El engranaje de relación variable Beier o el variador Beier es un accionamiento mecánico que ofrece una relación de transmisión continuamente variable entre la entrada y la salida.
El engranaje se basa en la interconexión de varios discos delgados. Al variar su separación, el radio efectivo de un disco varía, cambiando así la relación de transmisión general. Este principio de radio variable es compartido por varios otros mecanismos de variador . Una ventaja del Beier es que se puede apilar una gran cantidad de discos en un eje común, aumentando así su capacidad de par con solo un pequeño aumento en la longitud total.
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Diagramas de la unidad Beier |
El mecanismo consiste en una pila de discos delgados cargados por resorte en un eje central. Alrededor de este se disponen otros paquetes de discos apilados en varios ejes planetarios, normalmente tres. Estos ejes están montados sobre brazos oscilantes, de modo que puedan moverse hacia adentro y hacia afuera juntos. Los discos centrales son delgados, con un borde engrosado. Los discos planetarios se estrechan a lo largo de su radio, en un ángulo incluido de alrededor de 3 °. Cuando los discos están entrelazados, por lo tanto, solo entran en contacto con el borde del paquete central, independientemente de la separación de los ejes. Estos paquetes de discos planetarios tienen un engranaje que engrana con un engranaje en los ejes de fulcro de los brazos oscilantes, que a su vez engrana con un engranaje central, utilizado para la transmisión de entrada. El eje central es el eje de salida y el engranaje se utiliza como engranaje reductor. Cuando los discos se mueven hacia afuera, el borde central se impulsa en el radio exterior de los discos cónicos de tamaño similar y la relación general es de alrededor de 1: 1. A medida que los brazos oscilantes se mueven hacia adentro, los discos cónicos se fuerzan entre las llantas centrales contra su carga de resorte. De este modo se reduce el radio efectivo de los discos cónicos y aumenta la relación de transmisión. El engranaje se fabrica en una variedad de rangos de relación, generalmente de 3: 1 a 10: 1. La eficiencia general es buena, superior al 90%.
A diferencia de la mayoría de los otros variadores, pero en común con el embrague Hele-Shaw , el engranaje Beier no se basa en la fricción entre los discos, sino en el arrastre viscoso a través de una fina película de aceite entre ellos. Esto tiene poco deslizamiento, menos del 1%, [1] y la falta de fricción reduce las pérdidas por calor y por lo tanto permite que un mecanismo pequeño y compacto aún maneje una alta potencia. El aceite se bombea a menudo a través de la transmisión, lo que también tiene un efecto de enfriamiento.
Aplicaciones
La unidad fue desarrollada por el Dr. Beier, un austriaco que trabaja en Alemania. [1] Algunas de sus primeras aplicaciones fueron como transmisión automática en autobuses.
En 1951, se utilizó en el motor aeronáutico E.145 Napier Nomad . [1] Este era un motor turbocompuesto complejo que acoplaba un motor de pistón diesel junto con una turbina de gas y un compresor de compresor axial . El control del impulso de sobrealimentación se logró variando la relación de esta unidad.
En el uso contemporáneo, el variador Beier se usa más ampliamente como parte de un motor industrial. [2] Un motor eléctrico de inducción se acciona a su velocidad ideal, derivada de la frecuencia de la línea eléctrica, y el variador se utiliza para ajustar manualmente su velocidad de salida. A menudo, estos se combinan con un accionamiento cicloidal para proporcionar una salida de velocidad extra baja.
Ver también
Referencias
- ↑ a b c Gunston, Bill (30 de abril de 1954). "Napier Nomad: un motor de extraordinaria eficiencia" (PDF) . Vuelo : 543–551 . Consultado el 18 de diciembre de 2009 .
- ^ "Catálogo de cajas de cambios: Variador Beier" .