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WO1999015812A1 - Sistema de transmision de relacion continua variable - Google Patents

Sistema de transmision de relacion continua variable Download PDF

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Publication number
WO1999015812A1
WO1999015812A1 PCT/ES1998/000254 ES9800254W WO9915812A1 WO 1999015812 A1 WO1999015812 A1 WO 1999015812A1 ES 9800254 W ES9800254 W ES 9800254W WO 9915812 A1 WO9915812 A1 WO 9915812A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
subsystem
axes
torque
sub
respect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/ES1998/000254
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francisco De Asis Garcia Benitez
Juan Gutierrez De Cepeda
Gonzalo Campillo Arrabal
Pedro MADROÑAL MARTINEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP98942695A priority Critical patent/EP1022489B1/en
Priority to US09/508,919 priority patent/US6371881B1/en
Priority to AU90732/98A priority patent/AU9073298A/en
Priority to JP2000513074A priority patent/JP2001517764A/ja
Priority to DE69804838T priority patent/DE69804838T2/de
Priority to ES98942695T priority patent/ES2180193T3/es
Priority to AT98942695T priority patent/ATE216038T1/de
Publication of WO1999015812A1 publication Critical patent/WO1999015812A1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H29/00Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action
    • F16H29/12Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between rotary driving and driven members
    • F16H29/16Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between rotary driving and driven members in which the transmission ratio is changed by adjustment of the distance between the axes of the rotary members

Definitions

  • the present invention relates to a new prototype of a continuously variable ratio transmission system, intended to form the gearbox of motor vehicles, motorcycles and any other self-propelled vehicle that requires a variable transmission relationship between the drive plant and the system. of traction-propulsion.
  • the object of this invention has practical place in all applications in which a continuous regulation of the rotation speed and torque provided by a power plant in general is required.
  • Hydraulic systems use variable displacement pumps.
  • the transmission ratio varies continuously in a linear fashion from 0 to 1. This ratio can be varied with an extra multiplier or annex system attached. - There is no need to clutch or disengage to vary the transmission ratio from a null value to a non-zero value or from a non-zero value to zero.
  • the objective of this patent is, therefore, the design of a speed-torque variator that improves any of the embodiments that confront the state of the art up to the present date, in the field of oscillating systems.
  • the system whose scheme is presented in Figure 1, allows the input torque Me to be transformed at the angular velocity coe in another output pair Ms at speed ⁇ s, transmitting the power entering through the input axis to the output axis affected by efficiency System mechanics
  • the system is composed of three subsystems that are described below:
  • This mechanism ü-ansfomia and divides the incoming power by the primary axis, characterized by the torque Me and the angular velocity ⁇ e, to powers transmitted to several secondary axes, characterized by oscillating angular pairs and speeds.
  • - Composition subsystem This mechanism composes the powers transmitted by the secondary axes, by means of an epicycloidal train, at an output power, characterized by the torque Ms and the angular velocity ⁇ s.
  • FIG. 1 is a sectional view of the mechanism devoid of its housing for easier understanding.
  • FIG. 3 is a three-dimensional explosion of one of the subsystems of the embodiment, in particular of the one denoted by IT in Figure 2.
  • the system consists of an axis The one that transmits the rotation movement from a driving plant, oblivious to this invention, through the cogwheel Rl to the cogwheel R2.
  • the cogwheel R2 is concentric and integral to the E2 axis, has through grooves that are crossed by axes E3 and E4; of which there may be several units (four of each type in this practical embodiment).
  • the axes E3 and E4 are obliged to follow a fixed circular path, whose center coincides with the center of the crown Cl.
  • the wheels R3, each of them integral with its axis, are permanently engaged with the crown Cl. that axes E3 and E4 remain in this trajectory, their ends are forced to move in the grooves of rings Al and A2.
  • An alternative arrangement consists in arranging the crown gear Cl with its teeth to the outside. Crown Cl is positioned in solidarity with the mechanism housing (not shown in Figures 1 and 2).
  • the E3 and E4 axles at the opposite end to the R3 wheels, have R4 and R5 sprockets mounted on freewheels, either directly as in the case of E4 type axles, either through intermediate axles (E5) as in the case of axes type E3.
  • the wheels free denoted by Ll and L2, are mounted in such a way that they work in opposite directions: Ll transmits torque in the opposite direction of L2 and vice versa.
  • the movements generated by the wheels type R4 and R5 are transmitted to the sprockets R6 and R7 respectively, and are driven to an epicyclic train TI (exploded in Figure 3) through the axes E6 and E7.
  • the composition of both movements, and the transmitted pairs, is extracted by the E8 axis.
  • a practical embodiment of the epicyclic train, depicted in exploded Figure 3, is made up of the input shaft integral to the planetary sprocket R8, which meshes with the poita-satellite axes that carry the sprockets R9 and RIO. These axes, positioned in the carcass of the epicyclic train B, transmit the movement of the carcass that is integral to the E7 axis.
  • the movement transmitted by the RIO sprocket to the Rl 1 wheel is extracted by the E8 axis.
  • the P part rotates concentrically around the El axis; in its movement it displaces the axis E2, making it eccentric with respect to the axis E6, ceasing to be coaxial.
  • This displacement draws the wheel R2 by modifying the relative position in axes E3 and E4.
  • the position of the axis The respect to the housing is fixed, with only rotation allowed.
  • the entire system is lubricated and enclosed in a housing. Although not described, there are ball, needle and bronze bearings that minimize friction that may occur.
  • the transmission ratio between the output axis E8 and the input one depends, among other geometric factors of the mechanism, on the angle formed by the planes defined by the centers of the axes E1-E2 and E1-E6; such that when this angle is null, the transmission ratio is zero, increasing as said angle increases.
  • the variation in the transmission ratio is proportional to the aforementioned angle, achieved by circumferentially rotating the lever P with respect to the El axis.
  • the power characterized by the input torque Me and angular velocity oe, originating from an external source or driving plant, is transferred to the system through the shaft which transmits it to the cogwheel R2 by means of Rl.
  • the R2 wheel drags the E3 and E4 axles, which pass through the grooves provided for it.
  • E3 axes and E4 when turning around the axis E2 and, having at its ends sprockets R3 in solidarity with them, which engage with the wheel fixed to the housing Cl, rotate around their own axes. These turns are transmitted to the R6 and R7 sprockets.
  • composition of the previous turns in an epicycloidal train arranged for the TI effect allows to obtain a net movement of rotation ⁇ s in the output shaft, as well as a net torque of departure Ms.
  • the exit speed will be greater the greater the eccentricity of the corrugated wheel R2 relative to the axis of the epicycloidal train
  • Both the torque and the angular output speed are proportionally related to the angle that defines the eccentricity between axes E2 and E6-E7, to which the displacement of the lever P results; such that when these axes are concentric, the transmission ratio is zero, increasing this confoime increases the eccentricity. This way of working is what gives the entire system the character of the transmission mechanism of continuous variation desired.
  • FIG. 4 A schematic diagram of the previous development is presented in Figure 4.
  • the symbology used is the standard for the schemes of mechanisms composed of gears, except the double arrow that represents the existence of a freewheel that transmits torque and movement in one direction (schedule / counterclockwise) and not in another (counterclockwise / hourly) depending on their orientation (left-right / right-left).
  • SI identifies the Par-Speed Variation Subsystem
  • S2 identifies the Transformation and Division Subsystem
  • S3 the Composition Subsystem.
  • ALTERNATIVE SYSTEMS ALTERNATIVE SYSTEMS
  • S1R Grooved wheel drive. Mechanism composed of an externally toothed crown, with grooves in which they are housed and serve as a guide to axles with sprockets. Figure 5 shows the grooved wheel and the axes that cross it.
  • S IC Crosshead drive. Mechanism composed of an internal toothed crown, Figure 6, or externally, through which the gear wheels of shafts that are housed in the grooves of a crosshead engage, or slide along the outside of the crosshead by pairs of delizations attached to the shafts by rotation pairs, Figure 7.
  • S2S Simple Subsystem.
  • the schematic representation is shown in Figure 8. It is composed of one or more axles (E3) that set toothed wheels (R4) mounted on freewheels that transmit torque when they rotate in one direction and not in the opposite and that in turn engage with a cogwheel (R6);
  • the mechanism also transmits the input movement to a third gearwheel (R7) through the primary axis (El).
  • S2A Exploited Subsystem.
  • the schematic representation is shown in Figure 9. It consists of several axles (E3) (two or more) that set two sprockets (R4 and R5) mounted on complementary freewheels, one of them transmits torque when it rotates in one direction and the another in the opposite direction.
  • S2AI Subsystem Leveraged with Investor. Its scheme is shown in Figure 10. Similar to the mechanism called the Exploited Subsystem, it differs from that in that there are cogwheels (R) that act as motion inverters.
  • R cogwheels
  • S2CP With freewheels that transmit torque in the same direction. Its scheme is presented in Figure 11.
  • S2CI Composite Subsystem with Investor. Its scheme is shown in Figure 13. Similar to the mechanisms called Composite Subsystem, it differs from it in that there are cogwheels (R) that make motion inverters.
  • R cogwheels
  • S3F Differential train. It constitutes a particular case of epicyclic train. The movements of rotation of entry take place by the two planetary axes, the movement of rotation of exit takes place by the axis associated to the housing, Figure 16.
  • FIG. 17 shows the scheme of the possible combinations of the subsystems described throughout this document and which constitute various variations of the invention for which patent registration is requested.
  • the notation used for the subsystems corresponds to the acronyms used for the denomination of each of them throughout the previous section.
  • the notation E, O, E / O has been specified that identifies whether the number of axes type E3 or type E4 is even (E) or odd (O) .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Está compuesto de tres subsistemas: Primer Subsistema: consta de palanca de accionamiento (P), que mediante giro alrededor de un eje (E1) desplaza excéntricamente el Segundo Subsistema con respecto al Tercero un determinado ángulo circunferencialmente alrededor de una rueda dentada (R1), una rueda acanalada dentada (R2) o cruceta acanalada o cruceta con pares de deslizamiento, y ejes portaengranajes que la atraviesan. La rueda acanalada (R2) gira con relación de transmisión fija respecto al movimiento de giro del eje de entrada. Segundo Subsistema: transforma y divide la potencia entrante por el eje primario, en potencias transmitidas a varios ejes secundarios (E3, E4), caracterizadas por pares y velocidades angulares oscilantes. Tercer Subsistema: compone las potencias transmitidas por los ejes secundarios, mediante un tren epicicloidal (T1), en una potencia de salida. El movimiento resultante de salida es proporcional al ángulo de excentricidad del Primer Subsistema respecto al Tercero. Tiene aplicación en la industria de automoción y cualquier otra que exija una regulación continua de la velocidad y el par proporcionados por una planta de potencia.

Description

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE RELACIÓN CONTINUA VARIABLE
DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a un nuevo prototipo de sistema de transmisión de relación continuamente variable, con destino a conformar la caja de cambios de vehículos automóviles, motocicletas y cualquier otro vehículo autopropulsado que exija una relación de transmisión variable entre la planta motriz y el sistema de tracción-propulsión.
Este sistema aporta mejoras notables en la concepción teórica y la realización práctica de sistemas existentes de transmisiones basadas en los mismos principios mecánicos, las cuales afectan a la simplificación de su diseño, y a una más amplia generalización del diseño cinemático.
El objeto de esta invención tiene cabida práctica en todas las aplicaciones en las que se exija una regulación continua de la velocidad de rotación y el par proporcionados por una planta de potencia, en general.
Esta invención se enmarca dentro de la sección F: Mecánica, según la C.I.P.
ANTECEDENTES DE LA INVENCI N
Las plantas de potencia más extendidas para vehículos automóviles, y en general autopropulsados, son los motores de combustión interna. Su principal ventaja es la alta potencia específica (por unidad de peso) que son capaces de suministrar, así como su elevada autonomía. Sin embargo presentan un inconveniente: el rango limitado de velocidades en el que son capaces de producir una potencia elevada. En general, solo proporcionan una potencia adecuada para su uso en automoción entre 1000 y 6000 m aproximadamente. Además, la entrega de potencia es muy diferente a distintos regímenes, pudiéndose encontrar que la potencia máxima es de hasta 5 ó 6 veces la que se entrega a ralentí.
Si la relación de transmisión entre el motor y las ruedas del vehículo fuese fija, no se abarcaría todo el rango de velocidades requerido por el vehículo. En efecto, una relación que proporcione una velocidad mínima adecuada (por ejemplo 10 km/hora) ofrece una velocidad máxima impropia (60 km/hora). Análogamente, una relación fija que proporcionase una velocidad máxima aceptable comercialmente (por ejemplo 210 km/hora) daría lugar a una velocidad mínima no aceptable (35 km/hora). Esta es la principal razón que indujo a incorporar un sistema de transmisión de relación variable, usualmente conocido como caja de cambios o caja de velocidades.
Las cajas de cambio convencionales peπniten seleccionar entre una gama discreta de relaciones de transmisión, generalmente entre 4 y 6 para turismos, algunas más para vehículos comerciales, todo-terreno y autobuses, duplicándose y triplicándose para vehículos agrícolas y de movimiento de tieiras. Con estas cajas se consigue un mejor aprovechamiento del motor, pues se puede obtener cualquier valor de la velocidad del vehículo manteniendo una potencia relativamente alta, dentro de un rango de velocidades apto. No obstante estas transmisiones distan de ser ideales, ya que únicamente son capaces de ofrecer la máxima potencia del motor para deteπninados valores de la velocidad del vehículo. A fin de soslayar este último inconveniente hace su aparición la relación de transmisión continuamente variable; esta solución técnica sería capaz de proporcional- en cada instante cualquier relación entre la velocidad del vehículo y la velocidad de giro del motor. De este modo se podría mantener el motor girando en el régimen más conveniente, cualquiera que fuese la velocidad que estuviera desarrollando el vehículo. En principio, este régimen podría ser el punto de máxima potencia, pero también son interesantes el punto de máximo par y el de mínimo consumo específico de combustible.
Los desarrollos actuales de sistemas de transmisión pueden clasificarse como sigue:
• De relaciones fijas. Utilizan conjuntos de ruedas dentadas que engranan dando lugar a relaciones de transmisión función de los diámetros de las ruedas que intervienen. Las relaciones varían en función de las ruedas que se engranen e intervengan en la cadena de transmisión. Este sistema exige embragues para realizar los cambios de relaciones. Estos cambios pueden ser realizados de forma manual o automática, en este último caso la tecnología actual requiere de un sistema hidráulico, denominado convertidor hidráulico de par, así como de composiciones de engranajes planetarios; o bien de sistemas electromecánicos de embrague-desembrague.
• De relación variable continua. En este ámbito existe gran variedad de ideas y desarrollos prácticos. Los diferentes tipos y realizaciones a lo largo del tiempo pueden clasificarse en los siguientes:
Sistemas hidráulicos. Usan bombas de desplazamiento variable.
- Sistemas basados en transmisión por correas. Desde el punto de vista práctico uno de los más extendidos es el sistema Transmatic Van Doorne, basado en la transmisión por correas entre poleas que pueden variar su diámetro, cambiando así su relación de transmisión. Algunos de los inconvenientes de esta tipología de sistemas radica en su excesivo volumen y la baja capacidad de transmisión de potencia al ser un sistema basado en el rozamiento. Otras disposiciones que merecen mencionarse son los derivados del desarrollo de Fouillarion, el mecanismo de Kumm, el PIV-Reimers, Variomatic, etc.
- Sistemas basados en ruedas de contacto. En la literatura anglosajona se les conoce como traction diϊves y constan básicamente de dos ruedas en contacto con sus ejes peφendiculares y que varían la relación de transmisión al alejarse una de las ruedas del eje de la otra. Es también un sistema basado en el rozamiento y exige rodadura sin deslizamiento. Mecanismos que merecen mencionarse son el NTD (Nutating Traction
Drive) de Vadetec, el Vadetec NT-XA2, el Hayes CVT tórico, el CVT tórico
Perbury/BTG, los desarrollos de Exceleπnatic, el Forster, Epicycüc de Jaguar y
Torotrak entre otros.
- Sistemas oscilantes. Son transmisiones completamente mecánicas que transforman un movimiento rotatorio en otro oscilante que, posterioπnente en la cadena cinemática, se rectifica convirtiéndolo en otro movimiento rotacional. Se conocen con el nombre anglosajón de ratcheting drives. Las ventajas de estas realizaciones son: que no montan elementos de fricción, no necesitan embragues, se puede variar la relación de transmisión con un simple actuador lineal sin interrupciones en la transmisión y resultan más pequeñas, livianas y menos costosas de fabricar que una caja de cambios automática. Una de las primeras invenciones de este tipo de mecanismos son los sistemas R.v.R., Dietrich y el LCB. Una de las realizaciones prácticas más actuales corresponde al sistema desarrollado por Epilogics Inc., denominado infinitely variable transmission (IVT), objeto de la patente de P. Pires.
VENTAJAS DE LA INVENCI N
Las ventajas del sistema objeto de esta patente pueden resumirse en los siguientes puntos:
- Transmisión completamente mecánica y, por consiguiente, con un elevado rendimiento mecánico.
- No existen elementos de fricción que reduzcan la efectividad de la transmisión de par.
- La relación de transmisión varía continuamente de fonna lineal desde 0 hasta 1. Esta relación puede variarse con un sistema multiplicador o divisor extra anexo. - No existe la necesidad de embragar o desembragar para variar la relación de transmisión de un valor nulo a otro no nulo o de un valor no nulo a cero.
Las anteriores características hacen que el sistema tenga un fuerte interés industrial y comercial, siendo de inmediata aplicación en automoción, así como en aplicaciones industriales en las que se precise variadores de velocidad y par.
Las principales diferencias del sistema objeto de esta patente con el sistema más próximo tecnológicamente, mecanismo IVT de Epilogics, son las siguientes:
- No existen ejes acodados que transforman el movimiento giratorio de entrada en otros oscilantes.
- Solamente existe un único mecanismo epicicloidal, no existiendo por tanto transmisión directa a través de un eje secundario desde la planta motriz y que se componga con la salida del mecanismo que rectifica el movimiento oscilante en otro giratorio.
DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LA INVENCIÓN
El objetivo de esta patente es, pues, el diseño de un variador de velocidad-par que mejora cualquiera de las realizaciones que confoπnan el estado de la técnica hasta la presente fecha, en el ámbito de los sistemas oscilantes. El sistema, cuyo esquema se presenta en la Figura 1 peπnite transfoimar el par de entrada Me a la velocidad angular coe en otro par de salida Ms a velocidad ωs, transmitiendo la potencia que entra por el eje de entrada al de salida afectada por la eficiencia mecánica del sistema.
El sistema está compuesto de tres subsistemas que se pasan a describir a continuación:
- Subsistema de Variación de Par-Velocidad. Tiene como finalidad el variar la posición relativa del Subsistema de Transformación y División con respecto al Subsistema de Composición.
- Subsistema de Transformación y División. Este mecanismo ü-ansfomia y divide la potencia entrante por el eje primario, caracterizada por el par Me y la velocidad angular ωe, a potencias transmitidas a varios ejes secundarios, caracterizadas por pares y velocidades angulares oscilantes. - Subsistema de Composición. Este mecanismo compone las potencias transmitidas por los ejes secundarios, mediante un tren epicicloidal, en una potencia de salida, caracterizada por el par Ms y la velocidad angular ωs.
DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE UNA REALIZACIÓN FÍSICA
Descripción
La invención se describirá ahora por medio de una realización preferida y con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- La Figura 1 es una vista seccionada del mecanismo desprovisto de su carcasa para una más fácil comprensión.
- La Figura 2 es una explosión tridimensional del mecanismo en sus principales componentes.
- La Figura 3 es una explosión tridimensional de uno de los subsistemas de la realización, en particular del denotado por TI en la Figura 2.
El sistema consta de un eje El que transmite el movimiento de rotación proviniente de una planta motriz, ajena a esta invención, a través de la rueda dentada Rl a la rueda dentada R2. La rueda dentada R2 es concéntrica y solidaria al eje E2, dispone de unas acanaladuras pasantes que son atravesadas por los ejes E3 y E4; de los que pueden existir varias unidades (cuatro de cada tipo en esta realización práctica). Los ejes E3 y E4 están obligados a seguir una trayectoria circular fija, cuyo centro coincide con el centro de la corona Cl. Las ruedas R3, cada una de ellas solidaria a su eje, se encuentran permanentemente engranadas con la corona Cl. A fin de que los ejes E3 y E4 se mantengan en esta trayectoria, sus extremos se encuentran obligados a moverse en las acanaladuras de los aros Al y A2. Una disposición alternativa consiste en disponer la corona dentada Cl con su dentado por el exterior. La corona Cl se encuentra posicionada solidariamente a la carcasa del mecanismo (no representada en las Figuras 1 y 2).
Los ejes E3 y E4, por el extremo opuesto a las ruedas R3, disponen de ruedas dentadas R4 y R5 montadas sobre ruedas libres, bien directamente como en el caso de los ejes tipo E4, bien a través de ejes intermedios (E5) como en el caso de los ejes tipo E3. Las ruedas libres, denotadas por Ll y L2, se encuentran montadas de tal manera que ttabajen en sentidos opuestos: Ll transmite par en el sentido de giro contrario a L2 y vice versa.
Los movimientos generados por las ruedas tipo R4 y R5 se transmiten a las ruedas dentadas R6 y R7 respectivamente, y se conducen a un tren epicicloidal TI (explosionado en la Figura 3) a través de los ejes E6 y E7. La composición de ambos movimientos, y los pares transmitidos, se extrae por el eje E8. Una realización práctica del tren epicicloidal, representado en la Figura 3 explosionado, se compone del eje de entrada solidario a la rueda dentada planetaria R8, que engrana con los ejes poitasatélites que portan las ruedas dentadas R9 y RIO. Estos ejes, posicionados en la carcasa del tren epicicloidal B , transmiten el movimiento de la carcasa que se encuentra solidaria al eje E7. El movimiento transmitido por la rueda dentada RIO a la rueda Rl 1 se extrae por el eje E8.
La pieza P, denominada palanca de accionamiento, gira concéntricamente alrededor del eje El; en su movimiento desplaza al eje E2, haciéndolo excénmco respecto al eje E6, dejando de ser coaxiales. Este desplazamiento arrastra, a su vez, a la rueda R2 modificando la posición relativa enü'e los ejes E3 y E4. La posición del eje El respecto a la carcasa es fija, teniendo permitido solo el giro.
Todo el sistema se encuenü'a lubricado y encerrado en una carcasa. Aunque no se describen, existen cojinetes de bolas, de agujas y de bronce que minimizan los rozamientos que pudieran producirse.
Funcionamiento
A continuación se pasa a explicar el funcionamiento del mecanismo descrito.
La relación de transmisión entre el eje de salida E8 y el de entrada El depende, entre otros factores geométricos del mecanismo, del ángulo fonnado por los planos definidos por los centros de los ejes E1-E2 y E1-E6; de tal manera que cuando este ángulo es nulo, la relación de transmisión es cero, aumentando conforme aumenta dicho ángulo. La variación en la relación de transmisión es proporcional al citado ángulo, conseguido al girar circunferencialmente la palanca P respecto al eje El.
La potencia, caracterizada por el par de entrada Me y velocidad angular oe, proviniente de una fuente exterior o planta motriz, se transfiere al sistema a través del árbol El que la transmite a la rueda dentada R2 por medio de la Rl. La rueda R2 arrastra en su giro a los ejes tipo E3 y E4, que la atraviesan por acanaladuras previstas para ello. Los ejes E3 y E4, al girar alrededor del eje E2 y, al tener en sus extremos ruedas dentadas R3 solidarias a ellos, que engranan con la rueda fija a la carcasa Cl, giran alrededor de sus propios ejes. Estos giros son transmitidos a las ruedas dentadas R6 y R7.
Al desplazar la palanca P obligando a que el eje E2 no sea concéntrico a los ejes E6 y E7, el movimiento de los ejes E3 y E4 se compone de giros alrededor de sus ejes, giro alrededor del eje E2 y movimientos de desplazamientos a lo largo de las acanaladuras practicadas en la rueda R2. La composición de estos movimientos da lugar a que los giros de los ejes E3 y E4 tengan un carácter sinusoidal (con parte del ciclo en sentido horario y parte antihorario).
La existencia de ruedas libres en los extremos de los ejes E3 y E4 pennite que solamente se transmita la parte del ciclo que interese a las ruedas R6 y R7. Estas ruedas, R6 y R7, estarán conducidas por los ejes, E3 y E5 respectivamente, que tengan mayor excentricidad respecto al eje del tren epicicloidal coaxial al eje definido por E6-E7. A mayor excentricidad mayor velocidad será la transmitida a las ruedas R6 y R7.
La composición de los giros anteriores en un tren epicicloidal dispuesto al efecto TI, permite obtener un movimiento neto de giro ωs en el eje de salida, así como un par neto de salida Ms. La velocidad de salida será mayor cuanto mayor sea la excentricidad de la rueda acanalada R2 con relación al eje del tren epicicloidal
Tanto el par como la velocidad angular de salida están relacionados proporcionalmente con el ángulo que define la excentricidad entre los ejes E2 y E6-E7, a que da lugar el desplazamiento de la palanca P; de tal manera que cuando estos ejes se encuentran concéntricos, la relación de transmisión es cero, aumentando ésta confoime aumenta la excentricidad. Esta forma de funcionar es la que imprime a todo el sistema el carácter de mecanismo de transmisión de variación continua deseada.
Esquema
Un diagrama esquemático del desarrollo anterior se presenta en la Figura 4. La simbología utilizada es la estándar para los esquemas de mecanismos compuestos por engranajes, excepto la doble flecha que representa la existencia de una rueda libre que transmite par y movimiento en un sentido (horario/antihorario) y no en otro (antihorario/horario) dependiendo de la orientación de éstas (izquierda-derecha/derecha-izquierda). En dicha figura, SI identifica al Subsistema de Variación de Par- Velocidad, S2 identifica al Subsistema de Transfoπnación y División y S3 al Subsistema de Composición. SISTEMAS ALTERNATIVOS
Basados en los mismos principios que la realización práctica presentada en esta memoria, pueden obtenerse mecanismos alternativos para diferentes diseños de los ttes subsistemas que intervienen. A continuación se describen los diferentes diseños de cada una de los subsistemas.
Alternativas del Subsistema de Variación de Par-Velocidad
S1R: Accionamiento por rueda ranurada. Mecanismo compuesto por una corona dentada exteriormente, con ranuras en las que se alojan y sirven de guía a ejes con ruedas dentadas. En la Figura 5 se representa la rueda ranurada y los ejes que la atraviesan.
S IC: Accionamiento por cruceta. Mecanismo compuesto por una corona dentada interior, Figura 6, o exteriormente, por la que engranan las ruedas dentadas de ejes que se alojan en las ranuras de una cruceta, o bien deslizan por el exterior de la cruceta mediante pares de delizamientos unidos a los ejes por pares de rotación, Figura 7.
Alternativas del Subsistema de Transformación y División
S2S: Subsistema Simple. La representación esquemática se muestra en la Figura 8. Está compuesto por uno o más ejes (E3) que engastan ruedas dentadas (R4) montadas sobre ruedas libres que transmiten par cuando giran en un sentido y no en el opuesto y que a su vez engranan con una rueda dentada (R6); el mecanismo también transmite el movimiento de entrada a una tercera rueda dentada (R7) a través del eje primario (El).
S2A: Subsistema Aprovechado. La representación esquemática se muestra en la Figura 9. Consta de varios ejes (E3) (dos o más) que engastan dos ruedas dentadas (R4 y R5) montadas sobre ruedas libres complementarias, una de ellas transmite par cuando gira en un sentido y la otra en el sentido inverso.
S2AI: Subsistema Aprovechado con Inversor. Su esquema se muestra en la Figura 10. Similar al mecanismo denominado Subsistema Aprovechado, se diferencia de él en que existen unas ruedas (R) dentadas que hacen de inversores del movimiento.
Subsistema Compuesto. Los componentes de estos mecanismos (Figuras 11, 12 o 13) son un conjunto de ejes en número par o impar (E3) que engranan con la rueda dentada (R6) a través de engranajes montados sobre ruedas libres, y un segundo conjunto de ejes (E4), en el mismo número que el anterior conjunto, que engranan con una segunda rueda dentada (R7). Los ejes que componen el primer conjunto engastan ruedas dentadas montadas sobre ruedas libres que transmiten par cuando giran en un sentido, que podrá ser el mismo o el opuesto dependiendo de las dos disposiciones siguientes:
S2CP: Con ruedas libres que transmiten par en el mismo sentido. Su esquema se presenta en la Figura 11.
S2CN: Con ruedas libres que transmiten par en sentido opuesto. Su esquema se presenta en la Figura 12.
S2CI: Subsistema Compuesto con Inversor. Su esquema se muestra en la Figura 13. Similar a los mecanismos denominados Subsistema Compuesto, se diferencia de él en que existen unas ruedas dentadas (R) que hacen de inversores del movimiento.
Alternativas del Subsistema de Composición
S3D: Tren epicicloidal directo. Los movimientos de giro de entrada tienen lugar por la corona y el eje portasatélites, el movimiento de giro de salida tiene lugar por el planetario. Dos descripciones de esta disposición se muestran en la Figura 14.
S3I: Tren epicicloidal inverso. Los movimientos de giro de enttada tienen lugar por la corona y el eje planetario, el movimiento de giro de salida tiene lugar por el eje portasatélites. Dos descripciones de esta disposición se muestran en la Figura 15.
S3F: Tren diferencial. Constituye un caso particular de tren epicicloidal. Los movimientos de giro de entrada tienen lugar por los dos ejes planetarios, el movimiento de giro de salida tiene lugar por el eje asociado a la carcasa, Figura 16.
Sistemas Alternativos
El acoplamiento de todas las combinaciones posibles entre los distintos subsistemas alternativos da lugar a distintos Sistemas Alternativos. A continuación se indican estas combinaciones:
- (S1R ó SIC) + (S2S ó S2A ó S2AI ó S2CP ó S2CN ó S2CI) + (S3D ó S3I ó S3F) con un número de ejes secundarios tipo E3 o tipo E4 en número par o impar. En la Figura 17 se presenta el esquema de las posibles combinaciones de los subsistemas descritos a lo largo de este documento y que constituyen diversas variaciones de la invención para las que se solicita el registro de patente. La notación utilizada para los subsistemas se corresponden con las siglas utilizadas para la denominación de cada uno de ellos a lo largo del apartado anterior. En la última columna de la tabla, para cada una de las combinaciones definidas, se ha especificado la notación E, O, E/O que identifica si el número de ejes tipo E3 o tipo E4 es par (E) o impar (O).
La realización física a la que corresponde el mecanismo de la Figura 1 responde a la combinación de subsistemas dados por:
S1R + S2CP + S3I con un número de ejes secundarios tipo E3 y tipo E4 de 4 cada uno.

Claims

REIVINDICACIONESSe reivindica como de nueva y propia invención la propiedad y explotación exclusiva de:
1. "SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE RELACIÓN CONTINUA VARIABLE" caracterizado por estar compuesto de los tres subsistemas siguientes (Figuras 1 y 2):
- Subsistema de Valuación de Par- Velocidad. Consistente en palanca de accionamiento (P) que mediante giro alrededor de un eje (El) desplaza excéntricamente el Subsistema de Transfoπnación y División con respecto al Subsistema de Composición un determinado ángulo circunferencialmente alrededor de una rueda dentada (Rl), que transmite el par de entrada a otro mecanismo cuya finalidad es ffansfonnar este par en diversos pares con velocidades angulares oscilantes. Este último mecanismo consiste bien en una rueda acanalada dentada (R2), bien en una cruceta acanalada (Figura 6) o cruceta con pares de deslizamiento (Figura 7), y ejes portaengranajes que la atraviesan posicionados circunferencialmente mediante aros acanalados (Al, A2). Pudiendo todo el conjunto, fonnado por la rueda (R2) y los ejes que la atraviesan, desplazarse circunferencialmente respecto a otra rueda (Rl). La rueda acanalada (R2) gira con relación de transmisión fija con respecto al movimiento de giro del eje de entrada.
- Subsistema de Transformación y División. Compuestos de ejes que portando ruedas libres transmiten únicamente paite de las fases del ciclo de movimientos oscilantes de éstos, para poder con posterioridad ser compuestos en un tren epicicloidal dispuesto al efecto. Las distintas disposiciones se denominan:
- Subsistema Simple S2S (Figura 8). Consistente en uno o más ejes (E3) que engastan ruedas dentadas (R4) montadas sobre ruedas libres que transmiten par cuando giran en un sentido y no en el opuesto y que a su vez engranan con una rueda dentada (R6); el mecanismo también transmite el movimiento de entrada a una tercera rueda dentada (R7) a mivés del eje primario (El).
- Subsistema Aprovechado S2A (Figura 9). Consistente en varios ejes (E3) (dos o más) que engastan dos ruedas dentadas (R4 y R5) montadas sobre ruedas libres complementarias, una de ellas transmite par cuando gira en un sentido y la otra en el sentido inverso.
- Subsistema Aprovechado con Inversor S2AI (Figura 10). Se diferencia del Subsistema S2A en que existen unas ruedas (R) dentadas que hacen de inversores del movimiento. -Subsistema Compuesto S2CP (Figura 11). Consistente en uno o más ejes
(E3,E4) que engastan ruedas dentadas montadas sobre ruedas libres que transmiten par cuando giran en un sentido y no en el opuesto y que a su vez engranan con una rueda dentada (R6,R7). Las ruedas libres que transmiten par en el mismo sentido.
- Subsistema Compuesto S2CN (Figura 12). Similar al subsistema anterior pero con ruedas libres que transmiten par en sentidos opuestos.
- Subsistema Compuesto S2CI (Figura 13). Similar a los mecanismos denominados Subsistema Compuesto, se diferencia de él en que existen unas ruedas dentadas (R) que hacen de inversores del movimiento.
- Subsistema de Composición. Consistente en un tren epicicloidal que componga los movimientos de los ejes secundarios de tal manera que el movimiento resultante sea oscilante y, para ángulos de desviación nulos entre los planos definidos por los centros de los ejes E1-E2 y E1-E6, este movimiento resultante sea cero.
2. El Subsistema de Variación de Par-Velocidad según la reivindicación 1, que se caracteriza porque su esquema consta de los siguientes elementos (Figuras 1 y 2): Una pieza (P), denominada palanca de accionamiento, que gira concénü-icamente alrededor de un eje (El) y, en su movimiento, desplaza a un segundo eje (E2), haciéndolo excéntrico respecto a un tercero (E6), dejando de ser coaxiales. Este desplazamiento arrastra, a su vez, a una rueda (R2) modificando la posición relativa entre dos ejes (E3, E4). La posición del primer eje (El) respecto a la carcasa es fija, teniendo pennitido solo el giro. Consta a su vez de una rueda dentada (R2) concéntrica y solidaria a un eje (E2), que dispone de unas acanaladuras pasantes que son atravesadas por ejes (E3, E4); de los que pueden existir varias unidades. Estos ejes (E3, E4) están obligados a seguir una trayectoria circular fija, y disponen por el extremo opuesto de ruedas dentadas (R4, R5) montadas sobre ruedas libres, bien directamente bien a través de ejes intermedios.
3. El Subsistema de Variación de Par- Velocidad según la reivindicación 2, que se diferencia del descrito en la reivindicación 2 por la sustitución de la rueda acanalada (R2) por una cruceta acanalada múltiple (Figura 6) o cruceta con pares de deslizamiento (Figura 7), que giran con relación de transmisión fija con respecto al movimiento de giro del eje de entrada.
4. Los Subsistemas de Transfonnación y División según la reivindicación 1. que se caracterizan porque en su funcionamiento los movimientos generados por las ruedas (R4, R5) se transmiten a otras (R6, R7), y se conducen a un tren epicicloidal (TI). La composición de ambos movimientos, y los pares transmitidos, se extrae por el eje de salida (E8).
5. El acoplamiento de los tres subsistemas especificados en la reivindicación 1 y los subsistemas alternativos especificados en las reivindicaciones 2 y 3, sin necesidad de componer el movimiento resultante de salida por el eje de salida (E8) con el movimiento de giro de enttada (El), por medio de ningún mecanismo adicional, a fin de obtener un sistema con capacidad de transmisión nula para ángulos de desviación nulos entre los planos definidos por los centros de los ejes E1-E2 y E1-E6.
6. La composición de dos o más de los sistemas obtenidos según la reivindicación 5, por acoplamiento de los subsistemas descritos en las reivindicación 1, a fin de obtener un mecanismo con una velocidad angular de salida variable con el ángulo de rotación en un número de oscilaciones superior al proporcionado por la velocidad de salida de cualquiera de los sistemas que lo componen.
7. La aplicación de los mecanismos derivados de esta invención según la reivindicaciones 1 y 5 a cualquier tipo de vehículos autopropulsados.
8. "SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE RELACIÓN CONTINUA VARIABLE", tal y como se describe en el cuei o de esta memoria y reivindicaciones que consta de 23 páginas escritas por una sola cara y 17 dibujos.
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