ES2214380T3 - Transmision para vehiculos industriales con dos motores de control hidrostaticos. - Google Patents

Abstract

Transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos que comprende una estructura de soporte (11) en la cual está dispuesto un eje de salida (13) soportado en el centro (12), al cual está fijado un engranaje central de control (14) para controlar la totalidad del conjunto de entrada hacia por lo menos un eje motor, en el que están acoplados con dicho engranaje central (14) dos engranajes (15, 16), controlados por dos motores hidrostáticos (20, 21), un primer motor (21) con una relación de par mayor que la del segundo motor (20), también provisto, entre dicho motor con una mayor relación de par (21) y un engranaje correspondiente (15) acoplado en el engranaje central (14), de un conjunto de transmisión (22) equipado con un embrague seco de fricción que se puede accionar por medio de un accionador (52, 53) para desplazar dicho motor (21) de una posición acoplada en transmisión a una posición desembragada en la que es posible la rotación en ralentí de dicho engranaje (15) en dicho engranaje central (14), caracterizada porque dicho embrague de fricción está conectado con componentes elásticos (30) para garantizar el desembrague de dicho motor (21) de dicho engranaje (15) y porque dicho embrague de fricción de dicho conjunto de transmisión (22) comprende un primer y un segundo manguitos (36, 41) coaxiales entre sí, estando dicho primer manguito (36) acoplado con un eje (24) de dicho motor (21) y pudiendo deslizarse axialmente dicho segundo manguito (41) pero sin girar en relación con el primer manguito (36) y pudiendo desplazarse por medio del acoplamiento de sectores de fricción cónicos (40), que a su vez están acoplados a una carcasa de embrague (25) incorporada con dicho engranaje (15) que gira con dicho engranaje de control central (14), gracias a que está provisto de un accionador (52, 53) para establecer el deslizamiento de dicho segundo manguito (41) en relación con dicho primer manguito (36).

Description

Transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos.

La presente invención se refiere a una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos.

Son conocidas las transmisiones para vehículos industriales controlados mediante dos motores hidrostáticos, en las que ambos motores, dispuestos en paralelo, actúan por medio de engranajes correspondientes, enclavados en ejes de entrada, sobre un engranaje de control del conjunto completo de control de admisión hacia por lo menos un eje motor o hacia una junta universal que lo conecta a una entrada acanalada de por lo menos un eje motor no incorporado con la transmisión. En particular, se deberá observar que un primer motor generalmente presenta un par máximo mayor que el segundo motor, y que éstos tienen distintos desplazamientos.

Durante el funcionamiento normal de los dos motores paralelos, el aceite suministrado a ambos les permite proporcionar, por medio del engranaje de control sobre el que actúan, un par máximo total requerido para las operaciones de trabajo del vehículo que presenta, como su envolvente máxima la suma del par de trabajo máximo de cada uno de los motores. En esta condición, se observa que la velocidad del eje de salida gira a velocidades relativamente bajas, en cualquier caso, útil y suficiente para cubrir de forma satisfactoria la totalidad de los requisitos de funcionamiento del vehículo.

Por el contrario, cuando el vehículo industrial se va a transferir de una zona de trabajo a otra, debe ser posible proporcionar una velocidad elevada del eje de salida con mínimo un par de funcionamiento. Para este objetivo, uno de los motores, referido como el de un mayor par, es desactivado, de modo que la transmisión se acciona únicamente por medio del motor con un par inferior que, como recibe una mayor cantidad de aceite, puede girar a velocidades más elevadas, lo cual resulta útil para el movimiento rápido.

En las transmisiones de este tipo existentes, cuando se desacopla el motor hidrostático con el par mayor, durante el funcionamiento del motor con un par menor, se arrastra en punto neutro y barbotea aceite, lo cual penaliza la operación de toda la transmisión.

Esto provoca una eficiencia mecánica baja con el consiguiente sobrecalentamiento del aceite.

Una primera tentativa de solución fue la obtención del desacoplado del motor con el par mayor por medio de un embrague de baño de aceite que, estando montado entre las partes, si el motor se desacoplase, se sometería a una elevada disipación de energía provocada por las resistencias y fricciones provocadas a su vez por el aceite, denominadas "resistencias o pérdidas de ventilación". Todo este proceso altera el funcionamiento ya que, aunque permite alcanzar velocidades más elevadas tal y como se requiere, no soluciona el problema del sobrecalentamiento debido a la disipación de energía entre discos estacionarios y discos que giran en el sentido contrario del embrague desacoplado con una variación relativa elevada en el número de revoluciones.

En el documento genérico US 4.813.234 se proporcionaba otra solución, dando a conocer un embrague que comprendía una placa de barboteo en combinación con un eje acanalado formado de manera integrada en el eje de accionamiento.

La placa de barboteo está acoplada de forma que pueda pivotar con un cilindro por medio de una pluralidad de pistones activados de forma hidráulica. La fuerza de acoplamiento/desacoplamiento del embrague únicamente se produce por medio de fuerzas hidráulicas que actúan sobre los pistones.

El objetivo de la presente invención consiste en crear una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos del tipo mencionado, en el que se eliminan los problemas indicados anteriormente.

Otro objetivo consiste en la creación de una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos, en la que el funcionamiento en solitario del motor con un par inferior no se vea influido de forma negativa por la presencia del segundo motor con un par mayor.

Otro objetivo de la presente invención consiste en crear una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos que permita una velocidad de desplazamiento del vehículo en el que está fijada a las mayores velocidades posibles, sin fricciones ni barboteos de aceite.

Según la presente invención, estos objetivos se alcanzan creando una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos tal como se indica en la reivindicación 1.

En las reivindicaciones subordinadas se ponen de relieve otras características de la invención.

Las características y ventajas de una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos según la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto en la descripción siguiente, proporcionada únicamente a título de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una vista frontal esquemática de una transmisión según la invención, que ilustra con líneas y puntos los dos motores de control del eje central para accionar el vehículo industrial con un eje de control central.

la figura 2 es una sección transversal ampliada a través de la transmisión de la figura 1 por la línea

\hbox{II-II}

de la figura 1, que incluye un conjunto de transmisión entre el motor con la mayor relación de par y el engranaje correspondiente,

la figura 3 es una sección transversal similar a la de la figura 2, con un detalle ampliado de la zona en la que se encuentra un embrague seco para desacoplar el motor con la mayor relación de par, y

la figura 4 es una vista en planta de la carcasa de embrague, cuya sección transversal se ilustra en las figuras 2 y 3.

Haciendo referencia en primer lugar a la figura 1, se muestra una vista frontal general de forma esquemática, con una sección transversal parcial, de una transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos según la presente invención. En particular, se puede observar que una estructura de soporte 11 soporta en el centro por medio de rodamientos 12 un eje de salida 13 al cual se encuentra enclavado un engranaje de control central 14, con el fin de controlar la totalidad del conjunto de entrada hacia por lo menos un eje motor o hacia una junta universal conectándola a la entrada acanalada de por lo menos un eje motor no incorporado a la transmisión.

Se proporcionan dos engranajes 15 y 16 engranados a dicho engranaje central 14, que se encuentran enclavados a los ejes 17 soportados por los rodamientos 18, albergados en asientos 19 dispuestos en el interior de la estructura de soporte 11. Dichos ejes 17 y los engranajes correspondientes 15 y 16 se controlan durante el giro por medio de motores hidrostáticos respectivos 20 y 21.

En particular, el motor 20 controla directamente el engranaje 16 debido a que éste se encuentra conectado de forma rígida al eje que lo soporta. Por otra parte, el segundo motor 21 se encuentra conectado al eje 17 por medio de un conjunto de transmisión interpuesto, indicado de forma conjunta con el número de referencia 22, que se ilustra en detalle en las secciones transversales de las figuras 2 y 3.

En particular, el motor 20 es un motor hidrostático y es el que presenta una menor relación de par máximo, mientras que el motor 21 es el que presenta una mayor relación de par. El conjunto de transmisión ilustrado en las figuras 2 y 3 es el que, según la presente invención, se encuentra montado entre el motor 21 con el mayor par de funcionamiento y el eje 17 con el engranaje 15.

Según la presente invención, un conjunto de transmisión 22 equipado con un embrague seco de fricción está montado entre el motor 21 y el eje 17 con el engranaje correspondiente 15.

De hecho, se puede observar que en las figuras 2 y 3, montada sobre una extensión de perfil acanalado 23 del eje 17 encarada al eje de salida 24 del motor 21, se proporciona una carcasa de embrague que presenta un orificio en el centro 26 y está provista de perfiles acanalados 27 complementarios a los que se encuentran en la extensión de perfil acanalado 23. El funcionamiento de la disposición montada se genera por medio de una tuerca 28 que bloquea firmemente la carcasa de embrague 25 a la extensión 23 del eje 17.

En el interior de la carcasa de embrague 25, en un buje central o cubo 35 de la misma, se derivan una serie de asientos ciegos 29 para alojar componentes elásticos, como resortes 30, que actúan sobre un anillo de engranaje 31. A su vez, dicho anillo de engranaje 31 se apoya sobre un anillo de resorte 32 situado en un rebaje anular 33 dispuesto en una superficie interna cilíndrica 34 de la carcasa de embrague 25. El anillo de resorte 32 se encuentra situado libre en el rebaje anular 33 y, así, los resortes 30 pueden desacoplar las partes del embrague indicadas a continuación.

Montado de forma coaxial con la carcasa de embrague 25, se dispone un primer manguito giratorio 36, equipado centralmente con una parte dentada 37 que se acopla con una parte final 38 del eje 24 del motor 21 al cual arrastra, de este modo, durante el giro. El extremo del primer manguito giratorio 36 encarado a la carcasa de embrague 25 presenta una extensión anular radial encarada hacia afuera 39 con una superficie cónica que se acopla con una serie de sectores de fricción cónicos 40. Dichos sectores están situados entre la extensión anular radial 39 y un extremo de un segundo manguito 41 coaxial con el primer manguito 36. Se observará que dicho segundo manguito 41 está dispuesto de modo que se deslice axialmente en la parte externa hacia el primer manguito 36, aunque no puede girar libremente en relación con éste, ya que se encuentra acoplado por medio de una conexión de barra de perfil acanalado 42, indicada en la figura 3.

El segundo manguito 41 está dispuesto de modo que un extremo en forma de cuña 43 del mismo se acople con los sectores cónicos 40 por medio de resortes 44 montados en asientos 45 dispuestos en el extremo opuesto del segundo manguito 41. Dichos asientos 45 se abren hacia el motor 21, de manera que los resortes 44 reaccionan contra un espaciador 46 montado en la superficie exterior del primer manguito 36 y sujeto en posición por una arandela de sujeción 48 situada en la parte interior de un asiento anular hendido 47 de dicha superficie exterior.

Montado debajo de la arandela de sujeción 48 se dispone un rodamiento 49 que soporta el manguito giratorio 36 con respecto a una carcasa 50 del conjunto de transmisión interpuesto 22.

La invención establece también que un área 50a de dicha carcasa 50 presente un conducto 51 encarado hacia la parte exterior para incorporar una cámara interior 52 de dimensión variable identificada entre una ranura 54 de dicha carcasa 50 y un pistón 53. Dicho pistón 53 está montado coaxialmente en la parte exterior del segundo manguito 41 y se puede desplazar en relación con éste en una dirección axial, aunque es estacionario y no gira.

Montadas en la parte interior de asientos sobre una superficie exterior 55 del pistón 53 se disponen unas arandelas 57 y juntas elásticas 56 que cooperan con la ranura anular 54 en el interior de la carcasa 50 para crear la estanqueidad. Además, un extremo del pistón 53 encarado al motor 21 soporta pernos 58 que encajan en el interior de asientos 59 en la carcasa 50 para evitar el giro y guiar el movimiento del pistón 53, actuando contra los resortes 60. El pistón 53 presenta un interior hueco y se monta de forma coaxial al segundo manguito 41 y soporta, en una ranura anular, una junta de fricción 61. Dicha junta de fricción 61 se acopla con una superficie 62 dispuesta en una parte que sobresale 63 creada en un extremo del segundo manguito 41 encarado al motor 21. Dicha superficie 62 también puede disponer de una junta de fricción 64 si se considera necesario.

A continuación se describe el funcionamiento de la transmisión según la presente invención.

Cuando se utiliza la transmisión de forma normal, ambos motores 20 y 21 funcionan para proporcionar el par total requerido para las operaciones de trabajo del vehículo industrial.

En este caso, el conjunto de transmisión 22 se encuentra en la posición ilustrada en las figuras en las que el embrague seco de fricción está en la posición acoplada entre el eje 24 del motor 21 y el eje 17 con el engranaje 15. Por lo tanto, ambos motores 20 y 21 funcionan, el primero 20 de forma directa y el segundo 21 por medio de la posición acoplada del embrague.

Cuando se finaliza el trabajo, el vehículo requiere desplazarse a una situación diferente en el menor tiempo posible.

Con este propósito, el motor 21 con la mayor relación de par se debe desacoplar, para evitar problemas provocados por el sobrecalentamiento y el barboteo del aceite que tienen lugar en las transmisiones conocidas con dos motores hidrostáticos.

Por lo tanto, se suministra aceite a la cámara 52 a través del conducto 51 para determinar el desacoplamiento de la carcasa de embrague 25 del primer manguito interno 36, o el desacoplamiento entre la extensión radial 39, los sectores cónicos de fricción 40 y el extremo en forma de cuña 43 del segundo

\hbox{manguito 41.}

El aceite que entra en la cámara 52 provoca que se desplace hacia la parte posterior el pistón 53, desacoplando de este modo la extensión en forma de cuña 43 de los sectores cónicos 40. La extensión radial 39 del primer manguito 36 y los sectores cónicos 40 tenderían a permanecer retenidos y acoplados en la carcasa de embrague 25 tanto debido a la fricción entre las partes, como debido a la fricción generada por la fuerza centrífuga creada por el giro de los sectores y del manguito 36 acoplado con los mismos.

Cuando el pistón 53 se retrae provoca el acoplamiento mediante fricción entre la arandela de fricción 61 incorporada al pistón 53 y la superficie 62 dispuesta en la parte que sobresale 63 del segundo manguito 41. Los manguitos se desaceleran con el frenado de ambos manguitos 41 y 36 hasta que se detiene el giro.

La presencia de los resortes 30 montados en los asientos ciegos 29 determina un empuje sobre el anillo de engranaje 31 que fuerza el anillo de resorte 32 a desplazarse hacia el rebaje anular 33 y situarse allí con holgura.

De este modo, los sectores cónicos de fricción 40 se ven obligados a desacoplarse de la extensión radial anular 39 de la parte cónica del manguito 36 y las partes se desacoplan inmediatamente.

De esta manera, el motor 21 no transmite movimiento de giro al eje 17 ni al engranaje correspondiente 15 y queda frenado por los componentes de fricción. En esta posición de desacoplamiento no existe contacto ni roce importante entre las partes y, de este modo, se eliminan completamente las resistencias del embrague de fricción. Por lo tanto, únicamente el motor 20 permanece en transmisión con transmisión directa.

Así, se puede aplicar la totalidad del caudal de aceite al motor 20 que a su vez, puede girar a una mayor velocidad y, de esta forma, se puede conseguir la mayor velocidad de funcionamiento posible para el desplazamiento del vehículo industrial.

La desactivación del suministro de aceite en el conducto 51 y la compresión de los resortes 44 hacen que el pistón 53 se cierre contra la ranura 54 de la parte 50a de la carcasa 50. La cámara 52 se vacía y el segundo manguito 41 vuelve a avanzar para acoplar su extremo en forma de cuña 43 en los sectores 40, que a su vez se acoplan en la extensión 39 de la carcasa de embrague 35. Todo ello, superando la fuerza elástica de los resortes 30 que vuelven a estar comprimidos en los asientos 29 por medio de la acción del anillo de resorte 32 y del borde del engranaje 31. A continuación, se puede volver a iniciar el funcionamiento con ambos motores 20 y 21 activos.

De esta manera, se han solucionado los problemas técnicos relacionados con las transmisiones con dos motores de control hidrostáticos conocidos hasta la fecha, en las que la velocidad de desplazamiento estaba limitada por la capacidad de entrada dividida entre los dos motores y por las resistencias provocadas por la presencia de aceite en cualquier fricción de desacoplamiento, o por la resistencia provocada por el arrastre en vacío del motor con el mayor par máximo en punto muerto.

Claims (7)

1. Transmisión para vehículos industriales con dos motores de control hidrostáticos que comprende una estructura de soporte (11) en la cual está dispuesto un eje de salida (13) soportado en el centro (12), al cual está fijado un engranaje central de control (14) para controlar la totalidad del conjunto de entrada hacia por lo menos un eje motor, en el que están acoplados con dicho engranaje central (14) dos engranajes (15, 16), controlados por dos motores hidrostáticos (20, 21), un primer motor (21) con una relación de par mayor que la del segundo motor (20), también provisto, entre dicho motor con una mayor relación de par (21) y un engranaje correspondiente (15) acoplado en el engranaje central (14), de un conjunto de transmisión (22) equipado con un embrague seco de fricción que se puede accionar por medio de un accionador (52, 53) para desplazar dicho motor (21) de una posición acoplada en transmisión a una posición desembragada en la que es posible la rotación en ralentí de dicho engranaje (15) en dicho engranaje central (14), caracterizada porque dicho embrague de fricción está conectado con componentes elásticos (30) para garantizar el desembrague de dicho motor (21) de dicho engranaje (15) y porque dicho embrague de fricción de dicho conjunto de transmisión (22) comprende un primer y un segundo manguitos (36, 41) coaxiales entre sí, estando dicho primer manguito (36) acoplado con un eje (24) de dicho motor (21) y pudiendo deslizarse axialmente dicho segundo manguito (41) pero sin girar en relación con el primer manguito (36) y pudiendo desplazarse por medio del acoplamiento de sectores de fricción cónicos (40), que a su vez están acoplados a una carcasa de embrague (25) incorporada con dicho engranaje (15) que gira con dicho engranaje de control central (14), gracias a que está provisto de un accionador (52, 53) para establecer el deslizamiento de dicho segundo manguito (41) en relación con dicho primer manguito (36).

2. Transmisión según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos componentes elásticos (30) están montados entre dicha carcasa de embrague (25) y dichos sectores de fricción cónicos (40) que interactúan con una superficie cónica de la extensión radial (39) de dicho primer manguito (36).

3. Transmisión según la reivindicación 2, caracterizada porque dichos componentes elásticos (30) están montados en asientos ciegos (29) de dicha carcasa de embrague (25) y se acoplan en un anillo de engranaje (31) fijado en su posición por un anillo de resorte (32) situado en un rebaje anular (33) dispuesto en una superficie cilíndrica interior (34) de dicha carcasa de embrague (25).

4. Transmisión según la reivindicación 3, caracterizada porque dicho anillo de resorte (32) está situado con holgura en dicho rebaje anular (33).

5. Transmisión según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer manguito (36) está dispuesto para acoplarse con dicha carcasa de embrague (25) por medio de unos resortes (44) montados en el interior de unos asientos (45) dispuestos en su extremo encarado a dicho motor (21).

6. Transmisión según la reivindicación 1, caracterizada porque en dicho accionador (52, 53), en uno de sus extremos encarado a dicho segundo manguito (41), está montado un componente de fricción (61) para frenar el motor (21).

7. Transmisión según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho segundo manguito (41) también dispone de un componente de fricción (64) para acoplarse a dicho componente de fricción (61) de dicho accionador (52, 53).