Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CONTINUOUS TORQUE REGULATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/014713
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a continuous torque regulator consisting of a transmission system and a regulation circuit, wherein the transmission system is formed by three epicycloidal gears, wherein each gear is formed by a planetary gear, a series of idler pinions and a crown gear, wherein the second and third planetary gears are rigidly joined and the idler pinions of the third train are double. The regulation circuit has a pressure pump (Bp) that is connected to the crown gear (C1) by means of a pinion, a control valve (Vc) that is connected to the shaft of the planetary gear (A1) by a pinion and a valve (N), wherein no torque is transmitted when said valve is actuated. This assembly makes it possible to continuously regulate torque in a stepless manner without requiring interruption mechanisms. Transmission can be interrupted at will.

Inventors:
GUTIERREZ VESGA EDUARDO (ES)
Application Number:
PCT/ES2001/000218
Publication Date:
February 21, 2002
Filing Date:
May 30, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
GUTIERREZ VESGA EDUARDO (ES)
International Classes:
F16H47/04; (IPC1-7): F16H3/72
Domestic Patent References:
WO1998023880A11998-06-04
Foreign References:
US5472382A1995-12-05
US4255987A1981-03-17
US2332436A1943-10-19
US3893352A1975-07-08
GB2179412A1987-03-04
Attorney, Agent or Firm:
Esteban Perez-serrano, Mª Isabel (8 Madrid, ES)
Download PDF:
Claims:
REIVINDICACIONES
1. Regulador de par continuo, caracterizado por no precisar de mecanismos de interrupción del par, permitir la interrupción del par a voluntad, el sentido de giro de la salida puede ser igual o contrario al de la entrada y en el que la regulación de par es continua y sin escalonamientos estando constituido por un sistema de transmisión y un sistema de regulación, en donde el sistema de transmisión se compone de tres engranajes epicicloidales, en donde el primero dispone de un planetario (A1) sobre el que hay dispuestos unos piñones satélites (B1) que mantienen la posición relativa gracias a un bastidor (D), y que engranan con una corona (C1) por su parte interior, el segundo engranaje dispone igualmente de un planetario (A2), de unos piñones satélites (B2) y de una corona (C2), mientras que el tercer tren consta de un planetario (A3) solidariamente unido al (A2), dispone de unos piñones satélites dobles (B3) que en su parte más ancha engranan con el propio planetario (A3) y en la más estrecha con la corona (C3), sobre el eje del planetario (Al) va montado un piñón que transmite el movimiento a la válvula de control (Vc), mientras que sobre la corona (C1) hay un piñón encargado de transmitir el movimiento a la bomba de presión (Bp) ; sobre la superficie exterior de la coronas (C2) y (C3) se han realizado sendos rebajes para los mecanismos (F2) y (F3), y en donde el sistema de regulación de par está formado por una Bomba de presión (Bp), una válvula de control (Vc) y una válvula (N).
2. Regulador de par continuo, según la reivindicación 1, caracterizado porque los rebajes de las coronas (C2) y (c3) donde pueden incrustarse los mecanismos (F2) y (F3) pueden detener y bloquear a dichas coronas, con la salvedad de que nunca se deben de bloquear simultáneamente las dos coronas ya que en cuyo caso se destruye el mecanismo.
3. Regulador de par continuo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la bomba de presión (Bp) del sistema de regulación está formada por dos piñones que engranan el uno con el otro y están encerrados en una carcasa con un orificio de entrada y otro de salida, estando movida por la corona (Cl) del primer engranaje epicicloidal.
4. Regulador de par continuo, según la reivindicación 1, caracterizado porque, la válvula de control (Vc) del sistema de regulación está formado por un rotor en el que alojan unas paletas que por medio de unos medios elásticos empujan las paletas hacia el exterior, y en donde la cámara circular se puede mover a voluntad en sentido transversal del rotor, estando movida la válvula de control por el l planetario (A1) por medio de un piñón.
5. Regulador de par continuo, Según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (N) está dispuesta en forma de puente o bypass sobre la bomba de presión (Bp) de forma que al ser actuada la Bomba de presión puede girar libremente no habiendo transmisión de par, y puede ser actuada a voluntad y en cualquiera de las fases de regulación.
6. Regulador de par continuo, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el circuito hidráulico del sistema de regulación del regulador de par, está formado por una serie de canalizaciones que une la válvula de control (Vc) con la bomba de presión (Bp) y se dispone de un bypass sobre la bomba de presión, realizado por medio de una válvula (N), y en donde el circuito hidráulico se puede llenar con cualquier liquid.
7. Regulador de par continuo, según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de que la corona (C1) gire más o menos deprisa debido al sistema de regulación, entonces en caso de que la corona (C2) este bloqueada, llegando el movimiento al segundo tren a través del soporte (D) y a través del planetario (A2) que es solidario con el (A3), siendo el sentido de giro de la salida igual que el de la entrada, mientras que si es la corona (C3) la bloqueada, entonces el movimiento al tercer tren llega a través del bastidor (D), girando el planetario (A3) en sentido contrario al planetario (A1), no interviniendo sobre la transmisión de movimiento el segundo tren; y si ninguna de las dos coronas estuviese bloqueada girarán libremente sin que se transmita movimiento alguno al eje de salida.
8. Regulador de par continuo, según La reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de regulación permite hacer variable el funcionamiento de la bomba de presión (Bp) desde estar parada a girar libremente, ya que el movimiento que llega al eje del planetario (A1) lo transmite a los satélites (B1) y por ende al bastidor (D), que si ofrece resistencia los satélites (B1), éstos mueven la corona (C1) que a su vez mueve la Bomba de presión (Bp).
9. Regulador de par continuo, según la reivindicación 8, caracterizado porque moviendo la cámara circular de la válvula de control (Vc) hacia el centro dejará pasar menos aceite por lo que la bomba de presión (Bp) no podrá impulsar tanto aceite y girará más despacio y con ella la corona (C1), rondando los satélites (B1) en el interior de la corona (Cl) arrastrando consigo al bastidor (D); cuanto más acerquemos la camara circular de la válvula de control (Vc) hacia el centro más despacio girará la bomba de presión (Bp), y por ende la corona (C1) y por el contrario más deprisa girará el bastidor (D).
Description:
REGULADOR DE PAR CONTINUO DESCRIPCION OBJETO DE LA INVENCION La presente invención tiene por objeto un regulador de par continuo que es un conjunto de mecanismos que tienen la misión de poder llevar a cabo una regulación del par de forma continua, es decir sin escalonamientos ni saltos, esto es que no sea de forma discreta, en donde dicha regulación se lleva a cabo entre dos valores, entre el par nulo y el par máximo calculado.

Entre las aplicaciones de los reguladores de par continuo está la de sustituir a embragues y cajas de cambios en vehículos de transporte como coches o camiones, siendo de aplicación en maquinaria de vehículos pesados como tractores, maquinaria de obras públicas como grúas y excavadoras y en todas aquellas máquinas en las que el par a aplicar ha de ser adaptado al trabajo final a desarrollar. Tiene un especial interés en aquellos casos en los que la aplicación de par no es constante sino variable y deba ser aplicado de forma continua y no con escalonamientos.

Por lo tanto la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los mecanismos de aplicación para máquinas que han de aplicar un par y más en concreto dentro del ámbito de los reguladores de par continuo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Hasta el momento los reguladores de par, están basados en sistemas de embragues, convertidores y otros acoplamientos

con todos sus sistemas de accionamiento (pedales, palancas, etc). Todos estos sistemas presentan el inconveniente de prestar un bajo rendimiento y aprovechamiento del par entrante, además están limitados al par a transmitir y no permiten ampliar el par en una proporción suficiente.

Por lo tanto el objetivo de la presente invención es el de superar los anteriores inconvenientes, logrando un sistema de transmisión de par que tenga un elevado rendimiento pueda ser utilizado para regular grandes pares, así como ampliar de modo suficiente el par entrante y en donde dicho sistema no precise de mecanismos de interrupción de la transmisión del par para llevar a cabo acciones como el aumento, disminución o nula transmisión del par, además de tener un sentido final de giro igual o contrario al de la entrada, pudiendo ser interrumpido a voluntad independientemente de la regulación que en ese momento se este llevando a cabo y en donde la transmisión del par es continua por diseño, aunque la maniobra pueda realizarse de forma escalonada, y que como resultado final permita un mejor aprovechamiento de la energía final disponible.

DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención propuesta de regulador de par continuo consiste en un mecanismo basado en una serie de engranajes epicicloidales. Un mecanismo epicicloidal está constituido por un piñón llamado planetario que engrana con dos o tres piñones dispuestos sobre su periferia, que reciben el nombre de piñones satélites. Los ejes de giro de los piñones satélites se encuentran unidos entre si por medio de un bastidor de forma que mantiene la posición relativa de los tres piñones satélites. Estos piñones satélites se encuentran dentro de una corona que dentada interiormente engrana con

estos piñones satélites.

El conjunto del regulador de par continuo está formado por tres engranajes epicicloidales, en donde, el primer y el segundo engranaje epicicloidal están ligados por medio de un bastidor que une los ejes de los engranajes satélites de los engranajes epicicloidales. El tercer engranaje tiene igualmente un planetario, pero que en este caso es solidario con el planetario del segundo engranaje epicicloidal. Este tercer engranaje dispone también engranajes satélites, pero con la particularidad de que son dobles piñones en un solo cuerpo, en donde el piñón mayor es el que engrana con el planetario. Los ejes de este engranajes se encuentran unidos entre si por medio de un bastidor que a su vez es el mismo bastidor que liga a los piñones satélites del segundo y del tercer engranaje, todo el conjunto se encuentra envuelto por una corona que envuelve a los dobles piñones satélites pero que engrana con los mas pequeños de los satélites.

Sobre el eje que ataca al planetario del primer engranaje epicicloidal hay dispuesto un piñón encargado de transmitir el movimiento a la válvula de control. A su vez sobre la corona del primer engranaje epicicloidal hay dispuesto otro piñón encargado de transmitir el movimiento a la bomba de presión.

Sobre la superficie exterior de las coronas del segundo y tercer engranaje epicicloidal hay dispuestos unos rebajes de forma que por medio de unos mecanismos que pueden incrustarse a voluntad se logra la parada de una u otra de las dos coronas.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Otras características y ventajas de la presente invención serán más evidentes en la siguiente descripción detallada de la realización preferida de la invención, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que : Figura 1 es una representación de un engranaje epicicloidal.

Figura 2, Muestra el sistema de transmisión de par del regulador de par continuo.

Figura 3. Muestra el regulador de par continuo y la trayectoria seguida en la transmisión del movimiento.

Figura 4. Muestra el principio de funcionamiento del sistema regulador de par continuo.

Figura 5. Muestra el proceso de regulación del la válvula de control y de la válvula de bypass de la bomba de presión.

Figura 6. Muestra las conexiones mecánicas de la Bomba de presión y la válvula de control al sistema de transmisióm.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCIÓN Con referencia a las figuras anteriormente descritas, observamos que sobre la figura 1 podemos distinguir como está formado un engranaje epicicloidal que consta de un planetario (A) sobre el que hay dispuestos sendos piñones satélites (B) y en torno a ellos una corona (C) que interiormente engrana con los piñones satélites (B). La posición relativa de dichos piñones satélites (B) se mantiene gracias a que los ejes de los mismos están unidos por medio de un bastidor (D).

En la figura 2, se distingue como está formado el sistema de transmisión del mecanismo regulador, que como vemos está formado por tres engranajes epicicloidales. El primer engranaje está formado por-un planetario (A1) sobre el que hay dispuestos unos piñones satélites (B1) que se encuentran engranando con la parte interior de una corona (Cl) dispuesta exteriormente. E1 segundo engranaje epicicloidal está formado igualmente por un planetario (A2) sobre el que hay dispuestos unos piñones satélites (B2) que engranan con la parte interior de una corona (C2). E1 primero y el segundo engranajes se encuentran ligados por el bastidor que une los ejes de los piñones satélites. El tercer engranaje epicicloidal está formado por un planetario (A3) que es solidario con el planetario (A2) del segundo engranaje epicicloidal, igualmente dispone de piñones satélites (B3) pero en este caso los piñones son dobles piñones en un solo cuerpo, de forma que la parte mayor de los piñones satélites (B3) es la que engrana con el planetario (A3), mientras que la parte menor de los piñones satélites (B3) es la que engrana con la corona (C3), y que se prolonga radialmente formando un Q Sobre el eje que ataca al planetario (A1) hay dispuesto un piñón (Vc) que es el encargado de transmitir el movimiento a la válvula de control. Sobre la corona (C1) va montado otro pinón (Bp) que es el encargado de transmitir el movimiento a la bomba de presión.

Observamos que sobre la parte exterior de las coronas (C2) y (C3) hay dispuestas sendos rebajes sobre los que pueden incrustarse a voluntad las piezas (F2) y (F3) por ser estos solidarios con la carcasa que envuelve el sistema de transmisión, bloquean y detienen a dichas coronas.

En la figura 3, se observa las diversas trayectorias que puede seguir el movimiento en donde en la situación a) la entrada y la salida tienen el mismo sentido de giro, en la b) la transmisión está interrumpida y en la c) el sentido de giro es contrario. E1 sentido de giro que sea igual o distinto depende de cómo estén dispuestos los mecanismos (F2) y (F3). Es de notar que no es posible llevar a cabo el bloqueo simultáneo de las coronas (C2) y (C3) pues si fuera así se produciría el bloqueo de ambas por ser contrarios los sentidos de giro llegándose a la destrucción del mecanismo.

Cuando el movimiento llega al eje del planetario (A1), este transmite el movimiento a los piñones satélites (B1) y dado que la corona (Cl) engrana con los piñones satélites (B1) y se encuentra gobernada por el piñón que lo une a la bomba de presión, pueden ocurrir dos situaciones. a) Que la corona (C1) gire libremente movida por los piñones satélites (B1) por lo que el bastidor que soporta dichos piñones (B1) queda quieto no pasando el movimiento a los otros trenes de engranajes. b) Que la corona (C1) puede que gire más o menos deprisa o este totalmente parada, por lo que los engranajes satélites (B1) rodarán en el interior de la corona (Cl) arrastrando el bastidor (D) que los soporta.

Entonces el movimiento transmitido a través del bastidor (D) llega al segundo y tercer engranaje epicicloidal en cuyo caso se dan tres situaciones diferentes : -La primera que la corona (C2) este parada por el mecanismo (F2), en cuyo caso los piñones satélites (B2) rodaran interiormente transmitiendo el movimiento al planetario (A2). El eje que ataca al planetario (A2)

girará en el mismo sentido que el planetario (A1).

Además el movimiento llega al tercer engranaje epicicloidal por dos lados, a través del bastidor que une los piñones satélites (B2) y (B3) y a través del planetario (A2) ya que su eje se encuentra solidariamente unido con el eje del planetario (A3), y dado que la corona (C3) puede girar libremente el tren entero girará sin afectar a su sistema de transmisión.

El giro de salida es en la misma dirección que el sentido de giro de entrada.

La segunda situación que se puede dar es que sea la tercera corona (C3) la que se encuentre-bloqueada en su giro por el mecanismo (F3), en cuyo caso la corona (C2) debe girar libremente. E1 movimiento al tercer engranaje epicicloidal le llega a través del bastidor que soporta los piñones satélites (B3). Como el piñón satélite (B3) es doble y la parte más pequeña es la que engrana con la corona (C3) que se encuentra bloqueada, entonces se produce el giro de dicho piñón (B3) que por estar engranda su parte más grande con el planetario (A3) hace que este gire, que en este caso es de sentido contrario.

En estas condiciones el segundo engranaje epicicloidal, al tener la corona (C2) libre no interfiere sobre el movimiento del tercer engranaje.

La tercera situación, es en la que tanto la corona (C2) como la (C3) giran libremente, en cuyo caso el movimiento al segundo y tercer engranaje epicicloidal llega a través del bastidor (D), los planetarios (A2) y (A3) se encuentran parados debido a la propia resistencia del eje de salida. Dado que las coronas (C2) y (C3) están libres, cada satélite y corona de los trenes epicicloidales girarán según su diseño pero no transmiten movimiento alguno al eje de salida.

En la figura 4 observamos el sistema de regulación de par continuo que está compuesto de : -bomba de presión (Bp) que se encuentra movida por la corona (C1), está formada por dos engranajes que engranan uno sobre otro y dispone de un orificio de entrada y otro de salida.

-Válvula de control (Vc) que es un rotor con unos canales tallados longitudinalmente, en donde las palas de dicho rotor debido a unos elementos elastics dispuestos en su interior empujan las palas hacia fuera. E1 rotor junto con sus paletas van alojados en el interior de una cámara circular y pueden ser movidos a voluntad. La válvula de control está movida por el eje que ataca al planetario (A1) del primer engranaje epicicloidal.

-Circuito hidráulico que está formado por una serie de canalizaciones que conectan la Válvula de control (Vc) con la Bomba de presión (Bp) disponiéndose un bypass sobre la Bomba de presión (Bp) ; que está actuado por la válvula (N).

E1 proceso de regulación consiste en hacer variar el funcionamiento de la bomba de presión (Bp) y por ende de la corona (Cl) del primer engranaje epicicloidal. Cuando al eje del planetario (Al) llega el movimiento, este es transmitido a los satélites (B1) que a su vez lo transmiten a la corona (Cl) y ésta a la bomba de presión (Bp). La bomba de presión impulsa el aceite hasta la válvula de control (Vc) a la que le mueve el eje del planetario (A1), es decir se comporta como una válvula que trasvasa de nuevo el aceite hacia la Bomba de presión (Bp). Si la Válvula de control (Vc) trasvasa el mismo aceite hacia la bomba de presión (Bp) entonces la

corona (C1) gira libremente.

Puesto que la cámara circular de la válvula de control se puede hacer variar desplazándola respecto del el rotor se crea una cavidad excéntrica, por lo que se modifica la cantidad de aceite que se trasvasa hacia la Bomba de presión (Bp). Así si se desplaza la cámara circular de la Válvula de control (Vc) hacia el centro es menos el aceite que fluye hacia la Bomba de presión (Bp) por lo que ésta girará más despacio y por lo tanto la corona (Cl) por lo que los piñones satélites (B1) se verán obligados a rodar por su interior desplazando el bastidor (D) que es el que transmite el movimiento a los otros engranajes epicicloidales. A medida que acerquemos más la cámara circular de la válvula de control (Vc) hacia el centro de su rotor, más despacio girará la bomba de presión (Bp), más despacio lo hará la corona (Cl) y por el contrario más deprisa girará el bastidor (D) que soporta a los piñones satélites (B1).

Si se desplazara al centro la cámara circular de la válvula de control (Vc), no deja pasar nada de aceite por lo que la bomba de presión (Bp) no puede impulsar aceite alguno quedando detenida junto con la corona (C1), serán los piñones satélites (B1) que por medio del bastidor (D) transmita el movimiento a los otros engranajes. En el caso de que la válvula (N) este abierta se crea un puente de forma que la bomba de presión (Bp) gira libremente sin que haya transmisión de par. Pudiendo ser accionada esta válvula a voluntad en cualquiera de las fases de regulación.

En la figura 5 observamos la válvua de control Vc y las distintas posiciones que puede adoptar, en donde.

-La posición a) es la que permite el máximo paso de aceite.

- La posición b) es una posición intermedia,

-Y la posición c) donde la cámara circular donde se aloja el rotor y sus paletas se encuentra centrada e impide el paso de aceite.

En la parte inferior se observa la posición de abierto y cerrado de la válvula de bypass (N).

En la figura 6, se observa como se lleva a cabo la conexión mecánica de la válvula de control (Vc) y la de la bomba de presión (Bp) con el sistema de transmisión para lo cual se han servido de sendos piñones colocados sobre el eje del planetario (A1) y de la corona (Cl) respectivamente.

La invención, dentro de su esencialidad, puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título del ejemplo de la descripción, y a la cual alcanzará igualmente la protección que se recaba. Así mismo, podrá construirse en cualquier forma y tamaño con los materiales más adecuados, por quedar todo ello comprendido en el espíritu de las reivindicaciones.