ES2451491T3 - Cone and friction ring transmission, as well as an operation method of this type of transmission - Google Patents
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Abstract
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.Friction ring and cone transmission, with an input cone, an output cone, and a friction ring surrounding one of the cones, as members (1, 2, 3) that rotate on each other transmitting a torque, and with a tightening mechanism to press said members (1, 2, 3), with means to capture a relevant magnitude, such as in particular the transmitted torque, and with means to apply a tightening force corresponding to one of the captured magnitudes, characterized because the tightening mechanism comprises at least two partial tightening mechanisms (9, 10, 11; 14), the first of which has a shorter response time than the second.
Description
Transmisión de cono y anillo de fricción, así como un método de operación de este tipo de transmisión Cone and friction ring transmission, as well as an operation method of this type of transmission
5 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. The present invention relates to a mechanism for tightening two members of a gear that roll over each other transmitting a turning moment.
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 These transmissions are known, for example, through patents of the same genus EP 0 878 641 A1 and EP 0 980 993 A2. In their second example of execution both documents reveal a clamping mechanism that, in
10 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 10 function of the moment of rotation transmitted by a conical outlet group belonging to the cone and friction ring transmission disclosed therein, applies a force with which the two cones are pressed, as well as the friction ring that rotates between them and surrounds the drive cone Thus, a sufficient tightening pressure can be ensured in case of high turning moments, avoiding the risk of slipping. In addition, patent EP 0 980 993 A2 reveals in its first example of execution a clamping mechanism whose applied force can be adjusted or adjusted from outside
15 mediante un cilindro hidráulico. 15 by means of a hydraulic cylinder.
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 However, these mechanisms have the disadvantage that they need to have a comparatively high reserve clamping force, since the merely mechanical clamping devices respond with difficulty to the variations of the total operating parameters or react quite slowly to a regulation
20 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. 20 external. In this regard, for mechanical clamping devices - which otherwise can only be adapted with many limitations to a desired characteristic curve - a reserve must be made that assumes changes in external parameters that the mechanics cannot capture immediately, while Tightening mechanisms controlled from the outside, due to the relatively long regulation times, need a reserve to be able to resist the tips of the turning moment.
25 La presente invención tiene por objeto proporcionar una transmisión que aporte ventajas al respecto. The object of the present invention is to provide a transmission that provides advantages in this regard.
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 The present invention proposes as a solution a clamping mechanism, to press two members of a gear that roll over each other transmitting a turning moment, with means that record a parameter
30 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. 30 relevant, in particular the moment of rotation transmitted, and with means that apply a clamping force depending on the registered parameter. This device is characterized in that it consists of at least two partial tightening mechanisms, the first of which has a shorter reaction time than the second. It is also proposed as a solution a transmission formed by two members of a gear that transmit a turning moment and are pressed by a corresponding clamping mechanism.
35 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. It is understood that such a device, constituted by two partial tightening mechanisms, can advantageously be used for the most diverse transmissions whose members must press each other according to certain parameters. All types of rotating transmissions with members that interact with each other by friction come into particular consideration here.
40 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 Preferably, the reaction time of the first partial tightening mechanism is chosen very short, so that it can respond quickly to blows or the like. Preferably, a purely mechanical configuration is chosen and therefore with almost no reaction time. In this way the tightening mechanism can be quickly adapted to brief oscillations, avoiding, above all, a slip between the transmission members that rotate one on
45 otro. 45 other.
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 In particular, it is enough to leave the first partial tightening mechanism unregulated and control it immediately only according to the critical parameters. In this way the first partial tightening mechanism - and therefore also the entire device - can be adapted very quickly and safely to shocks and variations almost
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. 50 intermittent or discontinuous critical parameters. In this case, it is not necessary to optimize the first partial tightening mechanism with respect to its characteristic curve dependent on the parameter. It is more important that the first partial tightening mechanism can react to shocks and instabilities, especially in the shortest possible time.
55 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 A characteristic curve that is optimal for the entire device is preferably implemented through the second partial tightening mechanism, which may be optimized with respect to its characteristic curve or with respect to the characteristic curve of the entire device, without power or having to counteract Instantly bumps or sudden imbalances. It is especially advantageous that the second partial tightening mechanism is regulated so that the characteristic curve can be chosen as well as possible. In particular, the second partial tightening mechanism is
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. 60 can regulate by means of the most different and diverse parameters, and therefore it can react in detail to the respective requirements. In addition, the partial tightening mechanism can be optimized with respect to vibration damping, especially in its regulating circuit, which also generally reduces response times. However - as stated above - this is not so critical, because the first partial tightening mechanism can react at respectively lower times.
65 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 A properly configured device according to the present invention can especially minimize the losses of a corresponding transmission. Above all, there is the possibility of optimally designing the first partial tightening mechanism considering safety and functional guarantee aspects, while the characteristic curve of the second partial tightening mechanism is chosen so that a displacement can be properly compensated
5 de la curva característica derivado por seguridad del primer mecanismo de apriete parcial. 5 of the safety-derived characteristic curve of the first partial tightening mechanism.
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. Accordingly, the present invention, regardless of its other characteristics, resolves the aforementioned objective by means of a clamping mechanism to press two members of a gear that roll on one another by transmitting a turning moment, with means for recording a relevant parameter, in particular the transmitted turning moment, and with means to apply a clamping force according to the registered parameter, so that this device consists of at least two partial clamping mechanisms, the first of which provides a clamping force greater than or equal to the one that facilitates the complete device and the second one reduces the force of tightening contributed by the first one. Therefore, a transmission with two members of a gear which transmit a turning moment and are pressed by a corresponding tightening mechanism of this type is also advantageous.
15 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. 15 In this type of configuration, the first partial tightening mechanism can excessively provide the necessary force, which makes it possible to absorb brief oscillations, ensuring operation. By means of the second partial tightening mechanism, excess force can be reduced, minimizing losses, without the risk that the tightening force is insufficient in case of short blows or the like.
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 Therefore, cumulatively or alternatively, it is advantageous that the second partial tightening mechanism exerts a force opposed to that applied by the first partial tightening mechanism. Thus the force can be reduced in an operationally safe way. In addition, with this configuration, the first partial tightening mechanism can spontaneously and directly depart from its characteristic curve and, if necessary, counteract the reduction in force
25 condicionada por el segundo mecanismo de apriete parcial. 25 conditioned by the second partial tightening mechanism.
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. Preferably, the second partial tightening mechanism adequately compensates, in part, for the force exerted by the first partial tightening mechanism, which, if the configuration is suitable, is also advantageous, regardless of the aforementioned characteristics.
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 Although they are only used individually in a clamping mechanism or in a corresponding gear, these characteristics can significantly reduce losses if the clamping mechanism is optimized properly. In particular, the forces acting on the bearings, conditioned by the clamping forces, with which the respective gear members are housed in a frame or can be minimized
35 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 reaccionar rápidamente o con suficientes reservas de fuerza. En cambio durante el funcionamiento normal, mediante el segundo mecanismo parcial se reduce preferiblemente la fuerza de apriete o la presión resultante con el bastidor o la carcasa. Esto disminuye las pérdidas totales, ya que los golpes o las variaciones bruscas solo ocurren brevemente y tienen poca importancia a lo largo de todo el tiempo de proceso. 35 housing, which allows to avoid losses to a large extent. Here the prescribed provisions, especially the safety margins necessarily provided against unpredictable or rapid variations, can be reduced to a minimum, since the first partial tightening mechanism can react quickly or with sufficient force reserves. In contrast, during normal operation, the second partial mechanism preferably reduces the clamping force or the resulting pressure with the frame or the housing. This decreases the total losses, since blows or abrupt variations only occur briefly and are of little importance throughout the entire process time.
Se entiende que un mecanismo de apriete según la presente invención se puede emplear en las más diversas transmisiones con miembros de engranaje que ruedan uno sobre otro. Sobre todo es adecuado para dispositivos en It is understood that a clamping mechanism according to the present invention can be used in the most diverse transmissions with gear members that roll over each other. Above all it is suitable for devices in
45 que los correspondientes miembros del engranaje interactúan mutuamente por contacto de fricción o rozamiento, con peligro de deslizamiento en caso de fuerza de apriete insuficiente. Con este tipo de mecanismo de apriete se puede minimizar la pérdida en dichos dispositivos. 45 that the corresponding gear members interact with each other by friction or friction contact, with the risk of slipping in case of insufficient tightening force. With this type of tightening mechanism the loss in said devices can be minimized.
En un sistema hidráulico se puede aplicar una presión de apriete correspondiente mediante un pistón controlado electromagnéticamente. Este dispositivo ocupa poco espacio de manera compacta y su construcción mecánica es simple. In a hydraulic system a corresponding tightening pressure can be applied by means of an electromagnetically controlled piston. This device occupies little space in a compact way and its mechanical construction is simple.
En su carrera vertical el pistón puede cerrar primero un orificio de rebose/relleno. Este dispositivo o procedimiento permite asegurar que siempre haya suficiente líquido hidráulico entre el pistón y el mecanismo de apriete. Cuando In its vertical stroke, the piston can first close an overflow / fill hole. This device or procedure ensures that there is always enough hydraulic fluid between the piston and the clamping mechanism. When
55 se ejerce una fuerza sobre el pistón el líquido es comprimido hacia el mecanismo de apriete, hasta que se crea una contrapresión suficiente. Cuando el pistón no está presionado puede salir líquido sobrante a través del orificio y por él también puede reponerse líquido procedente de un depósito cuando queda poco. 55 a force is exerted on the piston the liquid is compressed towards the tightening mechanism, until sufficient back pressure is created. When the piston is not pressed, excess liquid can escape through the hole and liquid can also be replenished from a reservoir when there is little left.
Como alternativa al accionamiento hidráulico también se puede prever una bomba de engranajes. Una bomba de engranajes para esta aplicación es relativamente económica y además tiene la ventaja de que necesita muy poco mantenimiento y funciona de manera fiable, incluso con presiones de apriete variables, debidas por ejemplo a las oscilaciones de la velocidad de rotación o del momento de giro. Concretamente la bomba de engranajes se puede accionar mediante un motor eléctrico, de manera que el momento de giro dependa preferentemente de la corriente. Esto se puede conseguir especialmente mediante una limitación o regulación de la corriente, lo cual en un vehículo 65 es por lo general más fácil de llevar a la práctica que una regulación de la tensión. Por otra parte una regulación de la tensión, sobre todo controlada digitalmente, puede resultar ventajosa porque es fácil de realizar. Así se puede As an alternative to the hydraulic drive, a gear pump can also be provided. A gear pump for this application is relatively inexpensive and also has the advantage that it requires very little maintenance and works reliably, even with variable tightening pressures, due for example to oscillations of the rotation speed or the moment of rotation . Specifically, the gear pump can be driven by an electric motor, so that the moment of rotation preferably depends on the current. This can be achieved especially by limiting or regulating the current, which in a vehicle 65 is generally easier to implement than a voltage regulation. On the other hand, voltage regulation, especially digitally controlled, can be advantageous because it is easy to perform. So you can
proporcionar de modo sencillo y fiable una fuerza de apriete variable, sin necesidad de que las palas de la bomba de engranajes sean completamente estancas, pues éstas – incluso a propósito – pueden presentar cierta holgura. En particular, para un accionamiento regulador del momento de giro, la fuerza de apriete requerida se puede garantizar mediante un número superior de revoluciones. provide a variable and tightening force in a simple and reliable way, without the need for the gear pump blades to be completely tight, since these - even by the way - can have some slack. In particular, for a drive that regulates the turning moment, the required clamping force can be guaranteed by a higher number of revolutions.
5 En vez de una bomba de engranajes también puede usarse una de otro tipo, sobre todo una bomba que de manera análoga a la de engranajes proporcione un gradiente de presiones o tenga una fuga interna. 5 Instead of a gear pump, one of another type can also be used, especially a pump that similarly to the gear pump provides a pressure gradient or has an internal leak.
Se comprende que estos dispositivos generadores de una fuerza de apriete variable también son ventajosos para las transmisiones de ajuste continuo, como en particular las de cono y anillo de fricción, independientemente de las demás características de los mecanismos de apriete o engranajes, pues permiten asegurar la respectiva presión de apriete óptima para una transmisión de variación continua mediante la carrera de ajuste o el margen de la relación de transmisión. It is understood that these devices generating a variable tightening force are also advantageous for transmissions of continuous adjustment, such as those of cone and friction ring, independently of the other characteristics of the tightening mechanisms or gears, since they allow to ensure the respective optimum tightening pressure for a transmission of continuous variation by means of the adjustment stroke or the transmission ratio margin.
15 Acumulativa o alternativamente se propone un método de funcionamiento para una transmisión de fricción, con al menos un elemento de entrada y al menos un elemento de salida que se presionan entre sí mediante un mecanismo de apriete, el cual se distingue porque opera según una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete cuya pendiente media entre un estado de reposo de la transmisión y un primer régimen de trabajo es distinta de la que presenta entre el primer régimen de trabajo y un segundo régimen de trabajo. También se propone acumulativa Cumulatively or alternatively an operation method is proposed for a friction transmission, with at least one input element and at least one output element that are pressed together by a clamping mechanism, which is distinguished because it operates according to a curve characteristic of work regime-force of tightening whose average slope between a state of rest of the transmission and a first regime of work is different from the one that presents between the first regime of work and a second regime of work. It is also proposed cumulative
o alternativamente una transmisión de fricción con al menos dos regímenes de trabajo, donde al menos un elemento de entrada y al menos un elemento de salida se presionan entre sí mediante al menos un mecanismo de apriete cuya fuerza varía en función del respectivo régimen de trabajo, y que se distingue por un mecanismo de apriete con la curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete ya descrita anteriormente. Este tipo de método o de dispositivo permite aumentar la eficiencia de una transmisión de cono y anillo de fricción durante su funcionamiento, or alternatively a friction transmission with at least two work regimes, where at least one input element and at least one output element are pressed together by at least one clamping mechanism whose force varies depending on the respective work regime, and that it is distinguished by a clamping mechanism with the characteristic work-force clamping curve already described above. This type of method or device allows to increase the efficiency of a cone and friction ring transmission during operation,
25 independientemente de las demás características de la presente invención. 25 independently of the other features of the present invention.
Este tipo de curva característica variante es especialmente ventajosa para el mecanismo de apriete de todas las transmisiones en que al menos un elemento de entrada y al menos un elemento de salida interactúan entre sí por fricción. En este contexto el término “fricción” se refiere a cualquier interacción sin unión positiva entre dos miembros giratorios de la transmisión, de modo que preferiblemente durante momentos de giro demasiado elevados puede aparecer una holgura sin destrucción entre ambos elementos de la transmisión. Este término también incluye en particular una interacción producida por fuerzas hidrostáticas o hidrodinámicas, electrostáticas o electrodinámicas o magnéticas entre ambos elementos de la transmisión. Por consiguiente la presente invención también se refiere en especial a las transmisiones de fricción en las cuales queda un resquicio llenado por un fluido, por ejemplo un gas o This type of variant characteristic curve is especially advantageous for the tightening mechanism of all transmissions in which at least one input element and at least one output element interact with each other by friction. In this context, the term "friction" refers to any interaction without positive union between two rotating members of the transmission, so that preferably during excessively high turning moments a slack without destruction between both transmission elements can appear. This term also includes in particular an interaction produced by hydrostatic or hydrodynamic, electrostatic or electrodynamic or magnetic forces between both elements of the transmission. Accordingly, the present invention also relates in particular to friction transmissions in which a gap is filled by a fluid, for example a gas or
35 un líquido, entre sus correspondientes miembros mecánicos y las velocidades, holguras, presiones y similares se dimensionan de tal manera que este fluido produzca una interacción entre ambos miembros de la transmisión, por ejemplo mediante fuerzas de cizallamiento. En tal sentido esta curva característica variante también es adecuada para aquellas transmisiones de fricción entre cuyos miembros se prevé uno o varios medios, como fluidos o incluso un miembro adicional, que promuevan la interacción. A liquid, between its corresponding mechanical members and the speeds, clearances, pressures and the like are sized in such a way that this fluid produces an interaction between both members of the transmission, for example by means of shear forces. In this sense, this variant characteristic curve is also suitable for those friction transmissions between whose members one or more means, such as fluids or even an additional member, are provided that promote interaction.
En todos estos dispositivos la interacción entre ambos miembros de la transmisión es debida en una parte bastante grande a las fuerzas que actúan sobre la respectiva superficie implicada de dichos miembros. Para ello, como es sabido a través de las patentes EP 0 878 641 A1 y EP 0 980 993 A2 por ejemplo, ambos miembros de la transmisión se pueden presionar apropiadamente, lo cual, por ejemplo, puede garantizarse mediante rodamientos adecuados. In all these devices the interaction between both members of the transmission is due in a large part to the forces acting on the respective surface involved of said members. For this, as is known from EP 0 878 641 A1 and EP 0 980 993 A2 for example, both transmission members can be properly pressed, which, for example, can be guaranteed by suitable bearings.
45 Asimismo, tal como describen algunos ejemplos prácticos en estos documentos, se pueden diseñar mecanismos de apriete que partiendo de una carga básica proporcionan fuerzas variables en función del momento de giro inicial y por lo tanto, si sus valores iniciales son altos también se pueden generar fuerzas de apriete elevadas, lo cual permite incrementar correspondientemente el momento de giro que puede transmitir el engranaje de fricción. Sin embargo estos dispositivos tienen según el estado técnico pérdidas elevadas en dicho tipo de transmisiones, lo cual pone en duda su eficiencia. 45 Likewise, as some practical examples describe in these documents, clamping mechanisms can be designed that, starting from a basic load, provide variable forces depending on the initial turning moment and therefore, if their initial values are high, they can also be generated. high clamping forces, which allows correspondingly increasing the moment of rotation that the friction gear can transmit. However, according to the technical state, these devices have high losses in such transmissions, which questions their efficiency.
Como ya se ha dicho, los elementos de entrada y salida no tienen por qué estar unidos, antes bien cabe pensar en la presencia de miembros de transmisión intermedios o en medios que faciliten la unión por fricción, como fluidos adicionales u otros mecanismos de interacción. Debido al equilibrio de fuerzas reinante en una transmisión también As already mentioned, the input and output elements do not have to be united, but rather it is possible to think of the presence of intermediate transmission members or of means that facilitate friction joining, such as additional fluids or other interaction mechanisms. Due to the balance of forces prevailing in a transmission also
55 se pueden permutar los elementos de entrada y salida. No obstante, como estas transmisiones suelen encontrarse en una compleja cadena de accionamiento, en general hay que mantener esta diferenciación. Además se entiende que una contrapresión mutua de ambos miembros de la transmisión también puede tener lugar mediante grados de libertad de desplazamiento de dichos miembros, siempre que al menos un componente de los grados de libertad empleado al presionar o apretar vaya dirigido oportunamente a la superficie que interactúa de un correspondiente miembro de la transmisión. 55 the input and output elements can be exchanged. However, as these transmissions are usually found in a complex drive chain, in general this differentiation must be maintained. It is also understood that a mutual back pressure of both members of the transmission can also take place by means of degrees of freedom of movement of said members, provided that at least one component of the degrees of freedom employed when pressing or squeezing is opportunely directed to the surface that interacts with a corresponding member of the transmission.
Las transmisiones de anillo de fricción según la presente invención pueden funcionar en varios regímenes de trabajo The friction ring transmissions according to the present invention can operate in various working regimes
o bien teniendo en cuenta diferentes tipos de régimen de trabajo. Estos tipos de régimen de trabajo pueden ser por ejemplo momentos de giro de entrada y salida, número de revoluciones, fuerzas y relaciones de fuerza, presiones o or taking into account different types of work regime. These types of work regime can be, for example, moments of turning in and out, number of revolutions, forces and force ratios, pressures or
65 también temperaturas, tiempos o similares, y magnitudes proporcionales de los mismos. Durante el funcionamiento de una transmisión de fricción como la mencionada, en los distintos regímenes de trabajo se usa el tipo de régimen correspondiente y - según la forma concreta de ejecución o implementación - hay algunos regímenes que son de menor importancia o que son proporcionales a otros fácilmente medibles. 65 also temperatures, times or the like, and proportional magnitudes thereof. During the operation of a friction transmission such as the one mentioned above, in the different work regimes the corresponding type of regime is used and - depending on the specific form of execution or implementation - there are some regimes that are of minor importance or that are proportional to others easily measurable.
Una curva característica variante se puede realizar acumulativa o alternativamente, por ejemplo, con una transmisión A variant characteristic curve can be performed cumulatively or alternatively, for example, with a transmission
5 de fricción en que el mecanismo de apriete consta de al menos dos unidades. Con un mecanismo de apriete de tal tipo, formado por al menos dos componentes, la curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete puede adaptarse a las exigencias con medios relativamente sencillos. Esto es particularmente válido para las diferentes pendientes medias de la curva característica régimen de trabajo-fuerza de apriete antes descritas. A este respecto el término “pendiente media” define un valor entre dos regímenes de trabajo o entre un régimen de trabajo y un estado 5 of friction in which the tightening mechanism consists of at least two units. With such a clamping mechanism, consisting of at least two components, the characteristic work-force clamping curve can be adapted to the requirements with relatively simple means. This is particularly valid for the different average slopes of the characteristic work regime-tightening force curve described above. In this regard, the term “medium slope” defines a value between two work regimes or between a work regime and a state.
10 de reposo, el cual se calcula promediando una pendiente o una recta de la primera sección en el correspondiente intervalo de la curva característica régimen de trabajo-fuerza de apriete. Variando la pendiente se puede optimizar la curva característica régimen de trabajo-fuerza de apriete, al menos en dos aspectos según los requerimientos de la transmisión. Así pueden buscarse las relaciones óptimas posibles entre ambos regímenes de trabajo, en cuanto a la fuerza de accionamiento en función de cada régimen de trabajo concreto, eligiendo la fuerza de apriete del modo 10 rest, which is calculated by averaging a slope or a straight line of the first section in the corresponding range of the characteristic work regime-tightening force curve. By varying the slope, the characteristic work regime-tightening force curve can be optimized, at least in two aspects according to the transmission requirements. In this way, the optimal possible relations between both work regimes can be sought, in terms of the driving force according to each specific work regime, choosing the clamping force in the way
15 más óptimo posible respecto al régimen de trabajo momentáneo. Así, el rendimiento óptimo de la transmisión de fricción permita minimizar las pérdidas. En cambio, el ajuste de la curva característica entre el primer régimen de trabajo y el estado de reposo permite una transición directa entre estos dos estados y además minimizar las cargas y las pérdidas básicas. Se entiende que estas medidas no conducen forzosamente por sí solas a un resultado óptimo, aunque puede ser así según las condiciones límite existentes. No obstante el especialista obtiene la posibilidad de 15 as optimal as possible regarding the momentary work regime. Thus, the optimum friction transmission performance minimizes losses. On the other hand, the adjustment of the characteristic curve between the first working regime and the state of rest allows a direct transition between these two states and also minimizes the basic loads and losses. It is understood that these measures do not necessarily lead to an optimal result on their own, although this may be the case according to the existing limit conditions. However, the specialist obtains the possibility of
20 mejorar la eficiencia de este tipo de transmisiones de fricción. Dado el caso se llega a un compromiso entre medidas adicionales de incremento del rendimiento y, ocasionalmente, mayores costes. 20 improve the efficiency of this type of friction transmissions. If necessary, a compromise is reached between additional measures to increase performance and, occasionally, higher costs.
Sobre todo es ventajoso que ambas unidades componentes del mecanismo de apriete presenten distintas curvas características de régimen de trabajo-fuerza de apriete. Combinando ambas curvas características se puede ajustar Above all, it is advantageous for both component units of the clamping mechanism to have different characteristic curves of the working regime-tightening force. Combining both characteristic curves can be adjusted
25 correspondientemente la curva característica global del mecanismo de apriete de forma clara y comprensible. 25 correspondingly the overall characteristic curve of the clamping mechanism in a clear and understandable way.
Preferiblemente ambas unidades de apriete pueden hacer respectivamente una primera aportación de fuerza en el primer régimen de trabajo y una segunda aportación de fuerza en el segundo régimen de trabajo, de manera que la diferencia entre la primera y la segunda aportación del primer mecanismo de apriete diverja de la diferencia entre la Preferably both tightening units can respectively make a first contribution of force in the first work regime and a second contribution of force in the second work regime, so that the difference between the first and second contribution of the first divergent tightening mechanism of the difference between the
30 primera y la segunda aportación del segundo mecanismo de apriete. Así se dispone de un sistema en el cual las correspondientes unidades de apriete contribuyen distintamente a la fuerza total del mecanismo en los respectivos regímenes de trabajo, lo cual permite influir de forma constructivamente sencilla en la curva característica de todo el mecanismo de apriete. 30 first and second contribution of the second tightening mechanism. Thus, a system is available in which the corresponding clamping units contribute distinctly to the total force of the mechanism in the respective working regimes, which allows a constructively simple influence on the characteristic curve of the entire clamping mechanism.
35 Independientemente de las demás características de la presente invención, ambas unidades de apriete pueden estar configuradas de manera que actúen en paralelo o en serie en cuanto al establecimiento del régimen de trabajo y/o a la fuerza de apriete. Así, y también mediante relaciones de transmisión adecuadas en el acoplamiento respectivo, la curva característica global del mecanismo de apriete se puede adaptar fácilmente a las exigencias planteadas. Es cierto que con trayectorias de curva adecuadas o medidas análogas es posible ajustar para este tipo de mecanismo Regardless of the other features of the present invention, both clamping units can be configured to act in parallel or in series in terms of the establishment of the working regime and / or the clamping force. Thus, and also by suitable transmission ratios in the respective coupling, the overall characteristic curve of the clamping mechanism can be easily adapted to the requirements. It is true that with suitable curve paths or similar measures it is possible to adjust for this type of mechanism
40 una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete dentro de límites relativamente amplios. Pero esto en general tiene el inconveniente de que los factores externos tales como tolerancias, juego, expansión térmica o similar producen un desplazamiento de la curva característica, de manera que ésta ya no tiene el recorrido correcto en función del correspondiente régimen de trabajo. Concretamente, en estos casos ya no se puede garantizar que una variación del régimen de trabajo produzca la variación deseada de la fuerza de apriete. Por este motivo aquí se 40 a characteristic work-force tightening curve within relatively wide limits. But this in general has the disadvantage that external factors such as tolerances, play, thermal expansion or the like produce a displacement of the characteristic curve, so that it no longer has the correct path depending on the corresponding work regime. Specifically, in these cases it can no longer be guaranteed that a variation of the working regime will produce the desired variation of the clamping force. For this reason here is
45 propone – también independientemente de las demás características de la presente invención – que al menos una unidad de apriete, preferiblemente ambas o todas, muestren una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete con una pendiente básicamente constante. Este tipo de dispositivo es comparativamente insensible a los problemas de tolerancia o a las perturbaciones antes mencionadas, ya que cada unidad de apriete está diseñada para que una perturbación externa no afecte de manera importante y, gracias a la pendiente constante de la curva 45 proposes - also independently of the other characteristics of the present invention - that at least one clamping unit, preferably both or all, show a characteristic work-force clamping curve with a basically constant slope. This type of device is comparatively insensitive to the problems of tolerance or to the aforementioned disturbances, since each clamping unit is designed so that an external disturbance does not significantly affect and, thanks to the constant slope of the curve
50 característica respectiva, una variación del régimen de trabajo causada por tales perturbaciones produce la misma variación de la fuerza de apriete correspondiente. En este sentido una solución de este tipo resulta especialmente ventajosa cuando se utilizan transmisiones de fricción con mecanismos de apriete cuya curva característica global diverge de una recta. En este contexto el término “pendiente básicamente constante” debe entenderse referido a las tolerancias inevitables del sistema y a las demás exigencias de exactitud en todo el árbol de transmisión, por lo cual In each case, a variation in the working regime caused by such disturbances produces the same variation in the corresponding clamping force. In this sense, such a solution is especially advantageous when friction transmissions with clamping mechanisms are used whose overall characteristic curve diverges from a straight line. In this context, the term “basically constant slope” should be understood as referring to the inevitable tolerances of the system and the other requirements of accuracy in the entire transmission shaft, for which reason
55 la idea de “constancia” de una pendiente no se debe considerar más estricta que la exactitud o tolerancia total del sistema. 55 The idea of “proof” of a slope should not be considered more stringent than the total accuracy or tolerance of the system.
Preferiblemente las unidades de apriete están acopladas entre sí de forma mecánica, hidrodinámica o hidrostática, lo cual también es válido para el caso en que las unidades de apriete están respectivamente por separado en un Preferably the clamping units are mechanically, hydrodynamically or hydrostatically coupled to each other, which is also valid for the case in which the clamping units are respectively separately in a
60 miembro de la transmisión. Concretamente, en un mecanismo o unidad de apriete de entrada se puede incluir una carga inicial, sobre todo reduciendo la fuerza de apriete en las cargas parciales, lo cual permite rebajar las pérdidas totales de la transmisión de anillo de fricción, de manera que este tipo de mecanismo o unidad de apriete prevista en el lado del accionamiento también es ventajoso, independientemente de las demás características de la presente invención. 60 member of the transmission. Specifically, an initial load can be included in an input tightening mechanism or unit, especially by reducing the clamping force on partial loads, which allows to reduce the total losses of the friction ring transmission, so that this type The mechanism or clamping unit provided on the drive side is also advantageous, regardless of the other features of the present invention.
65 Asimismo, el acoplamiento de la unidad de apriete de entrada a la unidad de apriete de salida permite reducir la fuerza de apriete bajo carga parcial en caso de rendimiento óptimo de la carga total y por consiguiente minimizar las pérdidas totales. 65 Likewise, the coupling of the input tightening unit to the output tightening unit makes it possible to reduce the clamping force under partial load in case of optimum performance of the total load and therefore minimize total losses.
5 Como régimen de trabajo se pueden aprovechar varios parámetros de la correspondiente transmisión de anillo de fricción. En concreto pueden ser un momento de giro de entrada o de salida, la carga total, las fuerzas incidentes u otros parámetros ya mencionados anteriormente. 5 As a working regime, several parameters of the corresponding friction ring transmission can be used. In particular they can be a moment of turning in or out, the total load, the incident forces or other parameters already mentioned above.
Es especialmente ventajoso el control del momento de giro de entrada y/o de salida, así como de la carga total, pues de ahí se pueden obtener informaciones inmediatas sobre las fuerzas que inciden en la unión por fricción de ambos miembros de la transmisión o que son necesarias para ella. It is especially advantageous to control the moment of rotation of entry and / or exit, as well as of the total load, because from there you can obtain immediate information about the forces that affect the friction joint of both members of the transmission or that They are necessary for her.
Por consiguiente, para comparar la pendiente media entre el estado de reposo y el primer régimen de trabajo o entre el primer régimen de trabajo y el segundo régimen de trabajo es ventajoso que el primer régimen de trabajo sea el Therefore, to compare the average slope between the state of rest and the first work regime or between the first work regime and the second work regime it is advantageous that the first work regime is the
15 menor momento de giro esperado bajo plena carga y el segundo régimen de trabajo sea el mayor momento de giro esperado bajo plena carga. Por tanto, para dimensionar adecuadamente la curva característica se puede calcular la fuerza de apriete necesaria para el menor momento de giro esperado bajo plena carga y para el mayor momento de giro esperado bajo plena carga, de modo que la correspondiente curva característica se puede formar directamente como una recta entre estos dos puntos. 15 the lowest expected turning moment under full load and the second working regime is the highest expected turning time under full load. Therefore, to properly dimension the characteristic curve, the necessary tightening force can be calculated for the least expected moment of rotation under full load and for the greatest expected moment of rotation under full load, so that the corresponding characteristic curve can be formed directly like a line between these two points.
La ventaja de una recta como curva característica ya se ha explicado antes detalladamente. Análogamente se puede trazar una recta entre el estado de reposo o la mínima fuerza de apriete necesaria para que la transmisión arranque con seguridad y no resbale o tabletee y la fuerza de apriete necesaria para el menor momento de giro esperado bajo plena carga, aprovechando así la insensibilidad a la tolerancia con el uso de curvas características de pendiente The advantage of a straight line as a characteristic curve has already been explained in detail before. Similarly, a straight line can be drawn between the resting state or the minimum clamping force necessary for the transmission to start safely and does not slip or board and the clamping force necessary for the least expected moment of rotation under full load, thus taking advantage of the insensitivity to tolerance with the use of characteristic slope curves
25 constante. La elección de curva característica tiene la gran ventaja de que una carga básica está limitada al mínimo forzosamente necesario, de manera que también a este respecto se optimiza el rendimiento de una transmisión de fricción de este tipo. 25 constant. The choice of characteristic curve has the great advantage that a basic load is limited to the minimum necessary, so that the performance of such a friction transmission is also optimized in this regard.
Puede resultar conveniente variar ambas unidades de apriete mediante distintos tipos de régimen de trabajo del mecanismo, por lo que se refiere a su respectiva fuerza o contribución a la fuerza de apriete total. Así por ejemplo se puede variar el momento de giro de entrada o la carga total de una unidad de apriete y el momento de giro de salida en su fuerza de apriete de la otra. Ello permite adaptar el comportamiento global de la transmisión de fricción, dentro de un amplio margen, a las exigencias establecidas y por tanto, sobre todo, optimizar su rendimiento. It may be convenient to vary both tightening units by means of different types of working regime of the mechanism, as regards their respective force or contribution to the total tightening force. Thus, for example, the moment of rotation of the input or the total load of one tightening unit and the moment of rotation of the tightening force of the other can be varied. This makes it possible to adapt the overall behavior of the friction transmission, within a wide range, to the established requirements and therefore, above all, to optimize its performance.
35 Otras ventajas, características y objetivos de la presente invención se explican mediante la descripción basada en las figuras adjuntas, que representan Other advantages, features and objectives of the present invention are explained by the description based on the attached figures, which represent
Figura 1 un corte esquemático de una primera transmisión según la presente invención, con el mecanismo de apriete; Figure 1 a schematic section of a first transmission according to the present invention, with the clamping mechanism;
Figura 2 el cono de salida de una segunda transmisión según la presente invención, con el mecanismo de apriete, representado análogamente a la figura 1; Figure 2 the outlet cone of a second transmission according to the present invention, with the clamping mechanism, represented analogously to Figure 1;
Figura 3 el cono de salida de una tercera transmisión según la presente invención, con el mecanismo de apriete, 45 representado análogamente a la figura 1; Figure 3 the exit cone of a third transmission according to the present invention, with the clamping mechanism, 45 represented analogously to Figure 1;
Figura 4 representación esquemática de la relación de fuerzas en las formas de ejecución según la figura 1; Figure 4 schematic representation of the relationship of forces in the embodiments according to Figure 1;
Figura 5 representación esquemática de la relación de fuerzas en las formas de ejecución según las figuras2 y 3; Figure 5 schematic representation of the relationship of forces in the embodiments according to figures 2 and 3;
Figura 6 representación esquemática de la relación de fuerzas en una alternativa; Figure 6 schematic representation of the relationship of forces in an alternative;
Figura 7 representación esquemática de la relación de fuerzas en una posible alternativa; Figure 7 schematic representation of the relationship of forces in a possible alternative;
55 Figura 8 representación esquemática de la relación de fuerzas en otra alternativa; 55 Figure 8 schematic representation of the relationship of forces in another alternative;
Figura 9 representación esquemática de la relación de fuerzas en otro ejemplo de ejecución; Figure 9 schematic representation of the relationship of forces in another example of execution;
Figura 10 representación esquemática de un corte de la alternativa aludida en la figura 6, análoga a la figura 1; Figure 10 schematic representation of a section of the alternative referred to in Figure 6, analogous to Figure 1;
Figura 11 otra ejecución de la alternativa aludida en la figura 6, análoga a la figura 1; Figure 11 another embodiment of the alternative referred to in Figure 6, analogous to Figure 1;
Figura 12 representación esquemática de un corte de otra transmisión, con un mecanismo de apriete alternativo; Figure 12 schematic representation of a cut of another transmission, with an alternative tightening mechanism;
65 Figura 13 regulación hidráulica para una transmisión según la presente invención; Figura 14 representación esquemática de un corte de una transmisión por fricción según la presente invención; Figura 15 representación esquemática de un detalle de la figura 14; Figure 13 hydraulic regulation for a transmission according to the present invention; Figure 14 schematic representation of a section of a friction transmission according to the present invention; Figure 15 schematic representation of a detail of Figure 14;
5 Figura 16 representación esquemática del funcionamiento del mecanismo de apriete de las figuras 14 y 15; Figura 17 curva característica de la unidad cónica interna del dispositivo según las figuras 14 y 15; Figura 18 curva característica de la unidad cónica externa del dispositivo según las figuras 14 y 15; Figura 19 curva característica de la unidad de apriete completa del dispositivo según las figuras 14 y 15; Figura 20 curva característica alternativa de la unidad cónica interna del dispositivo según las figuras 14 y 15; 5 Figure 16 schematic representation of the operation of the clamping mechanism of Figures 14 and 15; Figure 17 characteristic curve of the internal conical unit of the device according to Figures 14 and 15; Figure 18 characteristic curve of the external conical unit of the device according to Figures 14 and 15; Figure 19 characteristic curve of the complete clamping unit of the device according to Figures 14 and 15; Figure 20 alternative characteristic curve of the internal conical unit of the device according to Figures 14 and 15;
15 Figura 21 curva característica de la unidad cónica externa del dispositivo según las figuras 14 y 15, adaptada a la curva característica según la figura 20; Figura 22 curva característica de la unidad de apriete completa, teniendo en cuenta las curvas características según las figuras 20 y 21 del dispositivo según las figuras 14 y 15; Figura 23 posible curva característica de un mecanismo de apriete; Figura 24 otra posible curva característica de un mecanismo de apriete; 25 Figura 25 una forma de curva característica especialmente ventajosa; Figura 26 una representación esquemática de un corte de una segunda transmisión de fricción según la presente invención; Figura 27 curva característica de la unidad de apriete de entrada del dispositivo según la figura 26; Figura 28 curva característica de la unidad de apriete de salida del dispositivo según la figura 26; Figura 29 curva característica de la unidad de apriete completa del dispositivo según la figura 26; 35 Figura 30 una representación esquemática de un corte de una tercera transmisión de fricción según la presente invención; Figura 31 una representación esquemática de un corte de una cuarta transmisión de fricción según la presente invención; Figura 32 curva característica de la unidad de apriete de entrada de los dispositivos según las figuras 30 y 31; Figura 33 curva característica de la unidad de apriete de salida de los dispositivos según las figuras 30 y 31; y 45 Figure 21 characteristic curve of the external conical unit of the device according to figures 14 and 15, adapted to the characteristic curve according to figure 20; Figure 22 characteristic curve of the complete tightening unit, taking into account the characteristic curves according to figures 20 and 21 of the device according to figures 14 and 15; Figure 23 possible characteristic curve of a clamping mechanism; Figure 24 another possible characteristic curve of a clamping mechanism; Figure 25 a particularly advantageous characteristic curve shape; Figure 26 a schematic representation of a section of a second friction transmission according to the present invention; Figure 27 characteristic curve of the input tightening unit of the device according to Figure 26; Figure 28 characteristic curve of the output tightening unit of the device according to Figure 26; Figure 29 characteristic curve of the complete clamping unit of the device according to figure 26; Figure 30 a schematic representation of a section of a third friction transmission according to the present invention; Figure 31 a schematic representation of a section of a fourth friction transmission according to the present invention; Figure 32 characteristic curve of the input tightening unit of the devices according to Figures 30 and 31; Figure 33 characteristic curve of the output tightening unit of the devices according to Figures 30 and 31; and 45
Figura 34 curva característica de la unidad de apriete completa de los dispositivos según las figuras 30 y 31. La transmisión según la figura 1 comprende un cono de entrada 1 y un cono de salida 2 que interactúan del modo ya conocido entre sí mediante un anillo de fricción 3 ajustable. Aquí el cono de entrada 1 va conectado funcionalmente con un eje de accionamiento 4 y el cono de salida 2 con un eje de accionamiento 5. En este ejemplo de ejecución los conos 1, 2 están soportados radialmente por rodamientos de rodillos cilíndricos 6. Además en este ejemplo de ejecución los conos 1, 2 están tensados entre sí en dirección axial mediante rodamientos de cuatro puntos 7A, a fin de poder aplicar las fuerzas de apriete necesarias para que el momento de giro sea transmitido mediante el anillo de fricción 3 desde el cono de entrada 1 al cono de salida 2 y viceversa. En estas figuras el soporte axial del cono de Figure 34 characteristic curve of the complete clamping unit of the devices according to Figures 30 and 31. The transmission according to Figure 1 comprises an input cone 1 and an output cone 2 that interact in the manner already known to each other by means of a ring of 3 adjustable friction. Here the input cone 1 is functionally connected with a drive shaft 4 and the output cone 2 with a drive shaft 5. In this exemplary embodiment the cones 1, 2 are radially supported by cylindrical roller bearings 6. Also in In this exemplary embodiment, the cones 1, 2 are tensioned together in an axial direction by means of four-point bearings 7A, in order to apply the necessary tightening forces so that the turning moment is transmitted by the friction ring 3 from the cone input 1 to output cone 2 and vice versa. In these figures the axial support of the cone of
55 entrada 1 no se representa explícitamente, pero por ejemplo también puede ser un rodamiento de cuatro puntos 7A 55 entry 1 is not explicitly represented, but for example it can also be a four point bearing 7A
o un rodamiento axial de rodillos cilíndricos o similar. or an axial cylindrical roller bearing or similar.
Para presionar o crear las fuerzas de apriete necesarias se prevé además un mecanismo de apriete 8 entre el eje de accionamiento 5 y el cono de salida 2, mientras en este ejemplo de ejecución el eje de accionamiento 4 va unido al cono de entrada 1 directamente. El mecanismo de apriete 8 puede variar la distancia axial entre el cono de salida 2 y el rodamiento 7A del eje de accionamiento 5 y – cuando el dispositivo está tensado - crear las correspondientes fuerzas de apriete variables. To press or create the necessary clamping forces, a clamping mechanism 8 is also provided between the drive shaft 5 and the output cone 2, while in this exemplary embodiment the drive shaft 4 is connected to the input cone 1 directly. The clamping mechanism 8 can vary the axial distance between the output cone 2 and the bearing 7A of the drive shaft 5 and - when the device is tensioned - create the corresponding variable clamping forces.
Se entiende que en vez de los rodamientos 6 y 7A también pueden usarse otros tipos de soporte, como rodamientos 65 axiales de bolas de contacto angular, rodamientos axiales de rótula, rodamientos axiales de bolas ranurados, rodamientos axiales de rodillos cónicos o análogos y combinaciones de estos tipos de soporte, para soportar - por It is understood that instead of bearings 6 and 7A, other types of support can also be used, such as angular angular contact ball bearings 65, spherical axial ball bearings, grooved groove ball bearings, tapered or analog roller bearings and combinations of these types of support, to support - by
un lado en sentido radial y por otro lado suficientemente en sentido axial - los conos 1, 2 presionados. También se pueden emplear, por ejemplo, cojinetes hidrodinámicos o hidrostáticos. one side radially and on the other hand sufficiently axially - the cones 1, 2 pressed. For example, hydrodynamic or hydrostatic bearings can also be used.
El anillo de fricción 3 puede regularse en marcha – de manera conocida pero no detallada en este punto – y elegir The friction ring 3 can be set in motion - in a known way but not detailed at this point - and choose
5 así la relación de transmisión. Se entiende que durante su funcionamiento todo el dispositivo está o puede estar característicamente sujeto a distintos momentos de giro. Como la conexión funcional entre ambos conos 1, 2 es de fricción, las fuerzas de apriete deben ser preferiblemente lo bastante elevadas para dominar el deslizamiento del anillo de fricción 3. Por otra parte unas fuerzas de apriete innecesariamente elevadas producirían una carga básica demasiado alta que perjudicaría el rendimiento de la transmisión. Un deslizamiento controlable y, en particular, también suficiente puede ser ventajoso para facilitar la regulación de la transmisión, pues entonces solo hace falta el número de revoluciones como magnitud reguladora, mientras los momentos de giro se ajustan adecuadamente y se transmiten mediante la fuerza de apriete. 5 thus the transmission ratio. It is understood that during operation the entire device is or may be characteristically subject to different turning moments. Since the functional connection between both cones 1, 2 is friction, the clamping forces should preferably be high enough to dominate the sliding of the friction ring 3. On the other hand, unnecessarily high clamping forces would produce a basic load that is too high that would impair transmission performance. A controllable and, in particular, also sufficient slippage can be advantageous to facilitate the regulation of the transmission, because then only the number of revolutions is needed as a regulatory magnitude, while the turning moments are properly adjusted and transmitted by the tightening force .
Para poder ajustar adecuadamente la fuerza de apriete, en el presente ejemplo de ejecución se elige una regulación In order to properly adjust the clamping force, in the present example of execution a regulation is chosen
15 dependiente del momento de giro, aunque, tal como se explica a continuación, también puede elegirse en función de otros regímenes de trabajo. En la figura 1 puede verse directamente que como magnitud reguladora de la fuerza de apriete se elige en concreto el momento de giro de salida. 15 depending on the turning time, although, as explained below, it can also be chosen based on other work regimes. In figure 1 it can be seen directly that the moment of exit rotation is chosen as the regulating magnitude of the clamping force.
En el presente ejemplo de ejecución el mecanismo de apriete 8 comprende dos discos de ajuste 9, 10 que tienen vías de rodadura para las bolas 11, las cuales por una parte se apoyan sobre el eje 5 mediante el disco de ajuste 9 y por otra parte sobre el cono de salida 2 mediante el disco de ajuste 10. Con esta finalidad los discos de ajuste 9, 10 están configurados de manera que el momento de giro se transmita desde el cono de salida 2 al disco de ajuste 10, mediante las bolas 11 al disco de ajuste 9 y de ahí al eje de accionamiento 5. En este caso las vías de rodadura de las bolas 11 están configuradas para que un momento de giro elevado produzca una rotación conjunta de ambos In the present exemplary embodiment, the clamping mechanism 8 comprises two adjustment discs 9, 10 that have raceways for the balls 11, which on the one hand rest on the axis 5 by means of the adjustment disc 9 and on the other hand on the output cone 2 by means of the adjustment disc 10. For this purpose the adjustment discs 9, 10 are configured so that the turning moment is transmitted from the output cone 2 to the adjustment disc 10, by means of the balls 11 to the adjustment disc 9 and from there to the drive shaft 5. In this case the raceways of the balls 11 are configured so that a high turning moment produces a joint rotation of both
25 discos de ajuste 9, 10 que a su vez haga desplazar las bolas 11 a lo largo de las vías de rodadura, separando uno de otro los discos de ajuste 9, 10. En un dispositivo idealizado, que de por sí es rígido, no se efectúan movimientos; mediante las vías de rodadura oblicuas el momento de giro produce un aumento inmediato de la fuerza de apriete. De este modo el mecanismo de apriete 8 genera una fuerza de apriete dependiente del momento de giro de salida. 25 adjustment discs 9, 10 which in turn make the balls 11 move along the raceways, separating the adjustment discs 9, 10 from each other. In an idealized device, which in itself is rigid, does not movements are made; By means of oblique raceways, the turning moment produces an immediate increase in the clamping force. In this way the clamping mechanism 8 generates a clamping force depending on the moment of exit rotation.
Este dispositivo tiene la ventaja de que como mecanismo de apriete tiene tiempos de respuesta extremadamente cortos y, sobre todo, puede reaccionar muy bien a los golpes en el lado de salida del árbol de transmisión. This device has the advantage that as a clamping mechanism it has extremely short response times and, above all, it can react very well to blows on the output side of the drive shaft.
Paralelamente a las bolas 11 los discos 9, 10 se separan uno de otro mediante un resorte 12 que confiere una cierta carga básica al mecanismo de apriete 8. Parallel to the balls 11, the discs 9, 10 are separated from each other by a spring 12 which confers a certain basic load on the clamping mechanism 8.
35 Lamentablemente la curva característica del dispositivo formado por los discos 9 y 10, así como por las bolas 11 y el resorte 12 solo se puede optimizar de manera limitada. En este sentido la curva característica tiene partes en que la fuerza de apriete sube demasiado, lo cual aumenta considerablemente las pérdidas totales de la correspondiente transmisión. Por este motivo el dispositivo de la figura 1 tiene una compensación de fuerzas, sobre todo para zonas de carga parcial, que en este ejemplo de ejecución es hidráulica. Entre un disco unido con el eje de accionamiento 5 y la placa de apriete 10 se genera una presión hidráulica que contrarresta la fuerza de apriete ejercida por las bolas. De este manera la fuerza de apriete sobrante o innecesaria generada por las bolas 11 y por el resorte 12 se puede compensar hidráulicamente ejerciendo una fuerza contraria mediante una pieza 13 unida firmemente con el eje de accionamiento 5. Las respectivas relaciones están representadas esquemáticamente en la figura 4, donde el grosor Unfortunately, the characteristic curve of the device formed by the disks 9 and 10, as well as by the balls 11 and the spring 12 can only be optimized in a limited way. In this sense, the characteristic curve has parts in which the clamping force rises too much, which considerably increases the total losses of the corresponding transmission. For this reason, the device in Figure 1 has a force compensation, especially for partial load areas, which in this example is hydraulic. Between a disk connected to the drive shaft 5 and the clamping plate 10, a hydraulic pressure is generated that counteracts the clamping force exerted by the balls. In this way the excess or unnecessary clamping force generated by the balls 11 and by the spring 12 can be hydraulically compensated by exerting a counter force by means of a piece 13 firmly connected with the drive shaft 5. The respective relationships are schematically represented in the figure. 4, where the thickness
45 de las flechas reproduce la intensidad de las fuerzas correspondientes. Con la presión hidráulica 14 se compensa una fuerza excesiva de las bolas 11 o del resorte 12 y por tanto no se cargan innecesariamente los cojinetes 6, 7A. Aquí la flecha 90 indica las fuerzas externas del eje de accionamiento 5, la flecha 91 las fuerzas externas del cono de salida y la flecha 92 fuerzas internas. 45 of the arrows reproduce the intensity of the corresponding forces. With the hydraulic pressure 14, excessive force of the balls 11 or of the spring 12 is compensated and therefore the bearings 6, 7A are not unnecessarily loaded. Here the arrow 90 indicates the external forces of the drive shaft 5, the arrow 91 the external forces of the output cone and the arrow 92 internal forces.
En el ejemplo de ejecución representado en la figura 1 la presión hidráulica 14 es proporcionada por una tubería hidráulica 15 situada en un eje adicional 16 fijado al eje 5 mediante un tornillo 17. Además el tornillo 17 cierra un orificio de llenado 18 que en combinación con una tubería 19 y un estrechamiento posterior 20 sirve para llenar el espacio hidráulico sin burbujas, de manera técnicamente segura. Por su extremo opuesto al eje de accionamiento 5 el eje 16 posee una junta hidráulica, lo cual permite formar y regular fácilmente desde fuera la presión hidráulica 14 In the exemplary embodiment shown in Figure 1 the hydraulic pressure 14 is provided by a hydraulic pipe 15 located on an additional shaft 16 fixed to the axis 5 by means of a screw 17. Furthermore, the screw 17 closes a filling hole 18 which in combination with a pipe 19 and a rear narrowing 20 serves to fill the hydraulic space without bubbles, in a technically safe manner. At its opposite end to the drive shaft 5 the shaft 16 has a hydraulic joint, which allows the hydraulic pressure 14 to be formed and regulated easily from the outside.
55 deseada. 55 desired.
Asimismo el dispositivo según la figura 1 presenta un cuerpo de montaje 21 sobre el cual se aloja radialmente el grupo cónico de salida 2. Con este cuerpo de montaje 21 el mecanismo de apriete 8 se puede montar fácilmente en el interior del grupo cónico de salida 2. Likewise, the device according to figure 1 has a mounting body 21 on which the conical exit group 2 is housed radially. With this mounting body 21, the clamping mechanism 8 can be easily mounted inside the conical exit group 2 .
El dispositivo representado en la figura 2 corresponde básicamente a la forma de ejecución según la figura 1, pues presenta componentes que actúan idénticamente y también llevan los mismos números de referencia; por tanto no se describen de nuevo explícitamente. The device shown in Figure 2 basically corresponds to the embodiment according to Figure 1, as it has components that act identically and also carry the same reference numbers; therefore they are not explicitly described again.
65 Sin embargo en este ejemplo de ejecución la carga básica no es generada por un resorte conectado en paralelo, sino por un resorte 22 conectado en serie que se apoya en el eje de accionamiento 5, en el presente ejemplo de ejecución sobre un rodamiento de cuatro puntos 23 que por una parte transmite la fuerza de apriete entre el disco de ajuste 9 y el eje de accionamiento 5 y por otra parte sirve para alojar axialmente el grupo cónico de salida 2 respecto al eje de accionamiento 5. 65 However, in this exemplary embodiment, the basic load is not generated by a spring connected in parallel, but by a spring 22 connected in series that rests on the drive shaft 5, in the present example of execution on a four-bearing points 23 which on the one hand transmit the tightening force between the adjustment disc 9 and the drive shaft 5 and on the other hand serve to axially accommodate the conical output group 2 with respect to the drive shaft 5.
5 Además, contrariamente al ejemplo de ejecución según la figura 1, la alimentación hidráulica 24 llega hasta el interior del grupo cónico de salida 2, de modo que la correspondiente junta 25 está situada junto a la pieza 13 unida firmemente con el eje de accionamiento 5 y designada en lo sucesivo como contradisco 13. Por lo tanto, al crear presión en la tubería 26 de la alimentación 24 se forma una presión hidráulica 14 entre el contradisco 13 y el disco de ajuste 10 que se opone a la fuerza de apriete ejercida por las bolas 11, reduciendo la fuerza total de apriete del mecanismo 8. 5 Furthermore, contrary to the exemplary embodiment according to Figure 1, the hydraulic supply 24 reaches the inside of the conical outlet group 2, so that the corresponding joint 25 is located next to the part 13 firmly connected with the drive shaft 5 and hereinafter referred to as a counter disc 13. Therefore, by creating pressure in the pipe 26 of the feed 24 a hydraulic pressure 14 is formed between the counter disc 13 and the adjustment disc 10 which opposes the clamping force exerted by the balls 11, reducing the total clamping force of the mechanism 8.
Como puede verse directamente en la figura 2, en este ejemplo de ejecución el contradisco 13 está roscado en el eje 5, mientras que en el ejemplo de ejecución de la figura 1 se emplea para ello un tornillo adicional con la doble función ya mencionada anteriormente. El espacio hidráulico previsto entre el disco de ajuste 10 y el contradisco 13 As can be seen directly in Figure 2, in this exemplary embodiment the counter-disc 13 is threaded on the axis 5, while in the exemplary embodiment of Figure 1 an additional screw with the double function already mentioned above is used. The planned hydraulic space between the adjustment disc 10 and the counter disc 13
15 está hermetizado hacia fuera mediante unas juntas 27 (no representadas en la figura 1). 15 is sealed out by means of gaskets 27 (not shown in Figure 1).
Como puede verse directamente en la figura 5, el dispositivo representado en la figura 2 funciona de modo similar al representado en las figuras 1 y 4. La presión 14 también genera aquí una fuerza compensatoria y por tanto permite reducir a un mínimo la fuerza de apriete total y con ella la tensión sobre los rodamientos 6, 7A. As can be seen directly in figure 5, the device shown in figure 2 works in a similar way to that shown in figures 1 and 4. The pressure 14 also generates a compensatory force here and therefore allows the clamping force to be minimized total and with it the tension on the bearings 6, 7A.
Para el segundo mecanismo de apriete parcial también se puede elegir un dispositivo motorizado en lugar de uno hidráulico, tal como está representado en el ejemplo de ejecución de la figura 3, el cual por lo demás corresponde al de la figura 2 y funciona del modo representado en la figura 5. For the second partial tightening mechanism, a motorized device can also be chosen instead of a hydraulic one, as shown in the exemplary embodiment of Figure 3, which otherwise corresponds to that of Figure 2 and operates as shown in figure 5.
25 Este dispositivo también crea una carga básica mediante un resorte 22 conectado en serie, que se apoya mediante un rodamiento de cuatro puntos en el eje de accionamiento 5. 25 This device also creates a basic load by means of a spring 22 connected in series, which is supported by a four-point bearing on the drive shaft 5.
Para montar el accionamiento motorizado del segundo mecanismo de apriete parcial 14 hay un perno roscado 28B en un taladro 28A del eje de accionamiento 5, que se apoya mediante un rodamiento de cuatro puntos 29 en el disco de ajuste 10 y en grupo cónico de salida 2, de manera que en este dispositivo la función del taladro roscado 28A corresponde a la del contradisco 13. El perno roscado 28B se puede desplazar respecto al eje 5 por medio de un motor 30 - accionado por un cable eléctrico 32 y anillos de rozamiento 33 -y un engranaje 31, lo cual permite crear una fuerza variable opuesta a la fuerza de apriete ejercida por las bolas 11 y el resorte 22. To mount the motorized drive of the second partial tightening mechanism 14 there is a threaded bolt 28B in a bore 28A of the drive shaft 5, which is supported by a four-point bearing 29 on the adjusting disk 10 and in conical outlet group 2 , so that in this device the function of the threaded hole 28A corresponds to that of the counter disc 13. The threaded bolt 28B can be moved with respect to the axis 5 by means of a motor 30 - driven by an electric cable 32 and friction rings 33 - and a gear 31, which allows to create a variable force opposite to the tightening force exerted by the balls 11 and the spring 22.
35 Como se indica en la figura 6, un dispositivo según la presente invención también se puede implementar sin un resorte que genere una carga básica. En las figuras 10 y 11 se representan unos dispositivos esquematizados que corresponden a las relaciones según la figura 6. También aquí se prevé un mecanismo de apriete 8 que presenta un disco de ajuste 9 apoyado en el eje de accionamiento 5 y vías de rodadura para las bolas 11. Sin embargo en este caso, a diferencia de los ejemplos de ejecución según las figuras 1 hasta 5, las vías de rodadura de las bolas están previstas en otro disco de ajuste junto al grupo cónico de salida 2. Por lo tanto el segundo mecanismo de apriete parcial 14 también empalma directamente con el grupo cónico de salida 2 a través de una cámara de presión 34. Por lo demás el funcionamiento corresponde al de los ejemplos de ejecución representados anteriormente, por lo cual se prescinde de una exposición detallada. Como complemento debe indicarse que en el ejemplo de ejecución según la figura 10 los conos 1, 2 se apoyan mediante rodamientos axiales de rodillos cilíndricos 7B. Además en este ejemplo As indicated in Figure 6, a device according to the present invention can also be implemented without a spring that generates a basic load. Figures 10 and 11 show schematized devices corresponding to the relationships according to Figure 6. Also here a clamping mechanism 8 is provided which has an adjustment disc 9 supported on the drive shaft 5 and raceways for the balls 11. However, in this case, unlike the exemplary embodiments according to figures 1 to 5, the raceways of the balls are provided in another adjustment disc next to the conical output group 2. Therefore the second Partial clamping mechanism 14 also splices directly with the conical outlet group 2 through a pressure chamber 34. Moreover, the operation corresponds to that of the exemplary embodiments shown above, whereby a detailed exposure is dispensed with. As a complement, it should be noted that in the exemplary embodiment according to Figure 10, the cones 1, 2 are supported by axial cylindrical roller bearings 7B. Also in this example
45 de ejecución el segundo mecanismo de apriete parcial 14 se acciona preferentemente en función del momento de giro de entrada, el cual es captado mediante el eje de entrada 4, un disco de ajuste 35 unido al eje de entrada 4, las bolas 36 y un pistón 37 que gira solidariamente unido con el cono de accionamiento 1 pero puede desplazarse en sentido axial, y luego es transmitido hidráulicamente mediante una tubería 38 a la cámara de presión 34. En este caso la tubería 38 está unida herméticamente mediante tubos pasantes 39 con los componentes que giran con los conos 1, 2. 45, the second partial tightening mechanism 14 is preferably operated according to the moment of entry rotation, which is captured by the input shaft 4, an adjustment disc 35 attached to the input shaft 4, the balls 36 and a piston 37 which rotates jointly with the actuating cone 1 but can move axially, and is then transmitted hydraulically by means of a pipe 38 to the pressure chamber 34. In this case the pipe 38 is hermetically connected by through tubes 39 with the rotating components with cones 1, 2.
Aparte de la regulación 40 del momento de giro de entrada formada por los componentes 35, 36, 37, el segundo mecanismo de apriete parcial 14 también puede ser accionado y regulado mediante un pistón 41 en función de otros parámetros. Apart from the regulation 40 of the moment of entry rotation formed by the components 35, 36, 37, the second partial tightening mechanism 14 can also be operated and regulated by a piston 41 as a function of other parameters.
55 En la figura 11 se representa una alternativa mecánica a la forma de ejecución de la figura 10, según la cual, en cambio, el momento de giro de entrada calculado se transmite mediante una palanca 42 al segundo mecanismo de apriete parcial. Además mediante un servomotor 43 se pueden utilizar otras magnitudes reguladoras del segundo mecanismo de apriete parcial. 55 A mechanical alternative to the embodiment of Figure 10 is shown in Figure 11, according to which, instead, the calculated input rotation moment is transmitted by means of a lever 42 to the second partial tightening mechanism. Furthermore, by means of a servomotor 43, other regulating quantities of the second partial tightening mechanism can be used.
El segundo mecanismo de apriete parcial 14 o el mecanismo de apriete completo se puede accionar y regular por medio de distintas magnitudes, que pueden ser en concreto el par motor, el número de revoluciones de entrada, el número de revoluciones de salida, el recorrido o la posición de ajuste del anillo de fricción 3, la temperatura de la transmisión o de un aceite de la misma, el número de vueltas de las ruedas o por ejemplo la señal ABS (sistema The second partial tightening mechanism 14 or the complete tightening mechanism can be operated and regulated by means of different magnitudes, which can be in particular the torque, the number of input revolutions, the number of output revolutions, the travel or the adjustment position of the friction ring 3, the temperature of the transmission or an oil thereof, the number of turns of the wheels or for example the ABS signal (system
65 antibloqueo), una detección externa de golpes u otros parámetros. 65 anti-lock), an external shock detection or other parameters.
Como ya se ha explicado anteriormente los correspondientes valores de medición se pueden transmitir hidráulica o motorizadamente o por otros medios al mecanismo de apriete 8. En los sistemas hidráulicos esto se puede llevar a cabo especialmente con bombas, por ejemplo con bombas de engranajes o con bombas ya existentes en el vehículo y una regulación adecuada de la presión. También cabe pensar en dispositivos de pistón y en sistemas de motores eléctricos. As explained above, the corresponding measurement values can be transmitted hydraulically or motorized or by other means to the clamping mechanism 8. In hydraulic systems this can be carried out especially with pumps, for example with gear pumps or with pumps already existing in the vehicle and adequate pressure regulation. One can also think of piston devices and electric motor systems.
En concreto se puede prever, por ejemplo, una bomba de engranajes 61 accionada por un motor eléctrico 62 que traiga fluido de un depósito 64. En tal caso, mediante una corriente 63 suministrada al motor eléctrico 62 se puede aplicar un momento de giro a la bomba de engranajes 61, haciéndola girar de manera que el fluido o el mecanismo de apriete 8 genere una contrapresión correspondiente a la presión debida al momento de giro. In particular, it is possible, for example, to provide a gear pump 61 driven by an electric motor 62 that brings fluid from a reservoir 64. In this case, by means of a current 63 supplied to the electric motor 62, a turning moment can be applied to the gear pump 61, rotating it so that the fluid or the tightening mechanism 8 generates a counter pressure corresponding to the pressure due to the moment of rotation.
Un funcionamiento parecido está representado en la figura 7, donde las fuerzas internas 92 son proporcionadas por bolas 11 en paralelo con una presión hidráulica 14 y un resorte 12 en serie con ellas. A las fuerzas internas 92 se contrapone la fuerza externa 90 del eje de accionamiento 5 y la fuerza externa 91 del cono de salida 2. A similar operation is shown in Figure 7, where the internal forces 92 are provided by balls 11 in parallel with a hydraulic pressure 14 and a spring 12 in series with them. The internal forces 92 oppose the external force 90 of the drive shaft 5 and the external force 91 of the output cone 2.
El funcionamiento alternativo mostrado en la figura 8 lleva un dispositivo de bolas 11 y una presión hidráulica 14 en paralelo con él, de manera que las bolas 11 y la presión hidráulica 14 producen unas fuerzas internas 92. A estas fuerzas internas 92 se opone la fuerza externa 90 del eje de accionamiento 5 y la fuerza externa 91 del cono de salida 2. Al igual que el dispositivo de la figura 6, el dispositivo según la figura 8 funciona sin resorte adicional. The alternative operation shown in Figure 8 carries a ball device 11 and a hydraulic pressure 14 in parallel with it, so that the balls 11 and the hydraulic pressure 14 produce internal forces 92. These internal forces 92 oppose the force external 90 of drive shaft 5 and external force 91 of output cone 2. Like the device of figure 6, the device according to figure 8 operates without additional spring.
En el ejemplo de ejecución según la figura 9 hay bolas 11, una presión hidráulica 14 y un resorte 12 conectados en paralelo para su funcionamiento. De ahí resultan las fuerzas internas 92 opuestas a las fuerzas externas 90 y 91. In the exemplary embodiment according to Figure 9 there are balls 11, a hydraulic pressure 14 and a spring 12 connected in parallel for operation. Hence the internal forces 92 opposed to the external forces 90 and 91.
La transmisión representada en la figura 12 comprende un cono de entrada 1 y un cono de salida 2 que interactúan mutuamente mediante un anillo de fricción 3 ajustable. El cono de entrada 1 está unido funcionalmente con un eje de accionamiento 4 y el cono de salida 2 lo está con un eje de accionamiento 5. En este ejemplo de ejecución el cono de entrada 1 descansa por un lado sobre rodamientos de rodillos cilíndricos y por el otro lado sobre rodamientos de rodillos cónicos 80. Los rodamientos de rodillos cónicos 80 son especialmente adecuados para absorber las fuerzas que actúan axialmente, además de las que actúan radialmente. En este ejemplo de ejecución el cono de salida 2 se apoya solo sobre rodamientos de rodillos cilíndricos 6 y su eje de accionamiento 5 además sobre rodamientos de rodillos cónicos 81. Mediante los rodamientos de rodillos cónicos 81, sobre todo, ambos conos 1 y 2 están tensados entre sí en dirección axial, de manera que pueden aplicarse las fuerzas de apriete necesarias para transmitir el momento de giro del cono de entrada 1 al cono de salida 2 y viceversa mediante el anillo de fricción 3. The transmission shown in Figure 12 comprises an input cone 1 and an output cone 2 that interact with each other by an adjustable friction ring 3. The input cone 1 is functionally connected with a drive shaft 4 and the output cone 2 is connected with a drive shaft 5. In this exemplary embodiment the input cone 1 rests on one side on cylindrical roller bearings and on the other side on tapered roller bearings 80. Tapered roller bearings 80 are especially suitable for absorbing axially acting forces, in addition to those acting radially. In this exemplary embodiment, the outlet cone 2 rests only on cylindrical roller bearings 6 and its drive shaft 5 also on tapered roller bearings 81. By means of tapered roller bearings 81, especially both cones 1 and 2 are tensioned together in axial direction, so that the necessary tightening forces can be applied to transmit the moment of rotation of the input cone 1 to the output cone 2 and vice versa by means of the friction ring 3.
Para tensar o generar las fuerzas de apriete necesarias se prevé además un mecanismo de apriete 8 entre el eje de accionamiento 5 y el cono de salida 2, mientras que en este ejemplo de ejecución el eje de accionamiento 4 también está unido directamente con el cono de entrada 1. En este ejemplo de dispositivo el mecanismo de apriete 8 también puede variar la distancia axial entre el cono de salida 2 y los rodamientos de rodillos cónicos 81 y – cuando está tensado – generar las correspondientes fuerzas variables. To tighten or generate the necessary clamping forces, a clamping mechanism 8 is also provided between the drive shaft 5 and the output cone 2, while in this exemplary embodiment the drive shaft 4 is also directly connected with the cone of inlet 1. In this example of a device, the clamping mechanism 8 can also vary the axial distance between the outlet cone 2 and the tapered roller bearings 81 and - when tensioned - generate the corresponding variable forces.
Como se ha dicho anteriormente, se entiende que los rodamientos 6, 80 y 81 previstos en este ejemplo de ejecución también pueden ser reemplazados o combinados con otros tipos de cojinetes, a fin soportar - por un lado en sentido radial y por otro lado suficientemente en sentido axial - los conos 1 y 2 presionados. También aquí pueden usarse cojinetes hidrodinámicos o hidrostáticos. As stated above, it is understood that the bearings 6, 80 and 81 provided in this exemplary embodiment can also be replaced or combined with other types of bearings, in order to support - on one side radially and on the other hand sufficiently in axial direction - cones 1 and 2 pressed. Also here hydrodynamic or hydrostatic bearings can be used.
La relación de transmisión del dispositivo aquí ilustrado se selecciona mediante un desplazamiento del anillo de fricción 3, lo cual permite que actúen sobre el conjunto diversas fuerzas, sobre todo diversos momentos de giro. A fin de ajustar convenientemente las fuerzas de apriete, y por tanto la unión por fricción entre ambos conos 1 y 2, a las diversas condiciones de funcionamiento, el mecanismo de apriete 8 comprende dos discos de ajuste 9 y 10 con vías de rodadura para las bolas 11. Los discos de ajuste 9 y 10 están configurados de manera que el momento de giro se transmita del grupo cónico de salida 2 al disco de ajuste 10, mediante las bolas 11 al disco de ajuste 9 y de ahí al eje de accionamiento 5. En este caso las vías de rodadura de las bolas 11 están diseñadas de manera que un momento de giro elevado produzca una rotación conjunta de ambos discos de ajuste 9 y 10 y ésta a su vez que las bolas 11 se desplacen a lo largo de la vía de rodadura, con lo cual los discos de ajuste 9 y 10 se separan el uno del otro por tensión. Idealmente no hay movimientos entre ambos discos de ajuste 9 y 10 cuando el dispositivo es básicamente rígido. El momento de giro produce un incremento inmediato de la fuerza de apriete mediante las vías de rodadura oblicuas. De este modo el mecanismo de apriete 8 genera una fuerza de apriete dependiente del momento de giro de salida. De modo especialmente ventajoso el dispositivo mecánico aquí descrito tiene unos tiempos de respuesta extremadamente cortos y, sobre todo, es capaz de reaccionar muy bien a los golpes en el lado de salida del árbol de transmisión. The transmission ratio of the device illustrated here is selected by a displacement of the friction ring 3, which allows various forces to act on the assembly, especially various turning moments. In order to conveniently adjust the clamping forces, and therefore the friction joint between both cones 1 and 2, to the various operating conditions, the clamping mechanism 8 comprises two adjustment discs 9 and 10 with raceways for the balls 11. The adjustment discs 9 and 10 are configured so that the turning moment is transmitted from the conical output group 2 to the adjustment disc 10, by means of the balls 11 to the adjustment disc 9 and from there to the drive shaft 5 In this case, the raceways of the balls 11 are designed so that a high turning moment produces a joint rotation of both adjustment discs 9 and 10 and this in turn the balls 11 move along the raceway, whereby the adjustment discs 9 and 10 are separated from each other by tension. Ideally there are no movements between both adjustment discs 9 and 10 when the device is basically rigid. The turning moment produces an immediate increase in the clamping force by means of oblique raceways. In this way the clamping mechanism 8 generates a clamping force depending on the moment of exit rotation. Especially advantageously, the mechanical device described here has extremely short response times and, above all, is capable of reacting very well to blows on the output side of the drive shaft.
Paralelamente a las bolas 11, los discos de ajuste 9 y 10 se separan uno de otro por medio de un resorte 12 que proporciona cierta carga básica al mecanismo de apriete 8. Como la curva característica del presente mecanismo de apriete 8 solo puede optimizarse limitadamente, éste posee una compensación de fuerzas, sobre todo para zonas de carga parcial. En este ejemplo de ejecución esto se realiza creando hidráulicamente una presión entre una placa del disco de ajuste 10 unida al eje de accionamiento 5, que se opone a la fuerza de apriete ejercida por las bolas 11 y el Parallel to the balls 11, the adjustment discs 9 and 10 are separated from each other by means of a spring 12 that provides a certain basic load to the clamping mechanism 8. Since the characteristic curve of the present clamping mechanism 8 can only be optimized limitedly, It has a force compensation, especially for partial load areas. In this exemplary embodiment, this is done by hydraulically creating a pressure between a plate of the adjustment disc 10 attached to the drive shaft 5, which opposes the clamping force exerted by the balls 11 and the
resorte 12. De este modo se puede compensar hidráulicamente la fuerza de apriete excesiva o innecesaria ejercida por las bolas 11 y el resorte 12. spring 12. In this way, the excessive or unnecessary tightening force exerted by the balls 11 and the spring 12 can be hydraulically compensated.
La presión es proporcionada por una tubería hidráulica 15 situada en un eje adicional 16. Entre el mecanismo de apriete 8 y el cono de salida 2 hay una cámara de aceite 82. Mediante el aceite contenido en esta cámara 82 se compensan mejor las fuerzas centrífugas que actúan especialmente sobre el aceite en el mecanismo de apriete 8. Con el fin de disponer de una cantidad suficiente de aceite para regular el mecanismo de apriete 8 hay previsto un depósito 64. En este caso, mediante una corriente 63 aplicada al motor eléctrico 62 se puede transmitir un momento de giro a una bomba 61 regulada para que el fluido o el mecanismo de apriete 8 genere una contrapresión opuesta a la presión debida al momento de giro. The pressure is provided by a hydraulic pipe 15 located on an additional shaft 16. Between the clamping mechanism 8 and the outlet cone 2 there is an oil chamber 82. By means of the oil contained in this chamber 82, centrifugal forces are better compensated than they act especially on the oil in the tightening mechanism 8. In order to have a sufficient amount of oil to regulate the tightening mechanism 8 a tank 64 is provided. In this case, by means of a current 63 applied to the electric motor 62, it can transmit a turning moment to a regulated pump 61 so that the fluid or the tightening mechanism 8 generates a counter pressure opposite to the pressure due to the turning moment.
El ejemplo representado en la figura 13 constituye una alternativa idónea. En él, mediante un distanciador 45 dentro de una carcasa 44, se prevé una bobina 46 que incluye un núcleo 47 con un pistón 48 que es presionado hacia la carcasa 44 por un muelle 49. Al aplicar una corriente a la bobina 46, el núcleo 47 es presionado hacia el centro de la bobina 46 contra la fuerza del muelle 49, de manera que el pistón 48 se desplaza en un cilindro 50, creando en este cilindro 50 y en una tubería 51 conectada al mismo una presión variable que depende de la corriente aplicada a la bobina 46. La tubería 51 puede estar unida, por ejemplo, con la alimentación 26 de los ejemplos de ejecución según las figuras 1 y 2 o con la tubería 38 del ejemplo de ejecución según la figura 7. The example represented in Figure 13 is an ideal alternative. In it, by means of a spacer 45 inside a housing 44, a coil 46 is provided which includes a core 47 with a piston 48 which is pressed towards the housing 44 by a spring 49. By applying a current to the coil 46, the core 47 is pressed towards the center of the coil 46 against the force of the spring 49, so that the piston 48 travels in a cylinder 50, creating in this cylinder 50 and in a pipe 51 connected thereto a variable pressure that depends on the current applied to the coil 46. The pipe 51 may be connected, for example, to the supply 26 of the exemplary embodiments according to Figures 1 and 2 or to the tubing 38 of the exemplary embodiment according to Figure 7.
En el cilindro 50 se prevé un orificio 52 que primero se cierra herméticamente al avanzar el pistón 48. Este orificio 52 va unido a un depósito de rebose/relleno 53, de manera que cuando todo el dispositivo no está tensado se puede llenar o rellenar de líquido hidráulico, por ejemplo para compensar una fuga o una sobrepresión debida a factores externos. Se entiende que este tipo de accionamiento eléctrico de un pistón hidráulico y/o de seguridad contra fugas también se puede usar ventajosamente con independencia de las demás características de la presente invención. In the cylinder 50, a hole 52 is provided, which first closes tightly as the piston 48 advances. This hole 52 is connected to an overflow / filling tank 53, so that when the entire device is not tensioned, it can be filled or filled with hydraulic fluid, for example to compensate for a leak or an overpressure due to external factors. It is understood that this type of electric drive of a hydraulic and / or leakage safety piston can also be used advantageously regardless of the other features of the present invention.
La transmisión de fricción representada en las figuras 14 hasta 22, incluyendo sus curvas características, tiene un cono de entrada 101 y un cono de salida 102 que interactúan mutuamente mediante un anillo de fricción ajustable The friction transmission shown in Figures 14 through 22, including its characteristic curves, has an input cone 101 and an output cone 102 that interact with each other by an adjustable friction ring.
103. En este caso el cono de entrada 101 está unido funcionalmente con un eje de accionamiento 104 y el cono de salida 102 con un eje de accionamiento 105. En este ejemplo de ejecución los conos 101, 102 están soportados en dirección radial por rodamientos de rodillos cilíndricos 106 (solo representados esquemáticamente en la figura 14). Asimismo en este ejemplo de ejecución los conos 101, 102 también están tensados entre sí en dirección axial por rodamientos de rodillos cilíndricos 107, lo cual permite aplicar las fuerzas de apriete necesarias para transmitir el momento de giro del cono de entrada 101 al cono de salida 102 mediante el anillo de fricción 103. 103. In this case the input cone 101 is functionally connected with a drive shaft 104 and the output cone 102 with a drive shaft 105. In this exemplary embodiment, the cones 101, 102 are radially supported by ball bearings. cylindrical rollers 106 (only schematically shown in Figure 14). Also in this exemplary embodiment, the cones 101, 102 are also tensioned together in axial direction by cylindrical roller bearings 107, which allows the necessary tightening forces to be applied to transmit the moment of rotation of the inlet cone 101 to the outlet cone 102 by friction ring 103.
Para tensar o generar las fuerzas de apriete necesarias se prevé además un mecanismo de apriete 108 entre el eje de accionamiento 105 y el cono de salida 102, mientras que en este ejemplo de ejecución el eje de accionamiento 104 está unido directamente con el cono de entrada 101. El mecanismo de apriete 108 puede variar la distancia axial entre el cono de salida 102 y los rodamientos axiales de rodillos cónicos 107 en el eje de accionamiento 105 y To tighten or generate the necessary clamping forces, a clamping mechanism 108 is also provided between the drive shaft 105 and the output cone 102, while in this exemplary embodiment the drive shaft 104 is directly connected with the input cone. 101. The clamping mechanism 108 may vary the axial distance between the exit cone 102 and the tapered roller thrust bearings 107 on the drive shaft 105 and
– cuando el dispositivo está tensado – generar las respectivas fuerzas de apriete variables mediante un resorte 109. - when the device is tensioned - generate the respective variable clamping forces by means of a spring 109.
Se entiende que en lugar de los rodamientos 106 y 107 también se pueden emplear otros tipos de soporte, como rodamientos axiales de bolas de contacto angular, rodamientos axiales de rótula, rodamientos axiales de bolas ranurados, rodamientos de rodillos cónicos o análogos y combinaciones de estos tipos de soporte, para soportar por un lado en sentido radial y por otro lado suficientemente en sentido axial - los conos 101, 102 presionados. También se pueden emplear, por ejemplo, cojinetes hidrodinámicos o hidrostáticos. It is understood that instead of bearings 106 and 107, other types of support can also be used, such as angular angular ball bearings, spherical thrust ball bearings, grooved groove ball bearings, tapered or similar roller bearings and combinations thereof types of support, to support on the one hand radially and on the other hand sufficiently axially - the cones 101, 102 pressed. For example, hydrodynamic or hydrostatic bearings can also be used.
El anillo de fricción 103 puede regularse en marcha – de manera conocida pero no detallada en este punto – y elegir así la relación de transmisión. Se entiende que durante su funcionamiento todo el dispositivo está especialmente sujeto a distintos momentos de giro. Como la unión funcional entre ambos conos 101, 102 es de fricción, las fuerzas de apriete deben ser preferiblemente lo bastante elevadas para dominar un deslizamiento del anillo de fricción 103. Por otra parte unas fuerzas de apriete innecesariamente elevadas producirían una carga básica demasiado alta que perjudicaría el rendimiento de la transmisión. Por este motivo en el presente ejemplo de ejecución se ha elegido una regulación de la fuerza de apriete dependiente del momento de giro, aunque la fuerza de apriete también se puede elegir en función de otros regímenes de trabajo. En las figuras 14 y 15 puede verse enseguida que como magnitud reguladora de la fuerza de apriete se elige el momento de giro de salida, aunque a este respecto también se pueden utilizar otros regímenes de trabajo, por ejemplo la carga total o el momento de giro de entrada, tal como se aclara mediante los ejemplos de ejecución descritos seguidamente. The friction ring 103 can be set in motion - in a known manner but not detailed at this point - and thus choose the transmission ratio. It is understood that during operation the entire device is especially subject to different turning moments. Since the functional connection between both cones 101, 102 is friction, the clamping forces should preferably be high enough to dominate a sliding of the friction ring 103. On the other hand, unnecessarily high clamping forces would produce a basic load that is too high that would impair transmission performance. For this reason, in the present example of execution, a regulation of the clamping force depending on the turning moment has been chosen, although the clamping force can also be chosen according to other work regimes. In figures 14 and 15 it can be seen immediately that as the regulating magnitude of the clamping force the moment of exit rotation is chosen, although in this respect other work regimes can also be used, for example the total load or the moment of rotation input, as clarified by the execution examples described below.
En el presente ejemplo de ejecución el mecanismo de apriete 108 comprende dos unidades 110 y 111 conectadas en paralelo para la medición de su momento de giro y en serie para el efecto de su fuerza de apriete, las cuales son representadas respectivamente por bolas internas 112 y bolas externas 113 (véase la figura 15). Las bolas 112, 113 se mueven respectivamente en vías de rodadura previstas en las placas de presión 114, 115 y 116 del lado del cono In the present exemplary embodiment, the clamping mechanism 108 comprises two units 110 and 111 connected in parallel for measuring their turning moment and in series for the effect of their clamping force, which are respectively represented by internal balls 112 and external balls 113 (see Figure 15). The balls 112, 113 move respectively in raceways provided in the pressure plates 114, 115 and 116 on the cone side
o del eje. En este ejemplo de ejecución, las placas de presión 114 y 115 del lado del eje giran solidariamente con el eje de accionamiento 105, mientras que la placa de presión 116 del lado del cono gira solidariamente con el grupo cónico de salida 102. Por otra parte las placas de presión 114, 115 y 116 pueden apoyarse axialmente sobre estos componentes mediante rodamientos apropiados. or shaft. In this exemplary embodiment, the pressure plates 114 and 115 on the shaft side rotate in solidarity with the drive shaft 105, while the pressure plate 116 on the cone side rotates in solidarity with the conical outlet group 102. On the other hand Pressure plates 114, 115 and 116 can be axially supported on these components by appropriate bearings.
Así, mientras se transmite un momento de giro del grupo cónico de salida 102 mediante el cojinete 119 a la placa de presión 116, de ahí mediante las bolas 112, 113, así como la placa de presión 115 y el cojinete 118, a la placa de presión 114 y de ésta mediante el cojinete 117 al eje de accionamiento 105, las placas de presión 114, 115, 116 se Thus, while a turning moment of the conical outlet group 102 is transmitted by the bearing 119 to the pressure plate 116, hence by the balls 112, 113, as well as the pressure plate 115 and the bearing 118, to the plate of pressure 114 and of this by means of the bearing 117 to the drive shaft 105, the pressure plates 114, 115, 116 are
5 pueden desplazar axialmente contra la fuerza del resorte 109 y contra un soporte de presión 120 apoyado sobre un rodamiento axial de rodillos cilíndricos 112 y una base de cojinete 122 en el grupo cónico de salida 102, creando así una fuerza de apriete dependiente del momento de giro en función de las curvas características. A este respecto las figuras 14 y 15 muestran en el borde superior del mecanismo de apriete 108 la disposición para un momento de giro bajo, mientras que la parte inferior representa la disposición para un momento de giro elevado, pues en la parte inferior se ve que para momentos de giro más altos la placa de presión 116 se apoya en un flanco 123 del grupo cónico de salida 102. Por tanto de esta manera, en función del momento de giro se puede influir fácilmente en la curva característica del dispositivo completo. 5 can move axially against the force of the spring 109 and against a pressure support 120 supported on an axial cylindrical roller bearing 112 and a bearing base 122 in the conical outlet group 102, thus creating a clamping force dependent on the moment of turn depending on the characteristic curves. In this regard, figures 14 and 15 show on the upper edge of the clamping mechanism 108 the arrangement for a low turning moment, while the lower part represents the arrangement for a high turning moment, since at the bottom it is seen that for higher turning moments the pressure plate 116 rests on a flank 123 of the conical outlet group 102. Therefore, depending on the turning moment, the characteristic curve of the entire device can be easily influenced.
La figura 16 muestra esquemáticamente en forma bidimensional la interacción de ambas unidades de apriete 110 y Figure 16 schematically shows in two-dimensional form the interaction of both clamping units 110 and
15 111. En ella los componentes que tienen la misma función que en las figuras 14 y 15 llevan los mismos números de referencia. Como puede verse enseguida, las bolas 112, 113 corren en vías de rodadura diseñadas con distintas inclinaciones � y y. También se pueden usar vías más complejas, pero por motivos de seguridad son especialmente ventajosas las vías lineales, por ejemplo contra el juego o los efectos térmicos. Para un desplazamiento o momento de giro dado – indicado por ejemplo en la parte inferior de la figura 16 mediante un recorrido de ajuste V frente al dispositivo de la parte superior de la figura 16 – estas vías de rodadura producen respectivamente una elevación H1 y H2 y como resultado una elevación total G. El tope limita la elevación H1 y por consiguiente la elevación total G no depende linealmente del recorrido de ajuste V. 15 111. In it the components that have the same function as in Figures 14 and 15 bear the same reference numbers. As can be seen below, the balls 112, 113 run on raceways designed with different inclinations � and y. More complex routes can also be used, but for safety reasons linear lines are especially advantageous, for example against play or thermal effects. For a given movement or moment of rotation - indicated for example in the lower part of figure 16 by means of an adjustment path V in front of the device in the upper part of figure 16 - these raceways respectively produce an elevation H1 and H2 and as a result a total elevation G. The stop limits the elevation H1 and therefore the total elevation G does not depend linearly on the adjustment travel V.
Las vías de rodadura pueden diseñarse por ejemplo de modo que resulten las curvas características representadas The raceways can be designed, for example, to result in the characteristic curves represented
25 en las figuras 17 y 18. La curva característica representada en la figura 19 es el resultado de la conexión en paralelo respecto al momento de giro, ya que la conexión en paralelo respecto al momento de giro suma los momentos y con la conexión en serie respecto a la fuerza de apriete axial, la fuerza de apriete de ambas unidades es idéntica. Al alcanzarse el flanco 123, la unidad de apriete externa 111 contribuye simplemente con su curva característica a la curva característica global. 25 in Figures 17 and 18. The characteristic curve represented in Figure 19 is the result of the parallel connection with respect to the turning moment, since the parallel connection with respect to the turning moment sum the moments and with the serial connection With respect to the axial clamping force, the clamping force of both units is identical. When flank 123 is reached, the external clamping unit 111 simply contributes with its characteristic curve to the overall characteristic curve.
Las figuras 20 a 21 muestran otra forma de curva característica, de modo que con la pendiente negativa en la unidad de apriete interna se obtiene una curva característica global especialmente deseada (figura 22). Figures 20 to 21 show another form of characteristic curve, so that with the negative slope in the internal tightening unit, an especially desired global characteristic curve is obtained (figure 22).
Como puede verse inmediatamente en las figuras 17 hasta 22, las unidades de apriete de los presentes ejemplos de As can be seen immediately in Figures 17 to 22, the clamping units of the present examples of
35 ejecución muestran una curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete o de momento de giro-fuerza de apriete con una pendiente prácticamente constante. A pesar de estas pendientes prácticamente constantes, el uso de dos unidades de apriete permite obtener una curva característica adaptada a las exigencias correspondientes. Entre otras cosas, ello es posible porque ambas unidades de apriete 110, 111 hacen respectivamente una primera contribución a la fuerza de apriete con un primer momento de giro y una segunda contribución a la fuerza de apriete con un segundo momento de giro, y la diferencia entre la primera y la segunda contribución de la primera unidad de apriete 110 diverge de la diferencia entre la primera y la segunda contribución de la segunda unidad de apriete 111. 35 execution show a characteristic curve of work regime-tightening force or turning moment-tightening force with a practically constant slope. Despite these practically constant slopes, the use of two clamping units allows to obtain a characteristic curve adapted to the corresponding requirements. Among other things, this is possible because both clamping units 110, 111 respectively make a first contribution to the clamping force with a first turning moment and a second contribution to the clamping force with a second turning moment, and the difference between the first and the second contribution of the first clamping unit 110 diverges from the difference between the first and the second contribution of the second clamping unit 111.
En general las transmisiones por fricción funcionan en un determinado intervalo respecto a los distintos tipos de régimen de trabajo. En general se exige que en el extremo inferior de este intervalo haya cierta fuerza de apriete y 45 en el extremo superior del mismo una fuerza de apriete mayor. Para evitar problemas con eventuales tolerancias puede ser conveniente prever en el intervalo de funcionamiento una pendiente constante de la curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete entre estos dos puntos. Bajo estas condiciones se puede implementar, por ejemplo, la curva característica representada en la figura 23 con un mecanismo de apriete que conste de una sola unidad, aunque el intervalo de funcionamiento esté solo comprendido entre 50 Nm y 350 Nm. Sin embargo, como consecuencia de ello queda en el sistema una carga básica considerable que reduce notablemente el rendimiento. Esto se puede evitar, por ejemplo, de manera que la curva característica tenga una pendiente variable como la que está representada en la figura 24. En este caso la curva característica presenta preferiblemente una pendiente casi constante en la zona de funcionamiento entre 50 Nm y 350 Nm y por debajo de ella la fuerza de apriete cae hasta cerca de 0 N, en concreto bajo 1 N, en estado de reposo (0 Nm). Así se reduce considerablemente la carga básica In general, friction transmissions work at a certain interval with respect to the different types of work regime. In general it is required that at the lower end of this range there is a certain clamping force and at the upper end thereof there is a greater clamping force. To avoid problems with possible tolerances, it may be convenient to provide a constant slope of the characteristic work-force-tightening curve between these two points in the operating range. Under these conditions, for example, the characteristic curve shown in Figure 23 can be implemented with a clamping mechanism consisting of a single unit, even if the operating range is only between 50 Nm and 350 Nm. However, as a consequence, a considerable basic load remains in the system that significantly reduces performance. This can be avoided, for example, so that the characteristic curve has a variable slope such as that shown in Figure 24. In this case the characteristic curve preferably has an almost constant slope in the operating area between 50 Nm and 350 Nm and below it the clamping force falls to about 0 N, specifically under 1 N, in the resting state (0 Nm). This reduces the basic load considerably
55 en todo el sistema y puede aumentar el rendimiento global. No obstante una curva característica con una pendiente variable en una unidad de apriete entraña problemas de tolerancia, lo cual evita la presente invención mediante el uso de al menos dos unidades de apriete, como ya se ha dicho anteriormente. 55 throughout the system and can increase overall performance. However, a characteristic curve with a variable slope in a clamping unit entails tolerance problems, which avoids the present invention by using at least two clamping units, as already mentioned.
La presente invención propone preferentemente que la curva característica de régimen de trabajo-fuerza de apriete, como la representada concretamente en las figuras 24 y 25, tenga una pendiente media algo menor en una zona de funcionamiento (véase 50 Nm hasta 350 Nm en la figura 24 o 25) que por debajo de esta zona. Así se puede rebajar la carga básica del sistema completo y por consiguiente aumenta el rendimiento. Por otra parte también cabe pensar en unos dispositivos que presenten una curva característica deseable, análoga a la de la figura 19, en una zona de funcionamiento entre 100 Nm y 350 Nm. Una curva característica como esta también puede conseguirse, sobre The present invention preferably proposes that the characteristic work-force-tightening curve, such as that represented specifically in figures 24 and 25, has a somewhat smaller average slope in an operating area (see 50 Nm to 350 Nm in the figure 24 or 25) that below this area. Thus, the basic load of the entire system can be lowered and therefore the performance increases. On the other hand, it is also possible to think of devices that have a desirable characteristic curve, analogous to that of Figure 19, in an operating area between 100 Nm and 350 Nm. A characteristic curve like this can also be achieved, over
65 todo, con dos unidades de apriete y una menor sensibilidad a las tolerancias. 65 everything, with two tightening units and a lower sensitivity to tolerances.
Además, para minimizar pérdidas en todo el sistema puede ser conveniente rebajar la fuerza de apriete en función de un segundo régimen de trabajo, sobre todo, por ejemplo, de la carga total o de un momento de giro de entrada, tal como está representado, por ejemplo, en la figura 25. De este modo se puede seguir aumentando el rendimiento de todo el sistema. In addition, to minimize losses throughout the system, it may be convenient to reduce the clamping force depending on a second working regime, especially, for example, of the total load or of an input turning moment, as shown, for example, in figure 25. In this way, the performance of the entire system can be increased.
5 Esto último se puede garantizar, por ejemplo, con el dispositivo representado en la figura 26, que corresponde en esencia al dispositivo representado en las figuras 28 y 29, aunque aquí los conos 101 y 102, aparte de un apoyo en rodamientos rodillos cilíndricos 106, están soportados axialmente por rodamientos de bolas de contacto angular 124. 5 The latter can be guaranteed, for example, with the device shown in Figure 26, which essentially corresponds to the device shown in Figures 28 and 29, although here the cones 101 and 102, apart from a bearing on cylindrical roller bearings 106 , are axially supported by angular contact ball bearings 124.
10 En este ejemplo de ejecución el mecanismo de apriete también está formado por dos unidades 125, 126, pero a diferencia del dispositivo según las figuras 28 y 29 la unidad 125 está colocada en el cono de salida 102 y la unidad 126 en el cono de entrada 101. De este modo todo el mecanismo de apriete puede determinar tanto el momento de giro de entrada como el momento de giro de salida y convertirlo en una fuerza de apriete. Las unidades de apriete 125, 126 tienen las curvas características representadas en las figuras 27 y 28. De ahí resulta la curva característica 10 In this exemplary embodiment, the clamping mechanism is also formed by two units 125, 126, but unlike the device according to figures 28 and 29 the unit 125 is placed in the outlet cone 102 and the unit 126 in the cone of input 101. In this way, the entire clamping mechanism can determine both the moment of rotation of the entrance and the moment of rotation of the exit and convert it into a force of tightening. The clamping units 125, 126 have the characteristic curves shown in Figures 27 and 28. Hence the characteristic curve.
15 representada en la figura 29, que fundamentalmente corresponde a la curva característica de la unidad de apriete de salida 125, pero que para momentos de giro bajos se transforma en una línea horizontal. La pendiente de la curva característica de la unidad de apriete de salida 125 se elige de manera que esta curva corte la curva característica ideal de plena carga en el intervalo de funcionamiento, con el fin de que a momentos de giro de salida elevados se obtenga una fuerza de apriete suficiente. Además el dispositivo completo está diseñado para que a plena carga no 15 shown in Figure 29, which fundamentally corresponds to the characteristic curve of the output clamping unit 125, but which for low turning moments is transformed into a horizontal line. The slope of the characteristic curve of the output clamping unit 125 is chosen such that this curve cuts the ideal characteristic curve of full load in the operating range, so that at high output rotation moments a sufficient tightening force. In addition the complete device is designed so that at full load it does not
20 quede por debajo de dicha curva característica ideal, incluso en la zona inferior de número de revoluciones. En el caso de las cargas parciales y en función de ellas, puede quedar por debajo de la curva característica ideal de plena carga, con lo cual se reduce aún más la carga total del sistema, aunque de hecho proporciona fuerzas de apriete demasiado altas cuando funciona a plena carga. Seleccionando la pendiente de la curva característica de la unidad de apriete de salida 125 se puede desplazar su punto de corte con la curva característica ideal a plena carga para 20 falls below said ideal characteristic curve, even in the lower speed zone. In the case of partial loads and depending on them, it may fall below the ideal characteristic curve of full load, which reduces the total system load even more, although in fact it provides too high clamping forces when it works. at full load. By selecting the slope of the characteristic curve of the output clamping unit 125, its cut-off point can be moved with the ideal characteristic curve at full load for
25 poder así minimizar las pérdidas totales. Como puede verse directamente en la figura 29, la pendiente de la curva característica de la unidad de apriete de salida 125 no se puede elegir igual a la pendiente de la curva característica ideal de plena carga en el intervalo de funcionamiento, porque entonces no tienen lugar los efectos de la segunda unidad de apriete 126. 25 to minimize total losses. As can be seen directly in Figure 29, the slope of the characteristic curve of the output clamping unit 125 cannot be chosen equal to the slope of the ideal characteristic curve of full load in the operating range, because then they do not take place the effects of the second clamping unit 126.
30 Esto último también es posible mediante un acoplamiento de ambas unidades de apriete 125, 126, tal como está representado en los ejemplos de las figuras 30 y 31. Estos dispositivos corresponden esencialmente a los de las figuras 28 y 29 o 26, donde los componentes de igual función llevan idénticos números de referencia. The latter is also possible by coupling both clamping units 125, 126, as shown in the examples of Figures 30 and 31. These devices essentially correspond to those in Figures 28 and 29 or 26, where the components They have identical reference numbers of the same function.
En estas formas de ejecución las unidades de apriete 125, 126 se hallan respectivamente en distintos miembros de In these embodiments, the clamping units 125, 126 are respectively located in different members of
35 la transmisión por fricción, como es también el caso de la forma de ejecución según la figura 26. En este caso las unidades de apriete 125, 126 incluyen respectivamente dispositivos de bolas 127, 128 apoyados respectivamente en los discos de apriete 129, 130 del eje de entrada 104 y del eje de salida 105. Por otro lado las bolas 128 se apoyan en una placa de presión 131 que puede desplazarse en dirección axial, pero que gira solidariamente con el cono de entrada 101. Esta placa de presión sirve al mismo tiempo de émbolo para una realimentación hidráulica 132, con un The friction transmission, as is also the case of the embodiment according to Figure 26. In this case, the clamping units 125, 126 respectively include ball devices 127, 128 respectively supported on the clamping discs 129, 130 of the input shaft 104 and output shaft 105. On the other hand, the balls 128 rest on a pressure plate 131 that can move in the axial direction, but which rotates in solidarity with the input cone 101. This pressure plate serves the same piston time for hydraulic feedback 132, with a
40 pistón 133 que a su vez va unido a la placa de presión 130. Por el lado de salida de la unidad de apriete 125 no hay ninguna otra placa de presión prevista, pues por lo demás las bolas 127 se encuentran directamente junto al grupo cónico de salida 102. A este respecto también se puede prever una placa de presión aparte para el registro de las correspondientes curvas características. 40 piston 133 which in turn is attached to the pressure plate 130. On the outlet side of the clamping unit 125 there is no other pressure plate provided, since otherwise the balls 127 are directly next to the conical group output 102. In this regard, a separate pressure plate can also be provided for recording the corresponding characteristic curves.
45 La realimentación hidráulica 132 es dirigida a través de tubos pasantes 134, 135 hacia el interior del cono 101, 102. En vez de esta realimentación hidráulica 132 también se puede prever un sistema mecánico 135 como el dispositivo de la figura 31, el cual interactúa con las correspondientes placas 136, 137 de las unidades de apriete 125, 126. 45 The hydraulic feedback 132 is directed through through tubes 134, 135 into the cone 101, 102. Instead of this hydraulic feedback 132 a mechanical system 135 can also be provided as the device of Figure 31, which interacts with the corresponding plates 136, 137 of the clamping units 125, 126.
Este acoplamiento permite elegir exactamente para la curva característica de la unidad de apriete de salida 125 la This coupling allows you to choose exactly for the characteristic curve of the output clamping unit 125 the
50 pendiente de la curva característica ideal en el intervalo de funcionamiento (véase por ejemplo la figura 25). Luego esta curva característica se eleva a la altura deseada con la unidad de apriete de entrada 126. A pequeñas cargas se produce un descenso correspondiente en función de las mismas, de manera que el dispositivo completo sigue básicamente la curva característica ideal de la figura 25, como puede verse en la figura 34. 50 slope of the ideal characteristic curve in the operating range (see, for example, figure 25). Then this characteristic curve is raised to the desired height with the input clamping unit 126. At small loads a corresponding decrease is produced depending on them, so that the entire device basically follows the ideal characteristic curve of Figure 25, as can be seen in figure 34.
Claims (27)
- (14)(14)
- reduce la fuerza de apriete proporcionada por el primer mecanismo de apriete parcial (9, 10, 11). 25 reduces the clamping force provided by the first partial clamping mechanism (9, 10, 11). 25
- 30 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). Transmission of a cone and friction ring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second partial clamping mechanism (14) partially compensates for the force exerted by the first partial clamping mechanism (9, 10, 11) .
- 11. eleven.
- 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. Transmission according to claim 10, characterized in that the gear pump is driven by an electric motor (62) that applies a turning moment as a function of the current.
- 12. 12.
- Transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 11, con al menos dos regímenes de trabajo, donde al Transmission according to one of claims 1 to 11, with at least two work regimes, where
- 18. 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). Transmission according to one of claims 1 to 17, characterized in that the clamping mechanism (108; 10 125, 126) comprises at least two units coupled to each other (110, 111; 125, 126).
- 20. twenty.
- Transmisión según la reivindicación 18 o 19, caracterizada porque el acoplamiento es de tipo hidrodinámico o 15 hidrostático. Transmission according to claim 18 or 19, characterized in that the coupling is hydrodynamic or hydrostatic.
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2003
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