ES2285672T3 - Mecanismo de sincronizacion para un engranaje de cambio de marcha de rueda dentadas. - Google Patents
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Abstract
Mecanismo de sincronización para un engranaje de cambio de marcha de ruedas dentadas con al menos un acoplamiento cónico, que presenta un anillo cónico doble (10) que puede girar libremente con relación a un buje (1) entre un anillo de fricción interior (8) y un anillo sincrónico (9) exterior que puede desplazarse axialmente con relación al anillo de fricción, que posee un cuerpo de anillo con un dentado de bloqueo sobre el perímetro exterior y con una superficie de fricción sobre el perímetro interior así como pitones de arrastre, orientados radialmente hacia dentro, para el anillo de fricción, caracterizado porque los pitones de arrastre (13) están previstos sobre un anillo de arrastre (16) de al menos un recorte de chapa, que está unido al cuerpo anular (15) compuesto de un cuerpo sinterizado.
Description
Mecanismo de sincronización para un engranaje de
cambio de marcha de ruedas dentadas.
La presente invención se refiere a un mecanismo
de sincronización para un engranaje de cambio de marcha de ruedas
dentadas con al menos un acoplamiento cónico, que presenta un anillo
cónico doble que puede girar libremente con relación a un buje
entre un anillo de fricción interior y un anillo sincrónico exterior
que puede desplazarse axialmente con relación al anillo de
fricción, que posee un cuerpo de anillo con un dentado de bloqueo
sobre el perímetro exterior y con una superficie de fricción sobre
el perímetro interior así como pitones de arrastre, orientados
radialmente hacia dentro, para el anillo de fricción.
En el caso de engranajes de cambio de ruedas
dentadas con un buje que se asienta de forma solidaria en rotación
sobre un árbol y una rueda de marcha montada sobre el árbol de forma
libremente giratoria, se conoce (documento DE 42 24 271 A1) prever
entre el buje y la rueda de marcha un mecanismo de sincronización
con un acoplamiento cónico, que presenta un anillo cónico doble que
produce un arrastre giratorio de la rueda de marcha, que se sujeta
en arrastre de fuerza entre un anillo de fricción interior y un
anillo sincrónico asociado al buje, que puede trasladarse
axialmente mediante el manguito de empuje con relación a este anillo
de fricción. Si se desplaza el manguito de empuje sobre el buje en
el sentido de un engrane de acoplamiento, mediante el arrastre
axial del anillo sincrónico el anillo cónico doble se acelera en
unión de fricción entre el anillo de fricción interior y el anillo
sincrónico exterior y, con ello, la rueda de marcha unida de forma
solidaria en rotación al anillo cónico doble a la velocidad de giro
del buje, lo que hace posible el engrane de acoplamiento sin
impedimentos a continuación entre el manguito de empuje y la corona
de garras de la rueda de marcha. Un dentado de bloqueo dispuesto
sobre el anillo sincrónico y que coopera con las garras del manguito
de empuje impide con ello que el manguito de empuje pueda ejecutar
durante la sincronización el movimiento axial de acoplamiento.
Para el arrastre giratorio del anillo de
fricción mediante el anillo sincrónico éste presenta pitones de
arrastre orientados radialmente hacia dentro que, con relación al
anillo de fricción, están apoyados de forma solidaria en rotación
pero desplazable axialmente. Los pitones de arrastre se exponen por
ello cargas que imponen requisitos correspondientes a las
características de material, ya que a causa de las condiciones de
espacio limitado los pitones de arrastre sólo pueden presentar unos
grosores de pared relativamente reducidos. Por este motivo queda
vedada una producción pulvimetalúrgica de los anillos sincrónicos,
aunque una producción pulvimetalúrgica conlleva considerables
ventajas de fabricación. A esto hay que añadir también que los
pitones de arrastre impiden la expulsión de aceite hacia fuera de
las rendijas entre el anillo cónico doble, por un lado, y la
superficie de fricción del anillo sincrónico y del anillo de
fricción, por otro lado.
Otro mecanismo de sincronización conforme al
preámbulo de la reivindicación 1 se conoce del documento
EP1312823.
La invención se ha impuesto por tanto la atarea
de configurar un mecanismo de sincronización de la clase ilustrada
al comienzo, de tal modo que puedan garantizarse condiciones de
fabricación sencillas, sin tener que temer un sobreesfuerzo de las
piezas constructivas.
La invención resuelve la tarea impuesta por
medio de que los pitones de arrastre están previstos sobre un
anillo de arrastre de al menos un recorte de chapa, que está unido
al cuerpo anular compuesto de un cuerpo sinterizado.
Debido a que los pitones de arrastre del anillo
sincrónico se prevén sobre un anillo de arrastre separado de su
cuerpo anular, se crea la sencilla premisa de fabricar el cuerpo
anular pulvimetalúrgicamente como cuerpo sinterizado, sin tener que
temer una sobrecarga de los pitones de arrastre, que sí que están
previstos sobre un anillo de arrastre de al menos un recorte de
chapa. Por ello sólo es necesario unir entre sí el anillo de
arrastre y el cuerpo anular después de su producción por separado,
en donde no viene al caso una técnica de ensamblaje especial, si
sólo está garantizada una transmisión de fuerza correspondiente
entre el cuerpo anular y el anillo de arrastre.
La asociación de los pitones de arrastre a un
anillo de arrastre separado permite además que queden al descubierto
unas rendijas radiales, distribuidas por el perímetro, entre el
anillo de arrastre y el cuerpo anular, lo que facilita la expulsión
de aceite entre el anillo de fricción y el cono doble o entre el
anillo de fricción y el anillo sincrónico en el lado de los pitones
de arrastre, y conduce a una refrigeración mejorada mediante la
corriente de aceite a través de estas rendijas.
Para precalcular constructivamente una
determinada anchura de rendija, el cuerpo anular o el anillo de
arrastre puede presentar determinados suplementos de unión, que no
sólo ponen a disposición superficies de unión sino que sirven
también de distanciadores.
Ha quedado demostrado de forma sorpresiva que
incluso anchuras de rendija relativamente pequeñas conllevan una
notable mejora de la expulsión de aceite. Por ello puede
prescindirse en ciertas circunstancias de suplementos de unión
separados, si la anchura de rendija se corresponde con el grosor de
una capa de adherencia prevista solamente en segmentos periféricos,
por ejemplo una capa de pegado o soldadura.
En el dibujo se ha representado el objeto de la
invención a modo de ejemplo. Aquí muestran
la figura 1 un mecanismo de sincronización
conforme a la invención para un engranaje de cambio de marcha de
ruedas dentadas en un corte axial simplificado,
la figura 2 el anillo sincrónico del
acoplamiento cónico de este mecanismo de sincronización en una vista
frontal sobre el anillo de arrastre y
la figura 3 un corte según la línea
III-III de la figura 2 a una mayor escala.
Conforme a la figura 1 está previsto, entre un
buje 1 que se asienta de forma solidaria en rotación sobre un árbol
y una rueda de marcha 2 de un engranaje de cambio de marcha de
ruedas dentadas montada con movimiento libre sobre este árbol, un
acoplamiento de garras 3 que presenta un manguito de empuje 4
montado de forma axialmente desplazable sobre el buje 1 que, con su
dentado de garras 5 interior, coopera con una corona de garras 6 de
un cuerpo de acoplamiento 7 de la rueda de marcha 2. Para accionar
el acoplamiento de garras 3 sólo cuando el número de revoluciones
del buje 1 coincide con la rueda de marcha 2, está previsto un
mecanismo de sincronización que comprende un anillo de fricción 8
interior, un anillo sincrónico 9 exterior y un anillo cónico doble
10. Mientras que los anillos de fricción y sincrónico 8, 9 están
asociados al buje 1, el anillo cónico doble 10 está unido de forma
solidaria en rotación a la rueda de marcha 2 a través de pitones de
arrastre 11, que engranan con rebajos 2 correspondientes del cuerpo
de acoplamiento 7. El anillo sincrónico 9, que forma con el anillo
de fricción 8 y el anillo cónico doble 10 un acoplamiento cónico,
está montado de forma axialmente desplazable con relación al anillo
de relación 8 y está acoplado al anillo de fricción 8, a través de
pitones de arrastre, para el arrastre giratorio.
Para garantizar que el manguito de empuje 4 sólo
puede engranar con la corona de garras 6 del cuerpo de acoplamiento
7 después de una sincronización de los números de revoluciones del
buje 1 y de la rueda de marcha 2, el anillo sincrónico 9 que puede
girar de forma limitada con relación al manguito de empuje 4 está
dotado de un dentado de bloqueo 14, que coopera con el dentado de
garras 5 del manguito de empuje 4. Si se desplaza el manguito de
empuje 4 desde su posición central mostrada en contra de la rueda de
marcha 2, se aprietan axialmente de forma usual piezas de presión
acopladas a través de una muesca de muelle, distribuidas por el
perímetro del buje 1, sobre el anillo sincrónico 9, de tal modo que
entre el anillo sincrónico 9 y el anillo de fricción 8, por un
lado, y el anillo cónico doble, por otro lado, se crea una unión de
fricción con el efecto de que se compensan diferencias de número de
revoluciones entre el anillo sincrónico9 y la rueda de marcha 2.
Debido a que con esta sincronización las superficies frontales del
dentado de garras 5 del manguito de empuje 4 se aprietan sobre el
dentado de bloqueo 14, se bloquea la penetración del dentado de
garras 5 sobre la corona de garras 6 del cuerpo de acoplamiento 7.
Hasta después de la reducción del momento de fricción producida por
el sincronismo no puede aprovecharse el momento de giro, forzado por
las caídas de las superficies frontales adyacentes del dentado de
garras 5 y del dentado de bloqueo 14 en cooperación con la fuerza
axial de ajuste del manguito de empuje 4, para el giro mutuo entre
el anillo sincrónico 9 y el manguito de empuje 4, para implantar el
dentado de garras 5 del manguito de empuje 4, pasando por el dentado
de bloqueo 14 del anillo sincrónico 9, hasta la corona de garras 6
del cuerpo de acoplamiento 7.
Como puede deducirse de las figuras 2 y 3, el
anillo sincrónico 9 se ha ensamblado con un cuerpo anular 15 y un
anillo de arrastre 16 que forma los pitones de arrastre13. Esta
separación entre el cuerpo anular 16 y los pitones de arrastre 13
pertenecientes a un anillo de arrastre 16 separado, permite de forma
ventajosa producir el anillo anular 15 pulvimetalúrgicamente como
cuerpo sinterizo, mientras que el anillo de arrastre 16 con los
pitones de arrastre 13 se compone de un recorte de chapa. De este
modo pueden aprovecharse las ventajas de la producción
pulvimetalúrgica del cuerpo anular 15, sin tener que temer una
sobrecarga de los pitones de arrastre 13, que sí están unidos a un
anillo de arrastre 16 de un recorte de chapa. Sólo es necesario
preocuparse de una unión correspondiente entre el cuerpo anular 15 y
el anillo de arrastre 16, para lo que pueden usarse uniones tanto
en unión positiva de forma como en arrastre de fuerza. Conforme a la
figura 3 el cuerpo anular 15 forma tanto el dentado de bloqueo 14
como la superficie de fricción cónica 17 que coopera con el cono
doble 10. Sin embargo, esto no es obligatorio. De este modo el
dentado de bloqueo 14 podría fabricarse como corona dentada
separada de una pieza estampada de chapa y unirse al cuerpo anular
15. La superficie de fricción 17 podría componerse de una capa de
fricción, aplicada sobre el cuerpo anular 15, de diferente
estructura.
La fabricación separada del cuerpo anular 15 y
del anillo de arrastre 16 forma además una premisa ventajosa para
una configuración sencilla de rendijas radiales 18 entre el anillo
de arrastre 16 y el cuerpo anular 15.
Estas rendijas, que presentan una anchura de
rendija de entre 0,2 y 1 mm, favorecen la rápida expulsión de
aceite hacia fuera de la región de rendijas entre el anillo cónico
doble 10, por un lado, y el anillo de fricción 8 y el anillo
sincrónico 9, por otro lado. Aparte de esto se obtiene con la
corriente de aceite a través de las rendijas 18 una refrigeración
mejorada. El aceite es expulsado hacia fuera radialmente a causa de
las fuerzas centrífugas.
Para precalcular constructivamente una
determinada anchura de rendija, en el ejemplo de ejecución el cuerpo
anular 15 presenta suplementos de unión 19 que sobresalen frente al
anillo de arrastre 16 que no sólo sirven para unir el cuerpo anular
15 y el anillo de arrastre 16, sino que también representan
distanciadores, como puede deducirse de la figura 3. Para pequeñas
anchuras de rendija puede ser totalmente suficiente aprovechar como
distanciadores la capa de adherencia prevista entre el cuerpo anular
15 y el anillo de arrastre 16, por ejemplo una capa de pegado o
soldadura. La capa de adherencia sólo puede preverse naturalmente en
regiones periféricas, para garantizar la rendija radial 18 entre
las regiones de la capa de adherencia.
La invención no está limitada naturalmente al
ejemplo de ejecución representado. De este modo el anillo de
arrastre también podría estar compuesto por dos o más recortes a
modo de segmentos.
Claims (4)
1. Mecanismo de sincronización para un engranaje
de cambio de marcha de ruedas dentadas con al menos un acoplamiento
cónico, que presenta un anillo cónico doble (10) que puede girar
libremente con relación a un buje (1) entre un anillo de fricción
interior (8) y un anillo sincrónico (9) exterior que puede
desplazarse axialmente con relación al anillo de fricción, que
posee un cuerpo de anillo con un dentado de bloqueo sobre el
perímetro exterior y con una superficie de fricción sobre el
perímetro interior así como pitones de arrastre, orientados
radialmente hacia dentro, para el anillo de fricción,
caracterizado porque los pitones de arrastre (13) están
previstos sobre un anillo de arrastre (16) de al menos un recorte de
chapa, que está unido al cuerpo anular (15) compuesto de un cuerpo
sinterizado.
2. Mecanismo de sincronización según la
reivindicación 1, caracterizado porque el anillo de arrastre
(16) está unido al cuerpo anular (15), dejando al descubierto
rendijas (18) radiales distribuidas por el perímetro.
3. Mecanismo de sincronización según la
reivindicación 2, caracterizado porque el cuerpo anular (15)
o el anillo de arrastre (16) presenta suplementos de unión (19) que
determinan la anchura de rendija.
4. Mecanismo de sincronización según la
reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la anchura de
rendija se corresponde con un grosor de una capa de adherencia
prevista solamente en segmentos periféricos.
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