ES2270971T3 - Modulo de cambio de velocidad y aplicacion. - Google Patents
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Abstract
Módulo de cambio de velocidades para caja de cambios que comprende un eje (10), un primer y segundo piñones (11, 12) montados de modo loco en el eje (10), una primera y segunda coronas (31, 32) provistas de garras (315, 325) y respectivamente solidarias en rotación con los primer y segundo piñones (11, 12), un primer y segundo elementos de fricción machos (111, 122) mutuamente adyacentes y respectivamente solidarios en rotación con los primer y segundo piñones (11, 12), y un sincronizador (4), el propio sincronizador comprende: un primer y segundo anillos de sincronización (41, 42) mutuamente adyacentes; un primer y segundo dentados machos (415, 425) respectivamente llevados por los primer y segundo anillos de sincronización (41, 42); un cubo (44) montado fijo en rotación en el eje (10); un manguito (43) que lleva un dentado hembra (435) montado fijo en rotación con respecto al cubo (44) y axialmente deslizante en traslación de una y otra parte de una posición neutra para la que el dentadohembra (435) queda libre de cualquier engranaje, entre una primera y segunda posiciones de engranaje para las que el dentado hembra (435) engrana respectivamente con las garras (315, 325) de las primera y segunda coronas (31, 32); un primer y segundo elementos de fricción hembras (411, 422), respectivamente llevados por los primer y segundo anillos de sincronización (41, 42) y situados frente a los primer y segundo elementos de fricción machos (111, 112) con los que cooperan selectivamente para acoplar progresivamente en rotación, bajo el efecto de una solicitación elástica axial, el manguito (43) y uno u otro de los piñones (11, 12); y un elemento de apoyo elástico (5) para transmitir selectivamente a los primer y segundo anillos de sincronización (41, 42) una solicitación elástica axial durante desplazamientos respectivos del manguito (43) de su posición neutra hacia sus primera y segunda posiciones de engranaje, caracterizado porque el cubo (44) se monta en un extremo (100) del eje (10),porque el primer piñón (11) se monta en el eje (10) entre el segundo piñón (12) y el sincronizador (4), porque la segunda corona de garras (32) se une al segundo piñón (12) por medio de un cojinete cilíndrico (320) que pasa entre el eje (10) y el primer piñón (11), y porque el manguito (43) lleva un tercer dentado macho (436) que engrana con una parte activa (440) del cubo, que se conforma en campana.
Description
Módulo de cambio de velocidades y
aplicación.
La presente invención se refiere de forma
general a un módulo de cambio de velocidades destinado a equipar una
caja de cambios.
Más precisamente, la invención se refiere en
particular a un módulo de cambio de velocidades para caja de cambios
que comprende un eje, un primer y segundo piñones montados de modo
loco en el eje, una primera y segunda coronas provistas de garras y
respectivamente solidarias en rotación con los primer y segundo
piñones, un primer y segundo elementos de fricción machos
mutuamente adyacentes y respectivamente solidarios en rotación con
los primer y segundo piñones, y un sincronizador, el propio
sincronizador comprende: un primer y segundo anillos de
sincronización mutuamente adyacentes; un primer y segundo dentados
machos respectivamente llevados por los primer y segundo anillos de
sincronización; un cubo montado fijo en rotación en el eje; un
manguito que lleva un dentado hembra montado fijo en rotación con
respecto al cubo y axialmente deslizante en traslación de una y
otra parte de una posición neutra para la que el dentado hembra
queda libre de cualquier engranaje, entre una primera y segunda
posiciones de engranaje para las que el dentado hembra engrana
respectivamente con las garras de las primera y segunda coronas; un
primer y segundo elementos de fricción hembras, respectivamente
llevados por los primer y segundo anillos de sincronización y
situados frente a los primer y segundo elementos de fricción machos
con los que cooperan selectivamente para acoplar progresivamente en
rotación, bajo el efecto de una solicitación elástica axial, el
manguito y uno u otro de los piñones; y un elemento de apoyo
elástico para transmitir selectivamente a los primer y segundo
anillos de sincronización una solicitación elástica axial durante
desplazamientos respectivos del manguito de su posición neutra hacia
sus primera y segunda posiciones de engranaje.
La utilización de módulos de ese tipo en las
cajas de cambios se conoce gracias a
FR-A-2 789 139 y permite, mediante
un manguito único, seleccionar una u otra de dos velocidades
diferentes de esta caja, según que el manguito se desplace hacia su
primera posición de engranaje o hacia su segunda posición de
engranaje.
Sin embargo, en la medida en que precisamente
tal módulo permite seleccionar dos velocidades diferentes, a
priori sólo es posible recurrir exclusivamente a módulos de ese
tipo en las cajas de cambios que comprenden un número par de
velocidades en marcha hacia delante, por ejemplo en las cajas de
seis velocidades. El documento
FR-A-2 789 139 describe un módulo de
cambio de velocidades según el preámbulo de la reivindicación 1.
En este contexto, la invención tiene
precisamente por objeto proponer un módulo de selección de dos
velocidades que pueda utilizarse en una caja de cambios preexistente
que sólo comprenda un número impar de velocidades en marcha hacia
delante, esta adaptación permite a menor coste aumentar de una
unidad el número de velocidades que ofrece esta caja. Se alcanza
este objetivo con ayuda de un módulo de cambio de velocidades según
la reivindicación 1 y con ayuda de una aplicación de este módulo
según la reivindicación 8.
Con este fin, el módulo de la invención, también
conforme a la definición genérica proporcionada por el preámbulo
anterior, se caracteriza esencialmente porque el cubo se monta en un
extremo del eje, porque el primer piñón se monta en el eje entre el
segundo piñón y el sincronizador, porque la segunda corona de garras
se une al segundo piñón por medio de un cojinete cilíndrico que pasa
entre el eje y el primer piñón, y porque el manguito lleva un
tercer dentado macho que engrana con una parte activa del cubo, que
se conforma en campana.
Preferentemente, este módulo comprende elementos
axiales de disminución de fricción, como agujas de rodamiento,
situados entre el eje y el cojinete y entre el cojinete y el primer
piñón, y elementos radiales de disminución de fricción, como agujas
de rodamiento, situados entre el segundo piñón y el primero, entre
el primer piñón y la segunda corona de garras, y entre la segunda
corona de garras y el cubo.
El elemento de apoyo elástico comprende por
ejemplo un muelle formado por un anillo anular.
Por otra parte, los elementos de fricción machos
y hembras pueden estar constituidos respectivamente por conos machos
y hembras.
En un primer modo de realización posible de la
invención, el tercer dentado macho llevado por el manguito está
formado por acanaladuras externas, y la parte activa del cubo
conformada en campana está provista de acanaladuras internas que
engranan con las acanaladuras externas del manguito.
En un segundo modo de realización posible de la
invención, el tercer dentado macho llevado por el manguito está
formado por una pluralidad de relieves radiales, y la parte activa
del cubo conformada en campana presenta una pluralidad de muescas
axiales correspondientes en las que encajan por deslizamiento los
relieves radiales.
Como acaba de indicarse, el módulo de la
invención se puede utilizar en particular para aumentar el número de
velocidades que ofrece una caja de cambios preexistente.
Aparecerán más claramente otras características
y ventajas de la invención en la descripción realizada a
continuación, a modo indicativo y no limitativo, con respecto a los
dibujos anexos, en los que:
- la figura 1 es una vista en sección de
un módulo según un primer modo de realización de la invención;
- la figura 2 es una vista despiezada en
perspectiva de un módulo según un primer modo de realización de la
invención;
- la figura 3 es una vista en sección de
un módulo según un segundo modo de realización de la invención;
y
- la figura 4 es una vista despiezada en
perspectiva de un módulo según un segundo modo de realización de la
invención.
Como arriba enunciado, la invención se refiere a
un módulo de cambio de velocidades destinado a equipar una caja de
cambios y que comprende por lo esencial (figura 1) un eje 10, dos
piñones 11 y 12, dos coronas 31 y 32 provistas de garras 315 y 325,
dos elementos de fricción machos 111 y 122, y un sincronizador
4.
Ambos piñones 11 y 12 se montan de modo loco en
el eje 10, rodamientos como 8 llevan este eje.
Los piñones 11 y 12 engranan respectivamente con
piñones 21 y 22, que se montan de modo fijo en rotación en un eje
20 llevado por rodamientos como 9, los piñones 21 y 22 transmiten
permanentemente su movimiento de rotación a los piñones 11 y 12 en
el caso en el que el eje 20 es un eje motor.
Las coronas 31 y 32 son respectivamente
solidarias en rotación con los piñones 11 y 12.
Por último, los elementos de fricción machos 111
y 122, que ventajosamente toman la forma de conos machos, son
mutuamente adyacentes y respectivamente solidarios en rotación con
los piñones 11 y 12.
El propio sincronizador 4 comprende dos anillos
de sincronización 41 y 42, dos dentados machos 415 y 425, un cubo
44, un manguito 43, dos elementos de fricción
\hbox{hembras 411
y 422, y por lo menos un elemento de apoyo elástico 5.}
En realidad, el sincronizador puede comprender
dos elementos de apoyo elásticos homotéticos uno respecto a otro,
como 5 y 50 (figuras 1 y 3), para mayor claridad no se representa el
elemento de apoyo 50 en las figuras 2 y 4.
Los anillos de sincronización 41 y 42 son
mutuamente adyacentes y estos anillos 41 y 42 llevan respectivamente
los dentados machos 415 y 425.
El cubo 44 se monta de modo fijo en rotación en
el eje 10, por ejemplo mediante acanaladuras (no visibles).
El manguito 43, que lleva un dentado hembra 435,
se monta de modo fijo en rotación con respecto al cubo 44.
Sin embargo este manguito se monta axialmente
deslizante en traslación entre una primera posición de engranaje,
para la que el dentado hembra 435 engrana con las garras 315 de la
corona 31, y una segunda posición de engranaje, para la que el
dentado hembra 435 engrana con las garras 325 de la corona 32, estas
primera y segunda posiciones de engranaje se definen de una y otra
parte de una posición neutra para la que el dentado hembra 435 queda
libre de cualquier engranaje.
Los anillos de sincronización 41 y 42 llevan
respectivamente los elementos de fricción hembras 411 y 422, que
ventajosamente toman la forma de conos hembras y que se sitúan
frente a los elementos de fricción machos 111 y 112 con los que
cooperan a petición, para acoplar progresivamente en rotación, bajo
el efecto de una solicitación elástica axial, el manguito 43 y uno u
otro de los piñones 11 y 12.
Cada elemento de apoyo elástico como 5 y 50 toma
la forma por ejemplo de un anillo anular que forma un muelle, y
sirve para transmitir una solicitación elástica axial al anillo de
sincronización 41 cuando el manguito 43 se desplaza de su posición
neutra hacia su primera posición de engranaje, y una solicitación
elástica axial al anillo de sincronización 42 cuando el manguito 43
se desplaza de su posición neutra hacia su segunda posición de
engranaje, a cada solicitación axial le sucede una sincronización
gracias a la intervención de los elementos de fricción 411 y
422.
Según un primer aspecto específico de la
invención, el cubo 44 se monta en un extremo 100 del eje 10, y por
ejemplo se bloquea axialmente con un topo 19 en el extremo del
eje.
Según un segundo aspecto específico de la
invención, el piñón 11 con el que engrana el manguito en su primera
posición de engranaje se monta en el eje 10 entre el sincronizador 4
y el piñón 12 con el que el manguito engrana en su segunda posición
de engranaje.
Según un tercer aspecto específico de la
invención, la corona de garras 32 se une al piñón 12 mediante un
cojinete cilíndrico 320 que pasa entre el eje 10 y el piñón 11, el
cojinete 320 y el piñón 12 por ejemplo se someten en rotación uno al
otro mediante una chaveta 17.
Y según un cuarto aspecto específico de la
invención, el cubo 44 presenta una parte activa 440, conformada en
campana, con la que engrana un tercer dentado macho llevado por el
manguito 43.
Gracias a esta disposición, es posible colocar,
en el extremo del eje y en un espacio normalmente ocupado por un
solo piñón, dos piñones 11 y 12 situados uno al lado de otro y junto
al rodamiento 8, de modo que estos piñones pueden soportar
importantes esfuerzos sin que su eje de rotación bajo carga se
aparte sensiblemente del eje del eje 10 en reposo.
La invención permite aumentar pues, fácilmente y
de manera poco costosa, el número de velocidades ofrecido por una
caja de cambios preexistente, y por ejemplo transformar una caja de
cinco velocidades en marcha hacia delante en una caja de seis
velocidades en marcha hacia delante.
Preferentemente, el módulo de cambio de
velocidades de la invención comprende elementos de disminución de
fricción axiales y radiales, como agujas de rodamiento axiales 6
situadas entre el eje 10 y el cojinete 320 y entre el cojinete 320
y el primer piñón 11, y agujas de rodamiento radiales 7, situadas
entre el piñón 12 y el piñón 11, entre el piñón 11 y la corona de
garras 32, y entre la corona de garras 32 y el cubo 44.
En el caso del primer modo de realización de la
invención, ilustrado en las figuras 1 y 2, el tercer dentado macho
436 llevado por el manguito 43 está formado por acanaladuras
externas, en este caso la propia parte activa 440 del cubo
conformada en campana está provista de acanaladuras internas 446 que
engranan con las acanaladuras externas del manguito 43.
En el caso del segundo modo de realización de la
invención, ilustrado en las figuras 3 y 4, el tercer dentado macho
436 llevado por el manguito 43 está formado por una pluralidad de
relieves radiales como 437, la parte activa 440 del cubo conformada
en campana presenta entonces una pluralidad de muescas axiales 447
correspondientes, en las que encajan por deslizamiento los relieves
radiales 437.
En este último caso, los relieves radiales 437
pueden taparse con un anillo circular 438 susceptible de deslizarse
en un dispositivo de control como una horquilla.
Como lo entenderá el especialista al leer lo
arriba descrito, la invención ofrece otra posibilidad para aumentar
el número de velocidades de una caja de cambios, esta otra
posibilidad consiste en alargar el eje 20 para que lleve un piñón de
transmisión montado de modo loco en este eje 20 frente a la parte
activa 440 del cubo 44, y en implantar en la periferia externa de
esta parte activa 440 un dentado externo de cambio de velocidades
que engrana con el piñón suplementario así llevado por el eje
20.
Claims (8)
1. Módulo de cambio de velocidades para caja de
cambios que comprende un eje (10), un primer y segundo piñones (11,
12) montados de modo loco en el eje (10), una primera y segunda
coronas (31, 32) provistas de garras (315, 325) y respectivamente
solidarias en rotación con los primer y segundo piñones (11, 12), un
primer y segundo elementos de fricción machos (111, 122) mutuamente
adyacentes y respectivamente solidarios en rotación con los primer
y segundo piñones (11, 12), y un sincronizador (4), el propio
sincronizador comprende: un primer y segundo anillos de
sincronización (41, 42) mutuamente adyacentes; un primer y segundo
dentados machos (415, 425) respectivamente llevados por los primer y
segundo anillos de sincronización (41, 42); un cubo (44) montado
fijo en rotación en el eje (10); un manguito (43) que lleva un
dentado hembra (435) montado fijo en rotación con respecto al cubo
(44) y axialmente deslizante en traslación de una y otra parte de
una posición neutra para la que el dentado hembra (435) queda libre
de cualquier engranaje, entre una primera y segunda posiciones de
engranaje para las que el dentado hembra (435) engrana
respectivamente con las garras (315, 325) de las primera y segunda
coronas (31, 32); un primer y segundo elementos de fricción hembras
(411, 422), respectivamente llevados por los primer y segundo
anillos de sincronización (41, 42) y situados frente a los primer y
segundo elementos de fricción machos (111, 112) con los que
cooperan selectivamente para acoplar progresivamente en rotación,
bajo el efecto de una solicitación elástica axial, el manguito (43)
y uno u otro de los piñones (11, 12); y un elemento de apoyo
elástico (5) para transmitir selectivamente a los primer y segundo
anillos de sincronización (41, 42) una solicitación elástica axial
durante desplazamientos respectivos del manguito (43) de su posición
neutra hacia sus primera y segunda posiciones de engranaje,
caracterizado porque el cubo (44) se monta en un extremo
(100) del eje (10), porque el primer piñón (11) se monta en el eje
(10) entre el segundo piñón (12) y el sincronizador (4), porque la
segunda corona de garras (32) se une al segundo piñón (12) por
medio de un cojinete cilíndrico (320) que pasa entre el eje (10) y
el primer piñón (11), y porque el manguito (43) lleva un tercer
dentado macho (436) que engrana con una parte activa (440) del cubo,
que se conforma en campana.
2. Módulo de cambio de velocidades según la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende elementos
axiales (6) de disminución de fricción, como agujas de rodamiento,
situados entre el eje (10) y el cojinete (320) y entre el cojinete
(320) y el primer piñón (11).
3. Módulo de cambio de velocidades según la
reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende
elementos radiales (7) de disminución de fricción, como agujas de
rodamiento, situados entre el segundo piñón (12) y el primero (11),
entre el primer piñón (11) y la segunda corona de garras (32), y
entre la segunda corona de garras (32) y el cubo (44).
4. Módulo de cambio de velocidades según una
cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado
porque el elemento de apoyo elástico (5) comprende un muelle anular
formado por un anillo.
5. Módulo de cambio de velocidades según una
cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado
porque los elementos de fricción machos y hembras (111, 122, 411,
422) están constituidos respectivamente por conos machos y
hembras.
6. Módulo de cambio de velocidades según una
cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado
porque el tercer dentado macho (436) llevado por el manguito (43)
está formado por acanaladuras externas, y porque la parte activa
(440) del cubo conformada en campana está provista de acanaladuras
internas (446) que engranan con las acanaladuras externas del
manguito (43).
7. Módulo de cambio de velocidades según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque el tercer dentado macho (436) llevado por el manguito (43)
está formado por una pluralidad de relieves radiales (437), y
porque la parte activa (440) del cubo conformada en campana presenta
una pluralidad de muescas axiales (447) correspondientes en las que
encajan por deslizamiento los relieves radiales (437).
8. Aplicación de un módulo según una cualquiera
de las anteriores reivindicaciones al aumento del número de
velocidades ofrecido por una caja de cambios preexistente.
Applications Claiming Priority (2)
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