ES2273163T3 - Un sistema de eje de transmision con atenuador de vibraciones. - Google Patents

Abstract

Un elemento de inserto (250) para un conjunto de eje de transmisión (20) incluyendo un extremo delantero (254) y un extremo trasero (258); - teniendo dicho extremo delantero (254) una primera ranura (252) formada a su través, extendiéndose dicha primera ranura (252) axialmente una primera distancia (266), más grande que la mitad de la longitud de dicho elemento de inserto (250), pero menos que la longitud to- tal de dicho elemento de inserto (250), desde dicho ex- tremo delantero (254) de dicho elemento de inserto (250); y - teniendo dicho extremo trasero (258) una segunda ranura (256) formada a su través, caracterizado porque dicha segunda ranura (256) se extiende axialmente una segunda distancia (268), más grande que la mitad de la longitud de dicho elemento de inserto (250), pero menos que la longitud total de dicho elemento de inserto (250), desde dicho extremo trasero (258) de dicho elemento de inserto (250), donde dicha primera ranura (252) solapa al menos parcialmente dicha segunda ranura (256).

Description

Un sistema de eje de transmisión con atenuador de vibraciones.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a atenuación de vibraciones en transmisiones de vehículo y más en particular a una configuración mejorada para un inserto de eje de transmisión atenuador de vibraciones.

Tal elemento de inserto se conoce por DE 90 11 147 U.

Antecedentes de la invención

Los ejes de transmisión se emplean comúnmente para transmitir potencia desde una fuente de potencia rotacional, tal como el eje de salida de una transmisión de vehículo, a un mecanismo movido rotativamente, tal como un conjunto diferencial. Como es bien conocido en la técnica, los ejes de transmisión tienden a transmitir vibración mientras transfieren potencia rotativa. Cuando el eje de transmisión es movido a una frecuencia armónica, la vibración y el ruido pueden ser amplificados, creando ruido y transmitiendo vibración indeseable a pasajeros que viajan en el vehículo. Así, es deseable y ventajoso atenuar vibraciones dentro del eje de transmisión con el fin de reducir el ruido dentro del compartimiento de pasajeros del vehículo.

Se han empleado varios dispositivos para atenuar la propagación de ruido de ejes de transmisión incluyendo insertos hechos de cartón, espuma, o materiales elásticos, tales como caucho. Los insertos que se usan típicamente para un eje de transmisión dado son generalmente idénticos en su configuración (es decir, construcción, tamaño, masa y densidad) y se instalan en el eje de transmisión antes de instalar el eje de transmisión en el vehículo. La integración del conjunto de eje de transmisión de esta manera es ventajosa porque simplifica en gran medida la instalación del eje de transmisión. A pesar de las varias ventajas, subsisten varios inconvenien-
tes.

Un inconveniente es la susceptibilidad de conjuntos corrientes de eje de transmisión al entorno en el que se instalan. Más específicamente, los niveles cambiantes de temperatura y humedad hacen que un inserto de eje de transmisión se hinche o encoja. Un inserto flojo de eje de transmisión plantea innumerables problemas durante la instalación. Por lo tanto, es deseable proporcionar un inserto mejorado de eje de transmisión que es capaz de resistir los cambios en el entorno en el que está instalado.

Otro inconveniente es la necesaria deformación del inserto de eje de transmisión cuando es insertado en un eje de transmisión. Más específicamente, el inserto típico puede tener que deformarse para ser insertado en el eje de transmisión. La deformación del inserto de eje de transmisión puede producir una reducción de su diámetro. Después de la instalación, el inserto puede no retornar a su diámetro predeterminado, que por lo demás asegura un encaje ajustado dentro del eje de transmisión. Es deseable, por lo tanto, proporcionar el inserto de eje de transmisión con una configuración mejorada para asegurar una instalación apropiada.

Resumen de la invención

Un elemento de inserto según la reivindicación 1.

Otras zonas de aplicabilidad de la presente invención serán evidentes por la descripción detallada que se ofrece a continuación.

Breve descripción de los dibujos

Ventajas y características adicionales de la presente invención serán evidentes por la descripción siguiente y las reivindicaciones anexas, tomadas en unión con los dibujos acompañantes, donde:

La figura 1 es una ilustración esquemática de un vehículo ejemplar construido según las ideas de la presente invención.

La figura 2 es una vista superior parcialmente cortada de una porción del vehículo de la figura 1 que ilustra el eje trasero y el eje de transmisión con más detalle.

La figura 3 es una vista en sección de una porción del eje trasero y el eje de transmisión.

La figura 4 es una vista superior parcialmente cortada del eje de transmisión que representa un elemento de inserto de la presente invención.

La figura 5 es una vista en perspectiva del elemento de inserto de la figura 4 que representa una primera ranura y una segunda ranura.

La figura 6 es una vista en perspectiva del elemento de inserto de la figura 5 que representa un extremo delantero y extremo trasero en una condición deformada.

Y la figura 7 es una perspectiva de un elemento de inserto de la técnica anterior.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

Con referencia a la figura 1 de los dibujos, un vehículo que tiene un conjunto de eje de transmisión construido según las ideas de la presente invención se indica en general con el número de referencia 10. El vehículo 10 incluye una transmisión 12, que puede ser movida mediante una conexión a un tren de potencia 14. El tren de potencia 14 incluye un motor 16 y una transmisión 18. La transmisión 12 incluye un conjunto de eje de transmisión 20, un eje trasero 22 y una pluralidad de ruedas 24. El motor 16 está montado en una orientación en línea o longitudinal a lo largo del eje del vehículo 10 y su salida está acoplada selectivamente mediante un embrague convencional a la entrada de la transmisión 18 para transmitir potencia rotativa (es decir, par de accionamiento) entremedio. La entrada de la transmisión 18 está alineada comúnmente con la salida del motor 16 para rotación alrededor e un eje rotativo. La transmisión 18 también incluye una salida 18a y una unidad de engranajes reductores. La unidad de engranajes reductores es operable para acoplar la entrada de la transmisión a la salida de transmisión a una relación de transmisión predeterminada. El conjunto de eje de transmisión 20 está acoplado para rotación con la salida 18a de la transmisión 18. El par de accionamiento es transmitido a través del conjunto de eje de transmisión 20 al eje trasero 22 donde es distribuido selectivamente de manera predeterminada a las ruedas traseras izquierda y derecha 24a y 24b, respectivamente.

Con referencia adicional a las figuras 2 y 3, el eje trasero 22 se representa incluyendo un conjunto diferencial 30, un conjunto de eje izquierdo 32, y un conjunto de eje derecho 34. El conjunto diferencial 30 incluye un alojamiento 40, una unidad diferencial 42 y un conjunto de eje de entrada 44. El alojamiento 40 soporta la unidad diferencial 42 para rotación alrededor de un primer eje 46 y además soporta el conjunto de eje de entrada 44 para rotación alrededor de un segundo eje 48 que es perpendicular al primer eje 46.

El alojamiento 40 se forma inicialmente en un proceso adecuado de vaciado o estampado y a continuación se maquina según sea preciso. El alojamiento incluye un elemento de pared 50 que define una cavidad central 52 que tiene un agujero de eje izquierdo 54, un agujero de eje derecho 56, y un agujero de eje de entrada 58. La unidad diferencial 42 está dispuesta dentro de la cavidad central 52 del alojamiento 40 e incluye un cárter 70, un engranaje anular 72 que está fijado para rotación con el cárter 70, y un conjunto de engranajes 74 que está dispuesto dentro del cárter 70. El conjunto de engranajes 74 incluye engranajes laterales primero y segundo 82 y 86 y una pluralidad de piñones diferenciales 88, que se soportan rotativamente en ejes de piñón 90 montados en el cárter 70. El cárter 70 incluye un par de muñones 92 y 96 y una cavidad de engranaje 98. Un par de conjuntos de soporte 102 y 106 se representan soportando los muñones 92 y 96, respectivamente, para rotación alrededor del primer eje 46. Los conjuntos de ejes primero y segundo 32 y 34 se extienden a través de los agujeros de eje izquierdo y derecho 54 y 56, respectivamente, donde están acoplados para rotación alrededor del primer eje 46 con los engranajes laterales primero y segundo 82 y 86, respectivamente. El cárter 70 es operable para soportar la pluralidad de piñones diferenciales 88 para rotación dentro de la cavidad de engranaje 98 alrededor de uno o más ejes que son perpendiculares al primer eje 46. Los engranajes laterales primero y segundo 82 y 86 incluyen una pluralidad de dientes 108 que enganchan con engrane dientes 110 formados en los piñones diferenciales 88.

El conjunto de eje de entrada 44 se extiende a través del agujero de eje de entrada 58 donde se soporta en el alojamiento 40 para rotación alrededor del segundo eje 48. El conjunto de eje de entrada 44 incluye un eje de entrada 120, un engranaje dentado 122 que tiene una pluralidad de dientes de piñón 124 que enganchan con engrane los dientes 126 formados en el engranaje anular 72, y un par de conjuntos de soporte 128 y 130 que cooperan con el alojamiento 40 para soportar rotativamente el eje de entrada 120. El conjunto de eje de entrada 44 está acoplado para rotación con el conjunto de eje de transmisión 20 y es operable para transmitir par de accionamiento a la unidad diferencial 42.

Los conjuntos de eje izquierdo y derecho 32 y 34 incluyen un tubo de eje 150 que está fijado al agujero de eje asociado 54 y 56, respectivamente, y un semieje 152 que se soporta para rotación en el tubo de eje 150 alrededor del primer eje 46. Cada uno de los semiejes 152 incluye una porción externamente acanalada 154 que engancha con engrane una porción de acoplamiento internamente acanalada (no representada específicamente) formada en los engranajes laterales primero y segundo 82 y 86, respectivamente.

Con referencia adicional a la figura 4, el conjunto de eje de transmisión 20 se representa incluyendo una estructura de eje 200, tapones de muñón primero y segundo 202a y 202b, crucetas primera y segunda 206a y 206b, un conjunto de yugo 210 y una pestaña de yugo 210. Los tapones de muñón primero y segundo 202a y 202b, las crucetas primera y segunda 206a y 206b, el conjunto de yugo 210 y la pestaña de yugo 210 son convencionales en su construcción y operación y como tal no hay que explicarlos con detalle. Brevemente, los tapones de muñón primero y segundo 202a y 202b están acoplados fijamente a los extremos opuestos de la estructura de eje 200, típicamente mediante soldadura. Cada una de las crucetas primera y segunda 206a y 206b está acoplada a un tapón asociado de los tapones de muñón primero y segundo 202a y 202b y al asociado del conjunto de yugo 210 y la pestaña de yugo 210. El conjunto de yugo, la primera cruceta 206a, y el primer tapón de muñón 202a forman colectivamente una primera junta universal 212, mientras que la pestaña de yugo 210, la segunda cruceta 206b y el segundo tapón de muñón 202b forman colectivamente una segunda junta universal 214.

La estructura de eje 200 se ilustra como generalmente cilíndrica, teniendo una cavidad central hueca 220 y un eje longitudinal 222. La estructura de eje 200 se forma preferiblemente de un material soldado sin costura, tal como aluminio (por ejemplo, 6061-T6 conforme a ASTM B-210) o acero.

Con referencia a las figuras 4 y 5, se puede insertar uno o más elementos de inserto 250 en la estructura de eje 200 para atenuar la vibración producida durante la transmisión de potencia rotativa por el conjunto de eje de transmisión 20. En el ejemplo concreto ofrecido se emplea un solo elemento de inserto 250. El elemento de inserto 250 es una estructura tubular que tiene una forma generalmente complementaria de la superficie interior de la estructura de eje 200. En la realización ilustrada, el elemento de inserto 250 está configurado como un tubo cilíndrico con una sección transversal generalmente circular. El elemento de inserto 250 está configurado además con dos o más ranuras.

En el ejemplo proporcionado, un extremo delantero 254 del elemento de inserto 250 incluye una primera ranura 252 formada a su través, mientras que un extremo trasero 258 incluye una segunda ranura 256 formada a su través. El elemento de inserto 250 está configurado además de modo que la primera ranura 252 y la segunda ranura 256 no sean tan largas como la longitud 260 del elemento de inserto, sino más largas que la mitad de la longitud 260 del elemento de inserto. Para ello, la primera ranura 252 y la segunda ranura 256 se extienden más allá del punto medio axial 262 (representado en una línea discontinua) del elemento de inserto 250. Por consiguiente, se deduce que la primera ranura 252 y la segunda ranura 256 se solapan y, como tal se puede decir que el elemento de inserto 250 tiene una configuración de ranura decalada.

Con referencia a las figuras 5 y 6, la primera ranura 252 y la segunda ranura 256 están espaciadas una distancia de intervalo 264. La dimensión de la distancia de intervalo 264 está configurada para permitir que el extremo delantero 254 y el extremo trasero 258 se deformen ligeramente cuando el elemento de inserto 250 se inserte en la estructura de eje 200 (figura 4). Se deberá apreciar que la distancia de intervalo 264 o la dimensión de intervalo puede ser una distancia radial tal como la distancia radial entre dos líneas radiales trazadas desde la línea central del elemento de inserto 250. Además, la distancia de intervalo 264 o la dimensión de intervalo también pueden ser una distancia, tal como la distancia entre dos líneas longitudinales o axiales trazadas paralelas a la línea central del elemento de inserto 250.

Como tal, el extremo delantero 254 y el extremo trasero 258 en una condición deformada se indican en general en la figura 6 con los números de referencia 272 y 274, respectivamente. Mientras que el extremo delantero 254 y el extremo trasero 258 se pueden deformar, el elemento de inserto 250 vuelve a su forma generalmente original después de haber sido insertado en la estructura de eje 200. La capacidad de deformación (figura 6) y el retorno al estado no deformado (figura 5) permite instalar más fácilmente el elemento de inserto 250 y, además, mantener su encaje ajustado dentro de la estructura de eje 200 (figura 4).

En comparación con la implementación de la técnica anterior de un inserto en forma de C 300, representado en la figura 7, el elemento de inserto 250 de las figuras 5 y 6 es más elástico a las fuerzas aplicadas durante la instalación a la estructura de eje 200 (figura 4). Se deberá apreciar que los insertos para el conjunto de eje de transmisión 20 (figura 4) están diseñados típicamente con un ajuste de interferencia, de modo que se requiere deformación para instalar el inserto en el conjunto de eje de transmisión. El inserto en forma de C 300, por lo tanto, requiere una deformación que da lugar a que la anchura 302 de un canal 304 se reduzca de tamaño, lo que da lugar a que el diámetro 306 se reduzca de tamaño. La reducción del diámetro 306 permite así instalar el inserto en forma de C 300 en una estructura de eje similar a la estructura de eje 200, que se ilustra en la figura 4.

El inserto en forma de C 300, sin embargo, puede no volver a su tamaño original después de la deformación, lo que puede dar lugar a un ajuste flojo. Además, la deformación del inserto en forma de C 300 puede hacerlo inoperable. Por lo tanto, la configuración de la presente invención que se ilustra en las figuras 4 y 5 permite la necesaria deformación del extremo delantero 254 y el extremo trasero 258, como se representa en la figura 6, permitiendo una instalación más fácil del elemento de inserto 250 pero también mantiene las dimensiones necesarias para asegurar un ajuste ajustado dentro de la estructura de eje 200.

Con referencia a las figuras 4 y 5, la distancia de intervalo 264, una longitud de la primera ranura 266, y una longitud de la segunda ranura 268 se pueden configurar también para proporcionar al elemento de inserto 250 de resiliencia al entorno en el que se instala. Más específicamente, los niveles cambiantes de temperatura y humedad pueden hacer que el elemento de inserto se hinche o encoja o cambie de otro modo de dimensiones. El inserto en forma de C de la técnica anterior 300 de la figura 7 puede encogerse al punto donde el ajuste dentro de la estructura de eje ya no ajusta debido a la plena longitud de canal 304. El elemento de inserto 250 de las figuras 4 y 5, sin embargo, también puede encogerse o hincharse en respuesta a los cambios del entorno, pero mantiene un ajuste ajustado dentro de la estructura de eje 200. Más específicamente, la configuración de un elemento de puente 270 y la distancia de intervalo 264 entre la primera ranura 252 y la segunda ranura 256 proporciona mejor resiliencia, lo que permite al elemento 250 mantener un ajuste ajustado dentro de la estructura de eje 200 (figura 4).

Según otro aspecto de la presente invención, las dimensiones del elemento de inserto se pueden determinar en función de las dimensiones de la estructura de eje 200. Para ello, las dimensiones del elemento de inserto 250, la primera ranura 252, la segunda ranura 256, y la distancia de intervalo 264 pueden variar considerablemente con los varios tamaños de conjuntos de eje de transmisión 20 disponibles. Como tal, las dimensiones solamente se tienen que dimensionar para mantener la resiliencia del elemento de inserto 250 durante la instalación y mientras está instalado en la estructura de eje 200. Para ello, tal conjunto de dimensiones ejemplares se puede calcular basando la longitud de la primera ranura 266, la longitud de la segunda ranura 268, y la distancia de intervalo 264 en la longitud 260 del elemento de inserto 250. Más específicamente, la longitud de la primera ranura 266 y la longitud de la segunda ranura 268 son aproximadamente cinco octavos (5/8) de la longitud 260 del elemento de inserto 250. O expresado de otra forma, la longitud 260 es aproximadamente igual a 1,6 veces la longitud de la primera ranura 266 y la longitud de la segunda ranura 268. Por ejemplo, si la longitud 260 del elemento de inserto es aproximadamente ocho pulgadas (aproximadamente 203 mm), la longitud de la primera ranura 266 y la longitud de la segunda ranura 268 serían aproximadamente cinco pulgadas (aproximadamente 127 mm). Se deberá apreciar que la adherencia a la relación exacta no es necesaria para mantener la operabilidad de la invención, sino solamente la implementación de la configuración de ranura decalada.

Como se ha mencionado anteriormente, la distancia de intervalo 264 se puede basar en la longitud 260 del elemento de inserto 250. Más específicamente, la distancia de intervalo 264 puede estar dimensionada de manera que sea aproximadamente cinco por ciento (5%) de la longitud 260 del elemento de inserto 250. Expresado de otra forma, la longitud 260 del elemento de inserto 250 es aproximadamente igual a aproximadamente veinte (20) veces la distancia de intervalo 264. Usando el ejemplo anterior, el elemento de inserto 250 que es de aproximadamente ocho pulgadas (aproximadamente 203 mm) de largo tendría aproximadamente cuatro décimas partes de una distancia de intervalo de pulgada (aproximadamente 10 mm). Consiguientemente, la longitud de la primera ranura 266 y la longitud de la segunda ranura 268 sería aproximadamente cinco pulgadas (aproximadamente 127 mm). Como se ha indicado antes, se deberá apreciar que la adherencia a la relación exacta no es necesaria para mantener la operabilidad de la invención, sino solamente la implementación de la configuración de ranura decalada.

El elemento de inserto 250 se puede fabricar de varios materiales capaces de resistir el régimen en el que se instalará. Un material ejemplar es un cartón de alta densidad. El elemento de inserto 250 se puede comprar como un tubo de cartón prefabricado o montarse a partir de una cinta de cartón y encolado. Una cinta de cartón ejemplar o tubo de cartón premontado se puede adquirir de Caraustar, Inc. (Saginaw, MI y otras empresas). Una cinta de cartón ejemplar puede ser una cinta de papel de aproximadamente cuatro pulgada (aproximadamente 101 mm) de ancho, que se puede convertir en un elemento de inserto adecuado. Se deberá apreciar, no obstante, que el elemento de inserto 250 se puede hacer de varios materiales; como tal, la presente invención no se tiene que fabricar de cartón para mantener la operabilidad.

El elemento de inserto 250 puede ser construido por varios métodos. Los costos de producción y en último término el costo unitario pueden decidir las opciones del método de producción; sin embargo, no se necesita un cierto tipo de producción para mantener la operabilidad de la presente invención. Un método de fabricación ejemplar puede ser rectificar las ranuras de inserto o incluso cortar a mano las ranuras. Otros métodos ejemplares de mayor producción pueden ser un proceso por el que un troquel convencional modificado corta la primera ranura 252 y la segunda ranura 256. Se deberá apreciar que existen muchos procesos para fabricar la presente invención. También se deberá apreciar que porciones del elemento de inserto 250 se ilustran con esquinas cortadas cuadradas y las ranuras cortadas paralelas a la línea central del elemento de inserto. Consiguientemente, el elemento de inserto 250 se puede construir con esquinas redondas y las ranuras cortadas paralelas a una línea radial del elemento de inserto.

Claims (6)

1. Un elemento de inserto (250) para un conjunto de eje de transmisión (20) incluyendo un extremo delantero (254) y un extremo trasero (258);

- teniendo dicho extremo delantero (254) una primera ranura (252) formada a su través, extendiéndose dicha primera ranura (252) axialmente una primera distancia (266), más grande que la mitad de la longitud de dicho elemento de inserto (250), pero menos que la longitud total de dicho elemento de inserto (250), desde dicho extremo delantero (254) de dicho elemento de inserto (250); y

- teniendo dicho extremo trasero (258) una segunda ranura (256) formada a su través,

caracterizado porque dicha segunda ranura (256) se extiende axialmente una segunda distancia (268), más grande que la mitad de la longitud de dicho elemento de inserto (250), pero menos que la longitud total de dicho elemento de inserto (250), desde dicho extremo trasero (258) de dicho elemento de inserto (250), donde dicha primera ranura (252) solapa al menos parcialmente dicha segunda ranura (256).

2. Elemento de inserto según la reivindicación 1, donde una distancia de intervalo (264) entre dicha primera ranura (252) y dicha segunda ranura (258) es menos que la mitad de una circunferencia de dicho elemento de inserto (250).

3. Elemento de inserto según la reivindicación 2, donde la longitud del elemento de inserto (260) es aproximadamente veinte veces dicha distancia de intervalo (264).

4. Elemento de inserto según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde dicha primera distancia (266) y dicha segunda distancia (268) son aproximadamente iguales.

5. Elemento de inserto según la reivindicación 4, donde dicha primera distancia (266) y dicha segunda distancia (268) son aproximadamente cinco octavos de dicha longitud (260) de dicho elemento de inserto (250).

6. Elemento de inserto según cualquiera de las reivindicaciones 4-5, donde dicha primera ranura (252) está espaciada radialmente de dicha segunda ranura (256).