por un muelle dentro de la polea
impulsada. También está contrarrestado por una fuerza generada por
la reacción axial del par motor aplicado por la correa de
transmisión sobre la polea impulsada. Esto está provocado por un
sistema de leva que tiende a mover la segunda brida hacia la primera
brida a medida que aumenta el par motor. El sistema de leva
comprende una placa de leva que tiene una pluralidad de superficies
de leva inclinadas y dispuestas simétricamente sobre las que se
acoplan unos correspondientes rodillos de leva. Normalmente, los
rodillos de leva son botones de corredera o rodillos. La placa de
leva o el conjunto de rodillos de leva están montados en el lado
posterior de la segunda brida y el otro de ellos está conectado
rígidamente al árbol. El efecto de cierre del sistema de leva sobre
la tensión de la correa de transmisión es entonces algo proporcional
al par motor producido.
A la velocidad máxima de rotación, la relación es
máxima puesto que se tiene el máximo número de rotaciones o fracción
de rotación de la polea impulsada para cada rotación completa de la
polea motriz.
Cuando disminuye la velocidad de rotación del
motor, disminuye el diámetro de enrollamiento de la polea motriz y
disminuye asimismo la fuerza radial ejercida por la correa de
transmisión, permitiendo a la polea impulsada tener un mayor
diámetro de enrollamiento a medida que el muelle mueve la segunda
brida hacia la primera brida. Existe entonces una reducción de la
relación.
Idealmente, la tensión de la correa de
transmisión es elevada bajo cargas elevadas a bajas velocidades para
evitar que resbale la correa de transmisión. Sin embargo, debería
ser menor a altas velocidades para evitar una presión excesiva sobre
la correa de transmisión y para mantener un buen rendimiento. No
obstante, para simplificar la construcción de la polea impulsada o
debido a limitaciones físicas, el muelle se arma de manera que la
fuerza de retorno es esencialmente proporcional a su desviación, que
es a su vez proporcional a la distancia entre la primera brida y la
segunda brida. En otras palabras, la fuerza de retorno mínima se
genera cuando las primera y segunda bridas se encuentran próximas
entre sí, y la fuerza de retorno máxima se genera cuando existe una
distancia máxima entre las dos bridas. Esto es lo opuesto a la
situación ideal puesto que la fuerza de agarre sobre la correa de
transmisión debería ser máxima para la relación mínima y la relación
mínima, y mínima para la relación máxima. Una fuerza de agarre
elevada para la relación mínima es particularmente importante.
Sin embargo, las poleas impulsadas convencionales
no están bien adaptadas para las condiciones de par motor inverso,
que se definen como los casos durante los cuales el par motor se
transmite desde la polea impulsada a la polea motriz. Generalmente,
esto se produce cuando el vehículo está decelerando o bajando una
cuesta. El par motor inverso tiende a alejar los rodillos de leva de
las superficies de leva. Únicamente el muelle contrarresta el par
motor en ese instante pero, siempre que el par motor sea mayor que
un valor dado, el contacto entre los rodillos de leva y las
superficies de leva puede perderse, dando lugar a una relación
inadecuada. Asimismo, la fuerza de agarre de la correa de
transmisión entre las bridas disminuye en función de la intensidad
del par motor inverso.
La patente estadounidense Nº 4.571.216, que se
considera constituye la técnica anterior más cercana, emitida el 18
de Febrero de 1986 a Richard F. Stieg et al., describe, en
particular en la figura 16, una polea impulsada que tiene dos bridas
coaxiales montadas alrededor de un árbol. Una brida está conectada
rígidamente al árbol mientras que la otra es móvil a lo largo y
alrededor del árbol. La polea impulsada también comprende dos
soportes que se extienden radialmente, coaxiales con las dos bridas.
Un primer soporte, orientado hacia a la parte posterior de la brida
móvil, está conectado rígidamente al árbol. El segundo soporte está
situado tras el primer soporte y se le permite rotar alrededor del
árbol. No obstante, un cojinete mantiene una distancia axial fija
entre el segundo soporte y la brida fija. Un primer conjunto de
rodillos de leva está conectado por la parte posterior de la brida
móvil, rodillos de leva que están engranados con unas
correspondientes superficies de leva montadas en el primer soporte.
El segundo conjunto de rodillos de leva también está situado en el
lado posterior de la brida móvil, rodillos de leva que están en
contacto con un conjunto correspondiente de superficies de leva
situado en el segundo soporte. Por último, un muelle helicoidal está
situado entre el árbol y el segundo soporte para generar una
precarga de par motor.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una polea impulsada mejorada que permita un control de
la fuerza de retorno generada por el muelle, particularmente para
ser capaz de tener una gran fuerza de agarre para la relación mínima
y teniendo una más baja para la relación máxima. Es también un
objeto de la presente invención proporcionar una polea impulsada que
mantenga una buena fuerza de agarre sobre la correa de transmisión
incluso cuando se vea sometida a un par motor inverso.
Más concretamente, la presente invención
proporciona una polea impulsada para el uso en una transmisión
continuamente variable, siendo la polea impulsada montable
coaxialmente alrededor de un árbol principal y comprendiendo:
una primera brida que tiene una pared cónica en
un lado del mismo;
una segunda brida, coaxial con la primera brida y
que tiene unos primer y segundo lados opuestos, estando el primer
lado dotado con una pared cónica orientada hacia a la pared cónica
de la primera brida para formar una ranura receptora de correas de
transmisión en la que se va a arrollar parcialmente una correa de
transmisión, siendo la segunda brida al menos parcialmente móvil con
respecto al primera brida;
un primer soporte que se extiende radialmente,
coaxial con las primera y segunda bridas, encontrándose el primer
soporte a una distancia axial fija de la primera brida y orientado
hacia el segundo lado de la segunda brida;
al menos dos primeras superficies de leva
inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas
simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida y
el primer soporte;
unos primeros rodillos de leva conectados
simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida
y el primer soporte, pudiendo cada primer rodillo de leva engranarse
con una respectiva de las primeras superficies de leva;
un segundo soporte que se extiende radialmente,
coaxial con las primera y segunda bridas, encontrándose el segundo
soporte a una distancia axial fija de la primera brida;
al menos dos segundas superficies de leva
inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas
simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida y
el segundo soporte, teniendo las segundas superficies de leva una
inclinación invertida con respecto a las primeras superficies de
leva;
unos segundos rodillos de leva conectados
simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida
y el segundo soporte, pudiendo cada segundo rodillo de leva
engranarse con una respectiva de las segundas superficies de
leva;
un elemento de empuje que interconecta
elásticamente el primer soporte y el segundo soporte; y
unos medios para conectar el primer soporte al
árbol principal en un engranaje transmisor de par
motor.
motor.
Según la presente invención, la polea impulsada
está caracterizada porque el elemento de empuje comprende al menos
un muelle helicoidal de torsión que tiene una sección transversal
sustancialmente rectangular, estando el muelle helicoidal de torsión
montado entre el primer soporte y el segundo soporte.
La polea impulsada de la presente invención puede
emplearse en una amplia gama de vehículos, tales como coches o
camiones pequeños, motonieves, carros de golf y scooters. También
son posibles otras aplicaciones.
A continuación se dará una descripción no
restrictiva de las realizaciones preferidas con referencia a las
figuras adjuntas.
La figura 1 es una vista en despiece de una polea
impulsada según una primera realización posible de la presente
invención.
La figura 2 es una vista lateral en perspectiva y
parcialmente cortada de la polea impulsada ensamblada de la figura
1, que muestra la polea impulsada en la relación mínima.
La figura 3 es una vista en corte transversal
tomada por la línea 3-3 de la figura 2.
La figura 4 es una vista en corte transversal
tomada por la línea 4-4 de la figura 2.
La figura 5 es una representación cilíndrica,
esquemática, de las posiciones respectivas de los diversos rodillos
en la figura 2.
La figura 6 es otra vista lateral en perspectiva
y parcialmente cortada de la polea impulsada ensamblada de la figura
1, que muestra la polea impulsada en una relación intermedia.
La figura 7 es una representación cilíndrica,
esquemática, de las posiciones respectivas de los diversos rodillos
en la figura 6.
La figura 8 es otra vista lateral en perspectiva
y parcialmente cortada de la polea impulsada ensamblada de la figura
1, que muestra la polea impulsada en la relación máxima.
La figura 9 es una representación cilíndrica,
esquemática, de las posiciones respectivas de los diversos rodillos
en la figura 8.
La figura 10 es una vista esquemática ampliada
que muestra los detalles de una segunda superficie de leva en una
polea impulsada típica para un automóvil.
La figura 11 muestra una polea impulsada según
una segunda realización posible de la presente invención.
La figura 12 es una vista en corte transversal
tomada por la línea 12-12 en la figura 11.
La figura 13 muestra una polea impulsada según
una tercera realización posible de la presente invención.
Lo siguiente es una lista de los números de
referencia, junto con los nombres de los componentes
correspondientes, que se emplean en las figuras adjuntas y en la
descripción.
- 10
- polea impulsada
- 11
- árbol principal
- 14
- primera brida
- 16
- pared cónica interior (de la primera brida)
- 17
- lengüeta
- 18
- segunda brida
- 20
- pared cónica interior (de la segunda brida)
- 22
- ranura receptora de correas de transmisión
- 24
- correa de transmisión
- 26
- cojinete de bolas
- 28
- cubo (integral a la primera brida)
- 30
- cojinete de agujas (para el cubo)
- 32
- cojinete de polea (para la segunda brida)
- 40
- placa anular de leva
- 42
- primera superficie de leva
- 44
- segunda superficie de leva
- 50
- primer soporte que se extiende radialmente
- 52
- brazos (del primer soporte)
- 54
- primeros rodillos de leva
- 56
- cojinete de bolas (para el primer soporte)
- 60
- segundo soporte que se extiende radialmente
- 62
- brazos (del segundo soporte)
- 64
- segundos rodillos de leva
- 66
- cojinete de bolas (para el segundo soporte)
- 70
- muelles helicoidales de torsión
- 80
- guías que se extienden axialmente
- 82
- tercer soporte que se extiende radialmente
- 84
- pernos
- 86
- brazos (del tercer soporte)
- 88
- terceros rodillos de leva
- 90
- elemento anular
- 100
- mecanismo de embrague
Las figuras 1 a 10 muestran una realización
preferida de una polea (10) impulsada según la presente invención y
a la que se denomina la "primera realización" en la presente
descripción. Las figuras 11 y 12 muestran otra realización posible y
a la que se denomina la "segunda realización". La figura 13
muestra otra posible realización adicional y a la que se denomina a
la "tercera realización". Asimismo,pueden concebirse muchas
otras realizaciones.
La polea (10) impulsada está montada coaxialmente
alrededor de un árbol (12) principal. Se puede rotar sobre un eje de
rotación definido por el eje longitudinal central del árbol (12)
principal. El centro de gravedad de la polea (10) impulsada coincide
sustancialmente con el eje de rotación. El árbol (12) principal se
proporciona, bien como soporte para una unidad ensamblada, que
entonces se conecta desmontablemente al eje motor del vehículo, bien
como la extensión de un eje existente en el vehículo en el que las
partes de la polea (10) impulsada están montadas. Sin embargo, el
árbol (12) principal bienes el eje motor o bien está mecánicamente
conectado a él.
La polea (10) impulsada comprende dos bridas
cónicas opuestas, concretamente una primera brida(14) y una
segunda brida (18). La primera brida (14), denominada algunas veces
como la "brida fija" o la "garrucha fija", tiene una pared
(16) cónica interior a un lado de la misma. La segunda brida (18),
algunas veces denominada la "brida móvil", la "brida
móvil", la "garrucha móvil" o la "garrucha móvil",
tiene dos lados opuestos. El primer lado está dotado con una pared
(20) cónica orientada hacia la pared (16) cónica de la primera brida
(14) para formar una ranura (22) receptora de correas, en V, en la
que se ha de enrollar parcialmente una correa (24) de transmisión.
La segunda brida (18) es axialmente móvil con respecto a la primera
brida (14) para variar el diámetro de enrollamiento de la correa
(24) de transmisión. En la segunda y en la tercera realización, se
puede rotar además con respecto a la primera brida (14).
La conexión entre la primera brida (14) y el
árbol (12) principal depende de la realización. En las primera y
segunda realizaciones, la primera brida (14) puede girarse
libremente sobre el árbol (12) principal dado que está montada sobre
el mismo mediante un cojinete (26) de bolas. Esta disposición en
particular permite disociar el movimiento del árbol (12) principal
del de la polea (10) impulsada.
En la tercera realización, la primera brida (14)
está conectada al árbol (12) principal por una lengüeta (17) que les
permite rotar juntos. También podrían estar conectados por otros
medios apropiados, tal como con un engranaje intermedio, pernos,
soldadura, o cualquier otro medio adecuado o combinaciones de los
mismos. Preferiblemente, la segunda brida (18) está montada
alrededor de un cubo (28) que es integral o está conectado de otro
modo a la primera brida (14). El cubo (28) está coaxialmente montado
alrededor del árbol (12) principal mediante un cojinete (30) de
agujas o cualesquiera otras disposiciones adecuadas.
Preferiblemente, la segunda brida (18) está sostenida alrededor del
cubo (28) por un cojinete(32) de polea.
Según la presente invención, la polea (10)
impulsada comprende además una placa (40) anular de leva que está
preferiblemente conectada al segundo lado de la segunda brida (18).
La placa (40) de leva comprende al menos dos primeras superficies
(42) de leva inclinadas, preferiblemente tres, que son
sustancialmente idénticas y están dispuestas simétricamente. La
placa (40) de leva también comprende al menos dos segundas
superficies (44) de leva inclinadas, preferiblemente tres, que son
sustancialmente idénticas y están dispuestas simétricamente. La
inclinación de las primeras y segundas superficies (42,44) de leva
es relativa a un plano perpendicular al eje longitudinal del árbol
(12) principal. Las segundas superficies (44) de leva tienen una
inclinación invertida con respecto a las primeras superficies (42)
de leva. No obstante, las primeras y segundas superficies (42, 44)
de leva están preferiblemente situadas unas al lado otras, tal como
se muestra por ejemplo en la figura 5.
La polea (10) impulsada comprende además un
primer soporte (50) que se extiende radialmente, que es coaxial con
la primera brida (14) y con la segunda brida (18) y, por tanto, con
el árbol (12) principal. El primer soporte (50) está colocado a una
distancia axial fija de la primera brida (14). Esto puede
conseguirse de muchas maneras. En la primera realización, tal como
se muestra en las figuras 3 y 4, el primer soporte (50) está montado
sobre el árbol (12) principal mediante un cojinete (56) de bolas,
montado éste en un punto fijo sobre el árbol (12) principal. En la
segunda realización, tal como se muestra en la figura 11, el primer
soporte (50) está conectado rígidamente al extremo del cubo (28) y
sostenido además sobre el árbol (12) principal mediante el cojinete
(56) de bolas. La figura 12 muestra cómo están imbricados el cubo
(28) y el primer soporte (50). En la tercera realización, tal como
se muestra en la figura 13, el primer soporte (50) está conectado
rígidamente al árbol (12) principal por unos medios apropiados.
También son posibles otras disposiciones.
Cada uno de los primeros soportes (50) en las
realizaciones ilustradas comprende al menos dos, preferiblemente
tres, brazos (52) que se extienden radialmente, que son
sustancialmente idénticos y están dispuestos simétricamente. Una
configuración con forma de disco es un ejemplo de otra forma posible
del primer soporte (50). Preferiblemente, un conjunto de primeros
rodillos (54) de leva está conectado simétricamente por los extremos
respectivos de los brazos (52) del primer soporte (50). Cada primer
rodillo (54) de leva puede engranar con una respectiva de las
primeras superficies (42) de leva. Por tanto, hay preferiblemente
tres primeros rodillos (54) de leva. Preferiblemente, los primeros
rodillos (54) de leva son rodillos, para minimizar la fricción.
También pueden preverse como botones de corredera (no mostrados) que
están hechos de un material que tiene un bajo coeficiente de
fricción.
La posición de las primeras superficies (42) de
leva y de los primeros rodillos (54) de leva puede invertirse.
Entonces es posible tener las primeras superficies (42) de leva en
los brazos (52) del primer soporte (50) y los primeros rodillos (54)
de leva en el lado posterior de la segunda brida (18).
Otra función de las primeras superficies (42) de
leva y de los primeros rodillos (54) de leva es que proporcionan un
soporte para la segunda brida (18) cuando se proporcionan tres o más
de ellos. La posición de las varias partes debe ser precisa porque
sólo existe un cojinete (32) de polea y porque la correa (24) de
transmisión está sólo enrollada alrededor de una mitad de la polea
(10) impulsada, lo que crea fuerzas desequilibradas que podrían
generar vibraciones si la polea (10) impulsada no se sujeta
apropiadamente. Alternativamente, pueden emplearse dos o más
cojinetes de polea espaciados.
La polea (10) impulsada comprende un segundo
soporte (60) que se extiende radialmente, que es coaxial con la
primera brida (14) y la segunda brida (18). Como el primer soporte
(50), el segundo soporte (60) también se encuentra a una distancia
axialmente fija de la primera brida (14). Esta sostenido en el árbol
(12) principal mediante un cojinete (66) de bolas o similar.
Un conjunto de segundos rodillos (64) de leva
está conectado simétricamente al segundo soporte (60), más
concretamente, al extremo de unos brazos (62) respectivos del mismo.
Cada segundo rodillo (64) de leva puede engranarse con una
respectiva de las segundas superficies (44) de leva. Por tanto, hay
preferiblemente tres segundos rodillos (64) de leva. Como los
primeros rodillos (54) de leva, los segundos rodillos (64) de leva
preferiblemente son rodillos, para minimizar la fricción. También
pueden preverse como botones de corredera (no mostrados) que están
hechos de un material que tiene un bajo coeficiente de fricción.
Se proporciona un elemento de empuje para
interconectar elásticamente el primer soporte (50) y el segundo
soporte (60). El elemento de empuje comprende un muelle o un
conjunto de muelles, tales como dos muelles (70) helicoidales de
torsión paralelos que generan un par motor de retorno. La sección
transversal de estos muelles (70) es rectangular. Cada uno tiene un
extremo conectado a una muesca del primer soporte (50), o a un
objeto conectado rígidamente al mismo, y el otro extremo está
conectado a una muesca correspondiente del segundo soporte (60).
Otras disposiciones u otros tipos de muelles son también posibles,
tal como es evidente para un experto en la técnica.
Puesto que están interconectados, los primeros
rodillos (54) de leva y los segundos rodillos (64) de leva se
fuerzan contra sus respectivas primeras y segundas superficies (42,
44) de leva. A continuación, dado que el primer soporte (50) y el
segundo soporte (60) se encuentran en una posición fija sobre el
árbol (12) principal. Los muelles (70) generan una reacción axial
sobre la segunda brida (18) que aplica una fuerza sobre la segunda
brida (18) hacia la primera brida (14) y, por tanto, genera la
fuerza de retorno. Esto se explica con más detalle más adelante en
la descripción.
Incluso en las primera y segunda realizaciones,
se prevén medios para conectar el primer soporte (50) al árbol (12)
principal en un engranaje transmisor de par motor. Esto permite que
el par motor transmitido a través de la segunda brida (18) se
transmita al árbol (12) principal, o viceversa. En la primera
realización, se prevén unos medios para conectar la primera brida
(14) y la segunda brida (18) en una relación deslizante y que evitan
sustancialmente una rotación relativa entre ellas. Esto evita el
deslizamiento en la correa (24) de transmisión que está asociado
normalmente con una rotación relativa entre la primera brida (14) y
la segunda brida (18). Preferiblemente, los medios para conectar la
primera brida (14) y la segunda brida (18) comprenden al menos dos
guías (80) que se extienden axialmente, preferiblemente tres, que
están dispuestas simétricamente sobre el segundo lado de la segunda
brida (18). Los medios comprenden además un tercer soporte (82) que
se extiende radialmente, que es coaxial con la primera brida (14) y
la segunda brida (18).
El tercer soporte (82) está conectado rígidamente
a la primera brida (14), preferiblemente por el extremo del cubo
(28). Pueden emplearse pernos (84) o similares para sujetar las
partes entre sí. Preferiblemente, el tercer soporte (82) comprende
tres brazos (86), uno para cada guía (80). Los extremos de los
brazos (86) soportan unos terceros rodillos (88) de leva respectivos
que están conectados simétricamente al tercer soporte (82). Cada
tercer rodillo (88) de leva se encuentra en engranaje deslizante con
su guía (80) respectiva y preferiblemente comprende un rodillo.
Asimismo, también puede emplearse un botón de corredera o cualquier
otro dispositivo adecuado.
Alternativamente, tal como en las segunda y
tercera realizaciones, la segunda brida (18) puede encontrarse en
una relación deslizante y giratoria con respecto a la primera brida
(14). Existe entonces una rotación relativa entre la primera brida
(14) y la segunda brida (18) cuando cambia la distancia entre
ellas.
En funcionamiento, el par motor se proporcionará
desde la correa (24) de transmisión y luego a las dos paredes (16,
20) cónicas. En la primera realización, los primeros rodillos (54)
de leva recibirán todo el par motor procedente del motor puesto que
la primera brida (14) y la segunda brida (18) se encuentran en
engranaje directo transmisor de par motor. En la segunda
realización, la primera brida (14) y la segunda brida (18) se
encuentran en engranaje indirecto transmisor de par motor puesto que
el par motor de la primera brida (14) se transmite directamente al
primer soporte (50).
La figura 5 muestra un ejemplo de un par de unas
primera y segunda superficies (42, 44) de leva adyacentes con sus
respectivos primeros y segundos rodillos (54, 64) de leva, que en
este caso comprenden unos rodillos. Con este diseño, la fuerza de
agarre sobre la correa (24) de transmisión es elevada para la
relación mínima puesto que el ángulo de la segunda superficie (44)
de leva con respecto a la horizontal es pequeño. La figura 10
proporciona un ejemplo del valor del ángulo en el caso de una polea
(10) impulsada para un automóvil. Los valores distintos a los
ángulos se dan en milímetros. La fuerza radial sobre la correa (24)
de transmisión ha de ser muy elevada para mover la segunda brida
(18) con respecto al segundo rodillo (64) de leva, de manera que el
segundo rodillo (64) de leva pueda moverse lateralmente hacia la
parte inferior de la segunda superficie (44) de leva.
La figura 7 es una vista similar a la figura 5
pero con una relación intermedia. En ese punto, el ángulo de la
segunda superficie (44) de leva con la horizontal aumenta. Por
tanto, será más fácil mover la segunda brida (18) en el sentido del
segundo rodillo (64) de leva. En la figura 9, la relación es máxima.
El segundo rodillo (64) de leva se encuentra en la parte inferior de
la segunda superficie (44) de leva. En el ejemplo, el ángulo de la
segunda superficie (44) de leva en esa ubicación es de 78º. La
reacción axial de la fuerza generada por los muelles (70)
helicoidales de torsión es entonces mínima, a pesar del hecho de que
los muelles se comprimen adicionalmente y generan un par motor de
retornomayor. Por supuesto, los ángulos de las primera y segunda
superficies (42, 44) de leva son cuestión del diseño y son posibles
otras disposiciones, dependiendo de los requisitos.
Preferiblemente, el primer soporte (50) está
conectado al árbol (12) principal mediante un elemento (90) anular
que es coaxial con la primera brida (14) y la segunda brida (18). El
elemento (90) anular está conectado rígidamente al primer soporte
(50) o fabricado integralmente con el mismo. En las primera y
segunda realizaciones, los medios previstos para conectar el primer
soporte (50) al árbol (12) principal comprenden un mecanismo (100)
de embrague conectado al elemento (90) anular y que puede engranarse
selectivamente con el árbol (12) principal. En la tercera
realización, el primer soporte (50) o el elemento (90) anular están
conectados rígidamente al árbol (12) principal de manera que no es
necesario mecanismo de embrague alguno. Alternativamente, el
elemento (90) anular puede estar dotado con un conjunto de dientes
exteriores (no mostrados) a los que se conecta un engranaje o una
cadena. También puede estar dotado con una ranura exterior
circunferencial (no mostrada) a la que arrolla una correa de
transmisión suplementaria (no mostrada) para transmitir el
movimiento mecánico a las ruedas o las orugas del vehículo.
La invención no se limita a la realización
descrita y abarca cualesquiera realizaciones alternativas dentro de
los límites definidos por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Polea (10) impulsada para el uso en una
transmisión continuamente variable, pudiendo la polea (10) impulsada
montarse coaxialmente alrededor de un árbol (12) principal y
comprendiendo:
una primera brida (14) que tiene una pared (16)
cónica a un lado de la misma;
una segunda brida (18) coaxial con la primera
brida (14) y que tiene unos primer y segundo lados opuestos,estando
el primer lado dotado con una pared (20) cónica orientada hacia la
pared (16) cónica de la primera brida (14) para formar una ranura
(22) receptora de correas de transmisión en la que se va a arrollar
parcialmente una correa (24) de transmisión, siendo la segunda brida
(18) al menos parcialmente móvil con respecto al primera brida
(14);
un primer soporte (50) que se extiende
radialmente, coaxial con la primera brida (14) y la segunda bridas
(18), encontrándose el primer soporte (50) a una distancia axial
fija de la primera brida (14) y orientado hacia el segundo lado de
la segunda brida (18);
al menos dos primeras superficies (42) de leva
inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas
simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida
(18) y el primer soporte (50);
unos primeros rodillos (54) de leva conectados
simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida
(18) y el primer soporte (50), pudiendo cada primer rodillo (54) de
leva engranarse con una respectiva de las primeras superficies (42)
de leva;
un segundo soporte (60) que se extiende
radialmente, coaxial con la primera brida (14) y la segunda brida
(18), encontrándose el segundo soporte (60) a una distancia axial
fija de la primera brida (14);
al menos dos segundas superficies (44) de leva
inclinadas que son sustancialmente idénticas y están dispuestas
simétricamente en uno de entre el segundo lado de la segunda brida
(18) y el segundo soporte (60), teniendo las segundas superficies
(44) de leva una inclinación invertida con respecto a las primeras
superficies (42) de leva;
unos segundos rodillos (64) de leva conectados
simétricamente al otro de entre el segundo lado de la segunda brida
(18) y el segundo soporte (60), pudiendo cada segundo rodillo (64)
de leva engranarse con una respectiva de las segundas superficies
(44) de leva;
un elemento (70) de empuje que interconecta
elásticamente el primer soporte (50) y el segundo soporte (60);
y
unos medios para conectar el primer soporte (50)
al árbol (12) principal en un engranaje transmisor de par motor;
estando caracterizada la polea (10)
impulsada porque el elemento (10) de empuje comprende al menos un
muelle de torsión helicoidal que tiene una sección transversal
sustancialmente rectangular, estando montado el muelle de torsión
helicoidal entre el primer soporte (50) y el segundo soporte
(60).
2. Polea (10) impulsada según la reivindicación
1, caracterizada porque:
las segundas superficies (44) de leva están
situadas en el segundo lado de la segunda brida (18); y los segundos
rodillos (64) de leva están situados en el segundo soporte (60).
3. Polea (10) impulsada según la reivindicación 1
ó 2, caracterizada porque comprende además unos medios para
conectar la primera brida (14) y la segunda brida (18) en una
relación deslizante y que evitan sustancialmente una rotación
relativa entre ellos.
4. Polea (10) impulsada según la reivindicación
3, caracterizada porque los medios para conectar la primera
brida (14) y la segunda brida (18) comprenden:
al menos dos guías (80) que se extienden
axialmente, dispuestas simétricamente en el segundo lado de la
segunda brida (18);
un tercer soporte (82) que se extiende
radialmente, coaxial con la primera brida (14) y la segunda brida
(18), estando el tercer soporte (82) conectado rígidamente a la
primera brida (14); y
unos terceros rodillos (88) de leva conectados
simétricamente al tercer soporte (82), encontrándose cada uno de los
terceros rodillos (88) de leva en engranaje deslizante con una
respectiva de las guías (80) que se extienden axialmente.
5. Polea (10) impulsada según la reivindicación
4, en la que el tercer soporte (82) está conectado rígidamente a la
primera brida (14) mediante un cubo (28) que está montado
coaxialmente alrededor del árbol (12) principal y conectado
rígidamente o es integral a la primera brida (14), encontrándose la
segunda brida (18) en engranaje deslizante sobre el cubo (28).
6. Polea (10) impulsada según la reivindicación 4
ó 5, caracterizada porque cada uno de los terceros rodillos
(88) de leva comprende un rodillo.
7. Polea (10) impulsada según la reivindicación
6, caracterizada porque las guías (80) y los terceros
rodillos (88) de leva son cada uno tres en número.
8. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque los medios
para conectar el primer soporte (50) al árbol (12) principal
comprenden un elemento (90) anular coaxial con la primera brida (14)
y la segunda brida (18), estando el elemento (90) anular conectado
rígidamente al primer soporte (50).
9. Polea (10) impulsada según la reivindicación
8, caracterizada porque los medios para conectar el primer
soporte (50) al árbol (12) principal comprenden además un mecanismo
(100) de embrague conectado al elemento (90) anular y que puede
engranarse selectivamente con el árbol (12) principal.
10. Polea (10) impulsada según la reivindicación
8 ó 9, caracterizada porque el muelle (70) helicoidal de
torsión tiene un extremo conectado al segundo soporte (60) y otro
extremo conectado al elemento (90) anular.
11. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los medios
para conectar el primer soporte (50) al árbol (12) principal
comprenden unos medios para conectar rígidamente la primera brida
(14) y el primer soporte (50) al árbol (12) principal.
12. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque las
primeras superficies (42) de leva, las segundas superficies (44) de
leva, los primeros rodillos (54) de leva y los segundos rodillos
(64) de leva son cada uno tres en número.
13. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque cada uno de
los primeros rodillos (54) de leva y de los segundos rodillos (64)
de leva comprende un rodillo.
14. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque cada uno de
los primeros rodillos (54) de leva y de los segundos rodillos (64)
de leva comprende un botón de corredera.
15. Polea (10) impulsada según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque hay dos
muelles (70) helicoidales de torsión paralelos.
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