ACOPLAMIENTO HIDRáULICO REGULABLE TAL COMO UN FRENO HIDRáULICO O UN EMBRAGUE HIDRáULICO

OBJETO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere a un acoplamiento hidráulico regulable, tal como un freno hidráulico o un embrague hidráulico, siendo el freno utilizable en cualquier tipo de vehículos, y preferentemente y con gran efectividad en vehículos pesados tales como camiones, dúmpers articulados, vagones y similares, mientras que el embrague permite efectuar de modo fácil una regulación efectiva del bloqueo de Ia transmisión independientemente de Ia velocidad, con una constitución que minimiza el desgaste de elementos mecánicos y un mínimo volumen de fluido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

En Ia actualidad se conocen unos frenos de fricción directa, para vehículos principalmente, donde unos forros, zapatas, ferodos o similares actúan friccionando directamente contra una pista practicada en un tambor o disco; unos frenos eléctricos donde un rotor y un estator son inductor e inducido tal que el inductor genera un campo eléctrico que tiende a frenar el movimiento de giro relativo entre ambos; y unos frenos hidráulicos, también conocidos como retarders o intarders, donde una turbina está sumergida en un fluido, tal que imprimiendo a dicho fluido un movimiento en sentido contrario al de Ia turbina, se produce una reducción de su velocidad.

En el primero de los casos, Ia regulación es muy buena, y se pueden conseguir grandes potencias de frenado con Ia asistencia de medios eléctricos e hidráulicos. Sin embargo tiene el inconveniente del

desgaste producido por Ia fricción, Io que produce desgastes y precisa sustituciones frecuentes, tratándose además frecuentemente de materiales nocivos para el medio ambiente.

Los frenos eléctricos resultan caros si se desea una regulación eficaz, y tienen el inconveniente principal de que no funcionan en caso de fallo de alimentación eléctrica. Por estas razones se suelen utilizar únicamente como frenos auxiliares todo o nada en vehículos pesados, como autobuses y camiones.

Los frenos hidráulicos de turbina son unos acoplamientos hidráulicos regulables que tienen problemas de regulación ya que precisan una bomba capaz de suministrar un flujo continuo de fluido, y además de velocidad regulable para efectuar Ia regulación de Ia frenada, Io que supone una mayor complejidad. Además producen un mayor desgaste de Ia turbina y degradación más rápida del fluido.

Por otro lado también se conocen unos acoplamientos hidráulicos, que constan de una bomba acoplada al semieje motriz y de una turbina acoplada al semieje arrastrado. Ambos elementos tienen forma de medio toro y se colocan enfrentados entre sí en el interior de una carcasa llena de fluido hidráulico, sin que lleguen a tocarse. Cuando el semieje motriz gira a pocas revoluciones el aceite sale de Ia bomba e incide sobre los alabes de Ia turbina, pero con poca capacidad de arrastre. Como consecuencia el eje arrastrado no gira y Ia transmisión se encuentra desembragada.

A velocidades medias se incrementa Ia capacidad del arrastre del eje arrastrado, pero con un cierto deslizamiento, mayor cuanto menor es Ia velocidad de giro. Hay un desembragamiento parcial, que deja de existir cuando se alcanza unas determinadas revoluciones del eje motriz.

Entonces el eje arrastrado gira prácticamente a Ia misma velocidad que el motriz.

El inconveniente principal de este tipo de embragues radica en que no se puede conseguir el arrastre del eje arrastrado a bajas revoluciones del eje motriz. Por esta razón su utilización queda usualmente limitada las transmisiones automáticas.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

El acoplamiento hidráulico regulable de Ia invención se constituye en un freno hidráulico o en un embrague hidráulico que subsanan los inconvenientes descritos.

De acuerdo con Ia invención, el freno hidráulico está constituido por un estator fijable a un soporte estático, o a Ia carrocería o estructura de un vehículo, y un rotor solidarizado a una pieza giratoria, típicamente una rueda.

Entre el estator y rotor se han incluido unos rodamientos para facilitar su apoyo y giro mutuo, así como unas juntas de estanqueidad, todo ello destinado a generar entre ambos una cámara estanca, Ia cual va llena de un fluido de viscosidad adecuada.

La invención también ha previsto que ambas piezas principales

(estator y rotor) dispongan de unas cavidades dirigidas hacia Ia cámara y comunicadas con Ia misma, y que por tanto también están llenas del fluido mencionado.

La regulación de Ia frenada se efectúa variando Ia presión del fluido que llena Ia cámara. Para ello Ia cámara está adecuadamente comunicada

con una bomba exterior, por ejemplo de pistones y accionada por un pedal. Esta comunicación se realiza preferentemente a través del estator, mediante uno o más racores, si bien también podría implementarse en el rotor mediante una conexión rotativa, o bien en ambos, estator y rotor.

Para que los efectos de Ia variación de Ia presión se transmitan mejor, se ha previsto también una canalización de reparto que comunica el racor o conexión con algunas o todas de las cavidades de Ia pieza (estator o rotor) donde se implementa.

El embrague hidráulico de Ia invención comprende dos piezas principales, en este caso giratorias independientemente y alineadas axialmente, relacionadas entre sí mediantes casquillos y/o rodamientos, y que están respectivamente destinadas a fijarse en los extremos de ambos semiejes de una transmisión.

Cada una de estas piezas principales, a su vez, puede constituirse por conjuntos de piezas convenientemente montadas.

De igual modo está previsto, según Ia invención, Ia implementación de una cámara estanca entre ambas piezas principales, destinada a contener un fluido de viscosidad adecuada. Esta cámara, además, está comunicada con un elemento regulador de presión externo, que forma parte igualmente de Ia invención.

También está previsto según Ia invención Ia implementación en ambas piezas principales, y por el interior de Ia cámara estanca, de unos relieves favorecedores del arrastre del fluido, y por tanto del acoplamiento hidráulico entre ambas piezas, en el cual además influye Ia mayor o menor presión que se Ie dé al fluido a través del elemento regulador externo. Por tanto Ia regulación del bloqueo del embrague se realiza variando Ia presión

a que está sometido el fluido.

Al igual que en el caso del freno hidráulico, los relieves preferentemente se implementan mediante unas cavidades radiales previstas en ambas piezas, destinadas a enfrentarse y desfasarse con el giro relativo de ambas piezas. Esto produce variaciones locales de Ia distribución del volumen de Ia cámara estanca.

BREVE DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra una vista en perspectiva seccionada al cuarto del freno de Ia invención.

Las figuras 2 y 3 muestran sendas secciones longitudinal y diametral del freno de Ia invención.

La figura 4 muestra un vista en perspectiva y seccionada al cuarto del embrague de Ia invención.

La figura 5 muestra una sección longitudinal del embrague según Ia configuración mostrada en Ia figura 4, donde además aparecen los semiejes de Ia transmisión.

La figura 6 muestra una sección diametral del freno según Ia configuración mostrada en Ia figura 4.

DESCRIPCIóN DE UNA REALIZACIóN PRACTICA DE LA INVENCIóN

Según se muestra en las figuras 1 , 2 y 3, el freno hidráulico (1 ) de Ia invención comprende dos piezas principales, un estator (2) y un rotor (3),

relacionadas mediante rodamientos (4) de modo tal que entre ambos queda definida una cámara (5) estanqueizada mediante juntas (6), Ia cual se llena con un fluido de viscosidad adecuada.

Tanto en el estator como en el rotor se han definido unas cavidades radiales (7a, 7b) orientadas hacia Ia cámara (5), y en este ejemplo de realización en ningún caso limitativo, en igual número en ambas piezas principales (2 y 3), y separadas angularmente en Ia misma magnitud, Io que produce que durante el giro del rotor todas las cavidades del rotor se enfrenten sucesivamente y simultáneamente a las del estator. Además se ha previsto según este ejemplo no limitativo de Ia invención que al enfrentarse las cavidades del rotor y estator definen espacios esféricos, como se ve en las figuras 1 , 2 y 3.

El frenado se realiza gracias a Ia fricción del fluido con ambas piezas al enfrentarse y desfasarse las cavidades radiales (7a, 7b) entre sí, efectuándose Ia regulación de Ia frenada aumentando y disminuyendo Ia presión del fluido contenido en Ia cámara (5) mediante unos medios exteriores, tales como una bomba exterior, no representada. Por tanto se ha implementado una conexión exterior para Ia misma, preferentemente través un racor (8) previsto en el estator (2), aunque también podría implementarse en el rotor (3) mediante una conexión estanca rotativa, o en ambos.

Para distribuir adecuadamente Ia presión entre las distintas cavidades se ha previsto también un canal (9) de reparto que las comunica con el racor (8).

En este ejemplo de realización de Ia invención se ha previsto un estator desmontable exterior a base de tres piezas (2a, 2b y 2c) desmontables para permitir el acceso al rotor, que se sitúa en su interior, el

cual va provisto de mecanizados (10) para su aligeramiento.

En el estator (2) se han previsto unos anclajes o bridas (12) para su fijación al soporte, chasis o estructura del vehículo, así como un buje (13) para recibir un eje o palier del mismo y proporcionar un apoyo central al rotor.

El rotor (3) se materializa también en este ejemplo de realización de

Ia invención mediante dos piezas, una interior (3a) que integra las cavidades, y otra (3b) que se manifiesta por el exterior en forma de plato

(14) de anclaje de Ia rueda o pieza giratoria, y en Ia cual también se ha implementado un apoyo (15) para el buje (13) del estator (2).

El embrague (21 ) de Ia invención comprende dos piezas principales giratorias (22, 23) alineadas axialmente, independientes y relacionadas mediante rodamientos (24), destinadas respectivamente a fijarse en ambos semiejes (25, 26) de Ia transmisión, para Io cual van provistos de las correspondientes medios de fijación (27), por ejemplo bridas.

En este ejemplo las piezas principales (22, 23) están configuradas por sendos montajes de otras piezas secundarias (22a, 22b, 23a y 23b) Io cual facilita tanto el montaje y desmontaje como economiza costes de sustitución parcial de las piezas secundarias más expuestas a desgastes.

Entre ambas piezas principales (22, 23) se ha definido una cámara estanca (30) mediante las correspondientes juntas (28), destinada a contener un fluido de viscosidad adecuada y dotada de conexiones (32), tal como racores y conductos (33), con un elemento de regulación de Ia presión (29) del fluido, tal como una bomba.

Por el interior de Ia cámara (30) se han definido en ambas piezas

principales (22, 23) unos relieves (34), en este ejemplo cavidades semiesféricas radiales, destinadas a enfrentarse y desfasarse entre sí con el giro relativo de ambas piezas, ocasionando variaciones localizadas del volumen de Ia cámara o de Ia distribución de dicho volumen, que en cooperación con Ia viscosidad del fluido y Ia presión a Ia que está sometido producen un mayor o menor bloqueo del embrague.

En este ejemplo de Ia invención, además, ambas piezas principales (22, 23) tienen un número igual de cavidades e igualmente espaciadas angularmente.

También en este ejemplo de Ia invención se han previsto unos canales de reparto (35) que cooperan en Ia distribución uniforme de Ia presión aplicada al fluido por Ia cámara (30).

Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia invención, así como Ia manera de realizarse en Ia práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.