ES2576054T3 - Transmisión con una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza - Google Patents

Transmisión con una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza Download PDF

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Abstract

Transmisión (1) que comprende una caja de cambios principal (2) y una unidad de toma de fuerza (3), en la que la unidad de toma de fuerza (3) puede acoplarse con, y respectivamente desacoplarse de, la caja de cambios principal (2) a través de un mecanismo de acoplamiento (4), teniendo al menos, una primera posición de acoplamiento de la caja de cambios principal (2) y la unidad de toma de fuerza (3) y una segunda posición de desacoplamiento de la unidad de toma de fuerza (3) de la caja de cambios principal (2), en la que la unidad de toma de fuerza (3) está provista de al menos una entrada de lubricante (5) y por lo que, cuando dicho mecanismo de acoplamiento (4) está colocado en su primera posición, la entrada de lubricante (5) está abierta y el lubricante puede fluir a través de la entrada de lubricante (5) en la unidad de toma de fuerza (3), caracterizada por que dicho mecanismo de acoplamiento (4) comprende un elemento de válvula (6), por lo que cuando dicho mecanismo de acoplamiento (4) se coloca en su segunda posición, el elemento de válvula (6) está bloqueando dicha entrada de lubricante (5) y, por lo tanto, evita que el lubricante fluya a través de la entrada de lubricante (5) en la unidad de toma de fuerza (3), y donde dicho mecanismo de acoplamiento se controla neumáticamente o eléctricamente.

Description

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DESCRIPCION
Transmision con una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza CAMPO TECNICO
La invencion se refiere al campo de las transmisiones de vehnculos y, en especial, al campo de las transmisiones de vehnculos con una unidad de toma de fuerza.
ANTECEDENTES DE LA TECNICA
Una tendencia general en el desarrollo de transmisiones de vehnculos con toma de fuerza es la necesidad de aumentar la potencia de salida. Una consecuencia negativa de esto es que el aumento de la potencia genera una temperatura mas alta en la unidad de toma de fuerza. Comunmente, una transmision comprende una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza. Para refrigerar la unidad de toma de fuerza, esta adaptada con un sistema de circulacion de lubricacion. Por lo general, el sistema de circulacion de lubricacion es comun con la caja de cambios principal, en el que una parte del lubricante de la caja de cambios se desvfa hacia la unidad de toma de fuerza para refrigeracion y lubricacion. A continuacion, el lubricante se envfa de nuevo a la caja de cambios principal. En disenos conocidos, el sistema de circulacion de lubricacion no se puede apagar exclusivamente para la unidad de toma de fuerza, lo cual significa que el sistema de circulacion de lubricacion funciona para la unidad de toma de fuerza siempre que funciona para la caja de cambios principal.
El documento GB-A-2261488, que se considera que representa el estado de la tecnica mas relevante, divulga todas las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1. Este documento divulga una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza (1), en el que la unidad de toma de fuerza puede acoplarse con, y respectivamente desacoplarse de, la caja de cambios principal a traves de un mecanismo de acoplamiento que tiene al menos una primera posicion de acoplamiento de la caja de cambios principal y la unidad de toma de fuerza, y una segunda posicion de desacoplamiento de la unidad de toma de fuerza de la caja de cambios principal, en el que la unidad de toma de fuerza esta provista de al menos una entrada de lubricante, y cuando dicho mecanismo de acoplamiento se coloca en su primera posicion, el lubricante puede fluir a traves de la entrada de lubricante hacia la unidad de toma de fuerza.
Con una mayor potencia de salida, se necesita mas aceite para la refrigeracion y la lubricacion de la unidad de toma de fuerza. Sin embargo, para asegurar la lubricacion y la refrigeracion de la caja de cambios principal, solo una porcion limitada del lubricante de la transmision se puede utilizar para la unidad de toma de fuerza. De este modo, desviando demasiado lubricante hacia la unidad de toma de fuerza, la refrigeracion y la lubricacion de la caja de cambios principal podnan ser deficientes.
SUMARIO DE LA INVENCION
Por lo tanto, el objeto de la invencion es sugerir un suministro simple y eficiente de lubricante a la unidad de toma de fuerza, sin el riesgo de una deficiencia en la lubricacion de la caja de cambios principal.
Por lo tanto, la presente invencion se basa en una transmision que comprende una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza, y en la que la unidad de toma de fuerza puede acoplarse con, y respectivamente desacoplarse de, la caja de cambios principal a traves de un mecanismo de acoplamiento que tiene al menos una primera posicion de acoplamiento de la caja de cambios principal y la unidad de toma de fuerza, y una segunda posicion de desacoplamiento de la unidad de toma de fuerza de la caja de cambios principal, en la que la unidad de toma de fuerza esta provista de al menos una entrada de lubricante. Cuando dicho mecanismo de acoplamiento se coloca en su primera posicion, es decir, se acopla con la caja de cambios principal, la entrada de lubricante se abre y el lubricante puede fluir a traves de la entrada de lubricante hacia la unidad de toma de fuerza.
Ademas, la presente invencion se caracteriza por que dicho mecanismo de acoplamiento comprende un elemento de valvula, por lo que cuando dicho mecanismo de acoplamiento se coloca en su segunda posicion, el elemento de valvula esta bloqueando dicha entrada de lubricante, y evitando de este modo que el lubricante fluya a traves de la entrada de lubricante hacia la unidad de toma de fuerza, y en el que dicho mecanismo de acoplamiento se controla neumaticamente o electricamente.
De esta forma, se crea una funcion de activacion/desactivacion para la entrada de lubricante en la unidad de toma de fuerza. Debido al bloqueo de la entrada de lubricante, cuando se desacopla la unidad de toma de fuerza de la caja de cambios principal, el lubricante puede ser utilizado en la caja de cambios principal donde se necesite, y de esta forma el lubricante se utiliza de una manera mas eficiente. Ademas, se ahorra energfa, ya que el lubricante no tiene que ser bombeado alrededor de partes de la transmision que no estan en uso. La funcion de activacion/desactivacion de la invencion es facil de adaptar, ya que utiliza principalmente componentes existentes y
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no tiene que introducirse ninguna unidad de valvula o control adicional en la transmision. De este modo, el elemento de valvula de la invencion podna incluso introducirse en una transmision existente.
El elemento de valvula de la unidad de toma de fuerza puede colocarse en cualquier parte que se mueva con dicho mecanismo de acoplamiento. El mecanismo de acoplamiento comprende preferiblemente:
- un manguito de acoplamiento, que cuando el mecanismo de acoplamiento se coloca en su primera posicion, acopla
un eje de accionamiento de la caja de cambios principal y un eje accionado de la unidad de toma de fuerza, y cuando el mecanismo de acoplamiento esta colocado en su segunda posicion, desacopla dicho eje accionado de la unidad de toma de fuerza de dicho eje de accionamiento de la caja de cambios principal,
- una horquilla de cambio, proporcionada para ejecutar un movimiento del manguito de acoplamiento entre dicha
primera y segunda posicion, y
- un piston, proporcionado para transmitir una fuerza de cambio desde una fuente de accionamiento hasta la
horquilla de cambio para ejecutar dicho movimiento.
Dicho elemento de valvula esta dispuesto en uno de dichos manguitos de acoplamiento, horquillas de cambio o pistones. Obviamente, cada una de estas partes se puede dividir en dos o mas sub-partes y/o tener otras partes en movimiento junto a las mismas. El elemento de valvula puede disponerse en cada una de dichas partes o en cualquier otra parte movil con el mecanismo de acoplamiento. Depende del disenador de la transmision elegir en que parte del elemento de valvula debe ubicarse; por ejemplo, depende del espacio disponible en la carcasa de la unidad de toma de fuerza y la ubicacion de la entrada de lubricante. La eleccion de la ubicacion del elemento de valvula en cualquiera de estas partes no afecta al objeto de la invencion. De hecho, la libertad de eleccion de la ubicacion del elemento de valvula del disenador indica la versatilidad y la fuerza de la invencion.
En una realizacion del elemento de valvula de la invencion, comprende una varilla que sobresale del mecanismo de acoplamiento, es decir, una de dichas partes del mecanismo de acoplamiento. Cuando el mecanismo de acoplamiento se mueve desde su primera hasta su segunda posicion, dicha varilla se grna hacia el interior de la entrada de lubricante, que de ese modo se bloquea. La varilla y la entrada de lubricante estan por lo tanto adaptadas de tal manera que, cuando la varilla se coloca dentro de la entrada, no puede pasar lubricante a traves de la entrada de lubricante.
En otra realizacion del elemento de valvula de la invencion, comprende una superficie ubicada en el mecanismo de acoplamiento, es decir, en una de dichas partes del mecanismo de acoplamiento. Dicha superficie esta adaptada de tal manera que, cuando el mecanismo de acoplamiento se mueve desde su primera hasta su segunda posicion, dicha superficie se desliza por encima de la entrada de aceite, de manera que la entrada de aceite se bloquea. Ademas, dicha superficie del elemento de valvula asf como la superficie de la entrada de lubricante estan de este modo adaptadas de forma que tienen un ajuste apretado cuando dicha superficie del elemento de valvula esta situado delante de la entrada de lubricante.
Las dos realizaciones del elemento de valvula descritas anteriormente pueden estar situadas en el manguito de acoplamiento, la horquilla de cambio, el piston o cualquier otra parte en movimiento junto con el mecanismo de acoplamiento. Para la invencion, el diseno espedfico del elemento de valvula no es importante. Puede adaptarse para moldearse en una sola pieza con dichas partes o montarse sobre las mismas, siempre que el elemento de valvula cumpla su objetivo; es decir, evitar que el lubricante fluya a traves de la entrada de lubricacion cuando la unidad de toma de fuerza se desacople.
No se desprende de la invencion de que la caja de cambios principal y la unidad de toma de fuerza tengan un sistema de lubricacion comun. Sin embargo, la invencion muestra una aplicacion superior en una transmision que tiene una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza con un sistema de lubricacion comun.
El lubricante en el sistema de circulacion de lubricacion puede ser un aceite mineral o sintetico o cualquier otro lubricante adecuado.
Preferiblemente, el lubricante se hace circular en el sistema de lubricacion mediante una bomba, que puede accionarse mecanicamente o electricamente. Una circulacion forzada de la lubricacion es beneficiosa para asegurar un enfriamiento y una lubricacion necesarios de todas las partes en la unidad de toma de fuerza, asf como la caja de cambios principal. La eleccion del metodo de alimentacion - mecanica o electricamente - se deja al disenador y no tiene importancia para la invencion. El elemento de valvula esta disenado para tener dos posiciones, para permitir un flujo de lubricante y para evitar un flujo de lubricante. La velocidad de flujo del lubricante depende de la bomba del sistema de lubricacion. Por lo general, la bomba se acciona mediante el motor al que esta conectada la transmision. De este modo, la velocidad de flujo del lubricante tambien depende de la potencia de salida del motor, por lo tanto, una mayor potencia de salida da como resultado una mayor velocidad de flujo del lubricante.
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Comunmente, una fuente de alimentacion neumatica, electrica o hidraulica acciona el mecanismo de acoplamiento. Cualquiera de estos metodos de control es adecuado para la invencion.
La transmision de la invencion esta adaptada para montarse en un vehnculo; preferentemente un vehteulo como un tractor, un dumper o un camion grua. Sin embargo, la transmision de la invencion tambien se puede adaptar para aplicaciones industriales.
BREVE DESCRIPCION DE LAS ILUSTRACIONES
Ahora se describira la invencion, a modo de ejemplo, con referencia a las ilustraciones esquematicas adjuntas en las que componentes similares y/o comparables llevan los mismos numeros de referencia, en las que:
Fig. 1 muestra una primera realizacion de la transmision de la invencion, y
Fig. 2 muestra una segunda realizacion de la transmision de la invencion.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS ILUSTRACIONES
Las figuras 1a, b y la 2a, b muestran vistas esquematicas de una primera y segunda realizacion de la transmision 1 de la invencion. Las figuras 1a y 2a muestran la transmision 1 de la invencion cuando el mecanismo de acoplamiento 4 se encuentra en su primera posicion, mientras que las figuras 1b y 2b muestran la transmision de la invencion cuando el mecanismo de acoplamiento 4 se encuentra en su segunda posicion.
La transmision 1 comprende una caja de cambios principal 2 y una unidad de toma de fuerza 3, donde la unidad de toma de fuerza 3 puede acoplarse y desacoplarse de la caja de cambios principal 2 a traves del mecanismo de acoplamiento 4. La transmision 1 se divulga esquematicamente, la caja de cambios principal 2 con un par simbolico de ruedas de engranaje 22 que conectan el eje accionado 23 de la caja de cambios principal con el eje de accionamiento 8. La unidad de toma de fuerza 3 tiene dos ejes 9, 16, el eje accionado 9 y un eje de salida 16, que estan interconectados con un par de ruedas dentadas 17. Sin embargo, la invencion es igualmente aplicable a una transmision con una unidad de toma de fuerza con mas de un par de ruedas dentadas.
Dicho mecanismo de acoplamiento 4 comprende un manguito de acoplamiento 7, una horquilla de cambio 10 y un elemento de valvula 6, donde una fuente de alimentacion externa (no mostrada) genera una fuerza 12 que actua sobre el elemento de valvula (piston) 6. La fuente de alimentacion exterior puede ser, por ejemplo, un motor neumatico, electrico o hidraulico. Cuando se aplica la fuerza 12 en el piston 6, la fuerza 12 se transfiere a la horquilla de cambio 10, que acciona el manguito de acoplamiento 7, de manera que el manguito de acoplamiento 7 conecta el eje de accionamiento 8 de la caja de cambios principal 2 con el eje accionado 9 de la unidad de toma de fuerza 3. De ese modo, la caja de cambios principal 2 y la unidad de toma de fuerza 3 se acoplan, de forma que es posible una potencia de salida del eje de accionamiento 16 de la unidad de toma de fuerza 3.
El mecanismo de acoplamiento 4 comprende un elemento de valvula 6 que abre y cierra la entrada de lubricante 5 cuando el mecanismo de acoplamiento 4 acopla y desacopla, respectivamente, la unidad de toma de fuerza 3 de la caja de cambios principal 2. Se muestran dos realizaciones diferentes del elemento de valvula 6. En las figuras 1a y 1b, el elemento de valvula 6 es un pasador 13 que se extiende desde una de las partes del mecanismo de acoplamiento 4, y en la figura 2, el elemento de valvula 6 es una superficie 14 situada en una de las partes del mecanismo de acoplamiento 4. A continuacion, se describiran las dos realizaciones conjuntamente con los ejemplos descritos en las figuras 1a, b y 2a, b.
En las figuras 1a y 2a, el mecanismo de acoplamiento 4 se encuentra en su primera posicion, es decir, la unidad de toma de fuerza 3 esta acoplada con la caja de cambios principal 2, y por lo tanto es la entrada de lubricante 5 abierta, y el lubricante puede fluir hacia la unidad de toma de fuerza 3. En las figuras 1b y 2b, el mecanismo de acoplamiento 4 se encuentra en su segunda posicion, es decir, la unidad de toma de fuerza 3 esta desacoplada de la caja de cambios principal 2, donde la entrada de lubricante 5 esta cerrada, y no puede fluir lubricante hacia el interior de la unidad de toma de fuerza 3.
La fig. 1a, b muestra un elemento de valvula 6, que esta disenado como un pasador 13 que sobresale de la horquilla de cambio 10. En la fig. 1a, cuando el mecanismo de acoplamiento 4 esta en su primera posicion, es decir, la unidad de toma de fuerza 3 esta acoplada, el pasador 13 esta fuera de la entrada de lubricante 5, que de esta manera esta abierta. De este modo, el lubricante puede fluir (vea las flechas 18) hacia y a traves de la unidad de toma de fuerza 3, que es lubricada y refrigerada por el lubricante. Cuando la fuente de alimentacion externa (no mostrada) aplica la fuerza 12 al piston 11, el mecanismo de acoplamiento 4 mantiene el mecanismo de acoplamiento 4 en su primera posicion. Cuando la fuerza 12 desaparece, el mecanismo de acoplamiento se mueve desde su primera a su segunda posicion, es decir, desde la posicion mostrada en la fig. 1 a hasta la posicion mostrada en la fig. 1 b. El movimiento es ejecutado por una fuerza de muelle generada desde el muelle 24, que tambien asegura que el mecanismo de acoplamiento 4 se coloque en la segunda posicion cuando la fuerza 12 no se aplique al piston 11. De
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este modo, el pasador 13 se mueve desde su posicion fuera de la entrada de lubricante 5 hasta una posicion dentro de la entrada de lubricante 5. De este modo, el lubricante ya no puede fluir mas hacia la unidad de toma de fuerza 3. Obviamente, el pasador 13 puede disponerse en cualquier otra parte moviendose con el mecanismo de acoplamiento 4, como el manguito de acoplamiento 7 o el piston 10.
La realizacion de la fig. 2 difiere de la realizacion de la fig. 1 solo en que el elemento de valvula 6 comprende una superficie 14, que cuando el mecanismo de acoplamiento 4 se encuentra en su primera posicion, la entrada de lubricante 5 esta abierta, y el lubricante puede fluir (vea las flechas 18) hacia la unidad de toma de fuerza 3, y cuando el mecanismo de acoplamiento 4 se mueve desde su primera hasta su segunda posicion, la superficie 14 se desliza delante de la entrada de lubricante 5 de tal manera que se bloquea.
Ademas, la caja de cambios principal 2 y la unidad de toma de fuerza 3 de la transmision 1 se encuentran en alojamientos individuales 19, 20, aunque conectados mecanicamente entre sf. De acuerdo con las figuras, el eje de accionamiento 8 de la caja de cambios principal se extiende hacia el alojamiento 20 de la unidad de toma de fuerza 3, en el cual se encuentra el mecanismo de acoplamiento 4. Sin embargo, sin salir del alcance de la invencion, podna ser al reves, es decir, el eje accionado 9 de la unidad de toma de fuerza 3 podna extenderse hacia la carcasa 19 de la caja de cambios principal 2. Donde el mecanismo de acoplamiento 4 esta situado de manera que puede cambiar entre sus dos posiciones y todavfa controlar la apertura y cierre de la entrada de lubricante 5 segun la invencion.
Y aun mas, una salida de lubricante 21 esta situada entre los dos alojamientos 19, 20, a traves de los cuales los lubricantes vuelven a la caja de cambios principal 2 de la unidad de toma de fuerza 3.
Obviamente, cualquier realizacion constructiva, en particular, cualquier disposicion de los componentes del mecanismo de acoplamiento y el elemento de valvula, asf como en relacion entre ellos, en la medida en que sean tecnicamente convenientes y que no influyan en la funcion de la invencion, entra en el ambito de la proteccion de las presentes reivindicaciones, incluso si estas realizaciones no se ilustran de manera explfcita en las figuras ni se mencionan en la descripcion.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Transmision (1) que comprende una caja de cambios principal (2) y una unidad de toma de fuerza (3), en la que la unidad de toma de fuerza (3) puede acoplarse con, y respectivamente desacoplarse de, la caja de cambios principal (2) a traves de un mecanismo de acoplamiento (4), teniendo al menos, una primera posicion de acoplamiento de la caja de cambios principal (2) y la unidad de toma de fuerza (3) y una segunda posicion de desacoplamiento de la unidad de toma de fuerza (3) de la caja de cambios principal (2), en la que la unidad de toma de fuerza (3) esta provista de al menos una entrada de lubricante (5) y por lo que, cuando dicho mecanismo de acoplamiento (4) esta colocado en su primera posicion, la entrada de lubricante (5) esta abierta y el lubricante puede fluir a traves de la entrada de lubricante (5) en la unidad de toma de fuerza (3), caracterizada por que dicho mecanismo de acoplamiento (4) comprende un elemento de valvula (6), por lo que cuando dicho mecanismo de acoplamiento (4) se coloca en su segunda posicion, el elemento de valvula (6) esta bloqueando dicha entrada de lubricante (5) y, por lo tanto, evita que el lubricante fluya a traves de la entrada de lubricante (5) en la unidad de toma de fuerza (3), y donde dicho mecanismo de acoplamiento se controla neumaticamente o electricamente.
  2. 2. Transmision (1) segun la reivindicacion 1, en la que dicho mecanismo de acoplamiento (4) comprende al menos:
    - un manguito de acoplamiento (7), que cuando el mecanismo de acoplamiento (4) esta colocado en su primera posicion, acopla un eje de accionamiento (8) de la caja de cambios principal (2) y un eje accionado (9) de la unidad de toma de fuerza (3), y cuando el mecanismo de acoplamiento (4) esta colocado en su segunda posicion, desacopla dicho eje accionado (9) de la unidad de toma de fuerza (3) de dicho eje de accionamiento (8) de la caja de cambios principal (2),
    - una horquilla de cambio (10), proporcionada para ejecutar un movimiento del manguito de acoplamiento (7) entre dichas primera y segunda posicion, y
    - un piston (11), proporcionado para transmitir una fuerza de cambio (12) desde una fuente de accionamiento hasta la horquilla de cambio (10) para ejecutar dicho movimiento,
    en la que dicho elemento de valvula (6) esta dispuesto sobre uno de dichos manguitos de acoplamiento (7), horquillas de cambio (10) o pistones (11) o cualquier otra parte movil con el mecanismo de acoplamiento (4)
  3. 3. Transmision (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que dicho elemento de valvula (6) comprende una varilla (13) que sobresale del mecanismo de acoplamiento (4), y cuando (4) se mueve el mecanismo de acoplamiento desde su primera hasta su segunda posicion, dicha varilla (13) se grna hacia el interior de la entrada de aceite (5), que de este modo esta se bloquea.
  4. 4. Transmision (1) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que dicho elemento de valvula (6) comprende una superficie (14) situada en el mecanismo de acoplamiento (4), en la que dicha superficie (14) esta adaptada de tal manera que cuando el mecanismo de acoplamiento (4) se mueve desde su primera hasta su segunda posicion, dicha superficie (4) se desliza sobre la entrada de aceite (5), de manera que la entrada de aceite (5) se bloquea.
  5. 5. Transmision (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la unidad de toma de fuerza (3) y la caja de cambios principal (2) tienen un sistema de lubricacion comun.
  6. 6. Transmision (1) segun la reivindicacion 5, en la que una bomba (15) esta dispuesta para hacer circular un lubricante en dicho sistema de lubricacion y donde dicha bomba (15) se acciona mecanica o electricamente.
  7. 7. Vehfculo que comprende dicha transmision (1) segun una de dichas reivindicaciones anteriores.
ES10730359.6T 2010-06-24 2010-06-24 Transmisión con una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza Active ES2576054T3 (es)

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ES10730359.6T Active ES2576054T3 (es) 2010-06-24 2010-06-24 Transmisión con una caja de cambios principal y una unidad de toma de fuerza

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EP (1) EP2585738B1 (es)
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