ES2223025T3 - Dispositivo de ajuste. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de ajuste para mecanismos de válvulas y compuertas de un motor de combustión interna con una unidad (A) de accionamiento que está compuesta por un accionamiento situado en una primera carcasa (3), especialmente un motor eléctrico (1) con un árbol (2) de accionamiento, y una unidad (B) accionada colocada en una segunda carcasa (12), la cual está unida con la primera, cuya unidad accionada está formada por una unidad (4) de engranaje unida al árbol del accionamiento, y una unidad (23) de cojinete integrada en la segunda carcasa (12), caracterizado porque la unidad de engranaje (C) presenta al menos un árbol radial (10) de accionamiento y árbol axial (11) de accionamiento, siendo de accionamientos los mecanismos de válvulas o de compuertas a través del árbol (10, 11) radial o axial de accionamiento.
Description
Dispositivo de ajuste.
La invención se refiere a un dispositivo de
ajuste para mecanismos de válvulas y compuertas de un motor de
combustión interna con una unidad de accionamiento que está
compuesta por un accionamiento situado en una primera carcasa,
especialmente un motor eléctrico con un árbol de accionamiento, y
una unidad accionada colocada en una segunda carcasa, la cual está
unida con la primera y está formada por una unidad de engranaje
unida al árbol de accionamiento del motor, y una unidad de apoyo
integrada en la segunda carcasa.
En los motores actuales de combustión interna
existe una serie de funciones de regulación y control en las que hay
que ajustar pequeños recorridos o ángulos. A estas pertenecen tanto
el ajuste de válvulas de mariposa de tuberías de aspiración, o
válvula de regulación de mariposa, como también de válvulas o
distribuidores giratorios. Estas funciones se ejecutaron durante
mucho tiempo a través de mecanismos de actuación por depresión. Dado
que en lo nuevos conceptos de vehículos y motores se prescinde cada
vez más a menudo de la depresión, se ha pasado a utilizar módulos de
accionamiento eléctrico. A través de ello puede mejorarse
especialmente la precisión de control y de regulación, así como la
velocidad de ajuste. Este tipo de módulos de accionamiento eléctrico
son de accionamientos por un electromotor cuyo extremo del árbol es
una rueda dentada, o bien está unido fijamente con una rueda
dentada, la cual acciona a una unidad de engranajes a través de un
árbol de accionamiento. En la carcasa que contiene al motor
eléctrico y a la unidad de engranajes, está integrado generalmente
un mecanismo de control y un análisis sensorio, a través de los
cuales pueden ser ajustados y regulados los distintos ángulos de
ajuste. Del documento EP-1 101 909 es conocido un
servomotor de accionamiento por tornillo sin fin, y con un
dispositivo de retroceso por muelle.
El inconveniente de esos módulos de accionamiento
eléctrico, usuales hasta ahora, es el espacio de montaje requerido,
relativamente grande como antes, así como un flexibilidad muy
pequeña respecto al montaje de los módulos de accionamientos en el
motor. Así, puede llegar a ser necesario reconfigurar un módulo
existente por motivo del pequeño espacio de montaje de que se
dispone, a fin de adaptarlo a las condiciones de espacio en el
cuarto de motores. Esto ocasiona costes tanto adicionales en el
desarrollo como en la transformación del proceso de producción.
La invención se plantea ahora el objetivo de
conseguir un elemento de ajuste de uso universal, el cual sea
utilizable tanto para proporciones de espacio modificadas como
también en el caso de necesitarse fuerzas de ajuste de distinta
magnitud.
Este objetivo se alcanza al presentar una unidad
de engranajes, accionada por el accionamiento, especialmente un
electromotor, al menos un árbol radial de accionamiento y un árbol
axial de accionamiento, siendo de accionamientos los mecanismos de
válvulas o válvulas de mariposa a través del árbol radial o del
árbol axial.
Ya que la carcasa que rodea esta unidad
autobloqueante de engranaje presenta dos superficies de
atornillamiento, puede utilizarse opcionalmente, según esto, uno de
los árboles de accionamientos para el accionamiento de dispositivos
de válvulas o válvulas de mariposa. En detalle, la unidad de
accionamiento de ese dispositivo de ajuste está compuesta por un
engranaje cónico o helicoidal sujeto sobre el árbol de accionamiento
del motor, el cual acciona a un segundo engranaje cónico o
helicoidal, el cual posee, no obstante, un diámetro que no es mayor
que la carcasa del motor de accionamiento. Este segundo engranaje
helicoidal está unido fijamente con un árbol que está apoyado en una
unidad de soporte integrada en la carcasa, y sobre la que se
encuentra un segundo rodamiento helicoidal, o un engranaje recto más
pequeño de dientes inclinados, el cual acciona a los dos engranajes
rectos más grandes de dientes inclinados, los cuales están unidos
con los dos árboles, los cuales están apoyados a su vez en la unidad
de cojinete. Este tipo de engranaje autobloqueante está configurado
de forma extremadamente compacta, de forma que el diámetro de la
carcasa no es mayor que el de la unidad accionada. Solamente la
brida de conexión y el conector de enchufe sobresalen por encima del
diámetro de la unidad accionada. No obstante, según el espacio de
montaje de que se disponga, es imaginables también disponer el
conector de enchufe alineado con la carcasa del motor. La unidad
accionada y el engranaje están configurados además de tal manera que
pueden ser elegidos distintos tamaños de motores, y con ello de
potencias de los motores, según que piezas constructivas han de ser
accionadas y que fuerzas de ajuste son necesarias para ello.
Integrada en la carcasa está, como también en el módulo de
accionamiento eléctrico convencional, una unidad electrónica para el
control y sensórica del accionamiento, la cual es controlada a
través de un enchufe normalizado de varios polos. Como sensor se
utiliza normalmente uno sin contacto, especialmente un sensor de
reverberación. El árbol axial, desplazado paralelamente al árbol de
accionamiento debido a la disposición del engranaje, así como el
árbol radial de accionamiento, conducen a las piezas constructivas
accionadas a través de aberturas de paso correspondientes de la
carcasa. Las aberturas de paso disponen respectivamente de juntas ya
montadas previamente, de forma que no pueden entrar impurezas en la
carcasa.
Un ejemplo de ejecución está representado en los
dibujos, y es descrito a continuación.
La figura 1 muestra la vista en alzado lateral de
un dispositivo de ajuste de ese tipo, con unidad accionada, unidad
de engranaje, árboles de accionamiento y las carcasas
correspondientes.
La figura 2 muestra la vista en alzado lateral de
un dispositivo de ajuste según la invención, sin cascasa, en una
representación en perspectiva.
La figura 3 muestra la forma de ejecución según
la invención, en representación en perspectiva, con carcasa y
conexión eléctrica.
La figura 4 muestra la forma de ejecución, según
la invención, sin la carcasa de la unidad de engranaje, pero con la
unidad de cojinete, en representación en perspectiva.
La unidad de accionamiento A del dispositivo de
ajuste representado para mecanismos de válvulas y compuertas está
compuesto por un motor eléctrico 1, con un árbol 2 de accionamiento
y una carcasa 3. Sobre el árbol de accionamiento 2 se encuentra un
primer engranaje helicoidal 4, el cual está ejecutado como engranaje
cónico, y que está unido fijamente con el árbol 2 de accionamiento,
y asegurado contra el desplazamiento axial. Este engranaje cónico 4
acciona, a través de un dentado, a un segundo engranaje helicoidal
5, el cual está ejecutado también como engranaje cónico. Este
engranaje cónico está unido, con fijación respecto a la torsión, con
un árbol 6. El eje central de ese árbol 6 corta al eje central del
árbol 2 de accionamiento en un ángulo de 90º. Sobre el árbol 6 se
encuentra, fijado al mismo respecto al giro, un pequeño engranaje 7
frontal con dentado helicoidal, el cual encastra en dos engranajes
adicionales frontales con dentado helicoidal del accionamiento
radial 8 y del accionamiento axial 9. El primer engranaje frontal 8
se encuentra por tanto sobre el árbol radial 10 de accionamiento, y
el segundo engranaje frontal 9 sobre el árbol axial 11 de
accionamiento. La carcasa 12 dispone de una primera abertura de paso
13 para el árbol radial 10 de accionamiento, y una segunda abertura
de paso 14, a través de la cual penetra el árbol axial de
accionamiento en el montaje de la unidad B accionada. Ambas
aberturas de paso 13, 14 presentan juntas 15 y 16 montadas
previamente, las cuales protegen al engranaje de impurezas desde el
exterior, estando éste montado. El eje central del árbol 10 corta al
eje central del árbol de accionamiento en un ángulo de 90º, mientras
que el eje central del árbol de accionamiento 11 está desplazado
paralelamente respecto al eje central del árbol 2 de accionamiento.
Integrada en la carcasa está además una unidad electrónica 18,
insinuada en la figura 4, para el control y la sensórica, la cual es
controlada en el ejemplo de ejecución a través de un enchufe
normalizado 19 de tres polos. Ese enchufe de conexión es una parte
de la carcasa 12, la cual dispone además de una brida de conexión 20
en forma de L, la cual presenta cuatro orificios de paso, de los que
dos de ellos son para la conexión del dispositivo de ajuste en la
dirección axial 21, y dos para la conexión a la carcasa del motor en
la dirección radial 22.
Además de esto, en la figura 4 está representada
una unidad de cojinete 23, la cual sirve para el alojamiento y apoyo
del árbol 6, así como de los dos árboles de accionamientos 10, 11.
Esta unidad de cojinete está ejecutada de tal manera que la unidad
de engranaje C está integrada en ella, y puede ser montada en
principio con la excepción del árbol radial 10 de accionamiento. La
misma contiene además a la electrónica 18 de control. La carcasa 12
se introduce en el montaje sobre la unidad de cojinete 23 junto con
la unidad C, pero sin el árbol radial. Las dimensiones interiores
de la carcasa 12, y las dimensiones exteriores de la unidad 23 de
cojinete están elegidas de tal manera que se origina un asiento fijo
de la unidad 23 de cojinete tras la introducción de la carcasa 12
sobre la unidad de cojinete 23, y no es necesaria ninguna sujeción
adicional de la unidad de cojinete o de engranaje C en la carcasa.
Es entonces cuando, a continuación, puede introducirse en el
engranaje el árbol de accionamiento 10 con el engranaje frontal 8 de
dentado helicoidal a través de la abertura 13 de paso, con la junta
15 de la carcasa 12 montada previamente, y con ello ser empujada en
la unidad de cojinete 23 contra un punto de tope 24 de la unidad de
cojinete, y fijada con un pasador.
El diámetro de este eje ha de ser para ello al
menos tan grande como el del engranaje dentado 8, ya que ha de
existir tanto una empaquetadura con la abertura de paso 13 de la
carcasa, como también ha de pasar el engranaje 8 a través de esa
abertura 13 de paso. Por ese motivo, el árbol 10 está ejecutada con
un escalón 17 hacia el lado del engranaje.
Como se desprende de la figura 1, esta forma de
ejecución necesita un espacio de construcción extremadamente
reducido. El conjunto del diámetro existente no es mayor que el de
la unidad de accionamiento, o sea, del motor eléctrico. La carcasa
de la unidad 3 accionada puede ser unida con la carcasa 12 de
distintas maneras. Pueden imaginarse tanto uniones con unión
positiva de material, a través de soldadura o estañado, como uniones
de enchufe, con la correspondiente configuración de dispositivos de
conexión en las dos carcasas. También es imaginable un rebordeado o
similar.
Se hace evidente que se trata de una forma de
construcción modular y muy compacta, en la que la unidad B accionada
representada puede ser acoplada con un motor discrecional, es decir,
que el tamaño y la potencia del motor son elegibles libremente, y
con ello puede ser utilizado el mismo dispositivo de ajuste para las
distintas fuerzas de ajuste que se necesiten, y solamente ha de ser
cambiada la unidad accionada. También pueden ser aprovechados de
forma óptima los espacios de montaje existentes en el motor a través
de la utilización discrecional del accionamiento radial o axial, o
bien de la sujeción discrecional a la dirección radial o axial, sin
tener que modificar el módulo en su forma de construcción. Con este
tipo de ejecución según la invención son posibles multiplicaciones
en la relación de 1:30 aproximadamente. Son tan imaginables asimismo
otras formas de ejecución eventualmente más grandes, especialmente
del engranaje, como una disposición o un tamaño alternativos del
enchufe de conexión, según la electrónica existente, pero las mismas
no afectan a la invención. Puede montarse aquí además un retroceso
de los dispositivos de ajuste para mecanismos de válvulas y
compuertas, a través de un resorte de torsión, para una desconexión
segura en el caso de fallo electrónico.
Claims (8)
1. Dispositivo de ajuste para mecanismos de
válvulas y compuertas de un motor de combustión interna con una
unidad (A) de accionamiento que está compuesta por un accionamiento
situado en una primera carcasa (3), especialmente un motor eléctrico
(1) con un árbol (2) de accionamiento, y una unidad (B) accionada
colocada en una segunda carcasa (12), la cual está unida con la
primera, cuya unidad accionada está formada por una unidad (4) de
engranaje unida al árbol del accionamiento, y una unidad (23) de
cojinete integrada en la segunda carcasa (12), caracterizado
porque la unidad de engranaje (C) presenta al menos un árbol radial
(10) de accionamiento y árbol axial (11) de accionamiento, siendo
de accionamientos los mecanismos de válvulas o de compuertas a
través del árbol (10, 11) radial o axial de accionamiento.
2. Dispositivo de ajuste según la reivindicación
1, caracterizado porque la carcasa (12) de la unidad
accionada B dispone de dos superficies de atornillamiento
correspondientes a la conexión de los dos árboles de accionamientos
(10, 11).
3. Dispositivo de ajuste según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque la unidad accionada (B) es un
módulo estandarizado, el cual está dimensionado respecto al tamaño,
forma y estabilidad de tal manera que el tamaño y potencia del motor
del accionamiento es elegible discrecionalmente.
4. Dispositivo de ajuste según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
diámetro exterior de la carcasa (12), en la cual están colocadas la
unidad de cojinete (23) y la unidad de engranaje (C) de la unidad
accionada (B), sin brida (19) de conexión ni caja (18) del enchufe
de conexión, no es mayor que el diámetro exterior de una carcasa (3)
utilizada de un motor, debido a la forma compacta de
construcción.
5. Dispositivo de ajuste según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la
unidad (23) de cojinete está integrada una unidad electrónica (18)
para el control y sensórica del accionamiento, la cual es
controlable a través de un enchufe normalizado (19) de varios
polos.
6. Dispositivo de ajuste según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
sensórica presenta un sensor sin contacto, especialmente un sensor
de Hall.
7. Dispositivo de ajuste según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol
axial (11) de accionamiento está situado en posición desplazada
paralelamente respecto al árbol (2) de accionamiento.
8. Dispositivo de ajuste según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la carcasa
presenta al menos una abertura de paso (13) radial respecto al árbol
(2) de accionamiento de la unidad accionada, y una abertura de paso
(14) axial respecto al árbol (2) de accionamiento de la unidad de
accionamiento, a través de las cuales están guiados los árboles de
accionamientos (10, 11) del dispositivo de ajuste, a fin de
establecer el contacto con la pieza constructiva que ha de
accionarse, y porque se han montado previamente juntas (15, 16) en
la carcasa (12), las cuales se apoyan por su parte interior, en el
estado de montaje terminado, sobre la pared de la carcasa, y están
dispuestas alrededor de los árboles de accionamientos,
estanqueizando hacia fuera las aberturas de paso (13, 14) con los
árboles de accionamientos.
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