ES2287838T3 - Dispositivo para la transmision de movimientos de cambio en una caja de cambios de un automovil y procedimiento de fabricacion de dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la transmisión de movimientos de cambio de marchas en una caja de cambios de un automóvil, con un eje de mando de la horquilla (10) y una horquilla de cambio (12), que mediante un pivote de giro (14) orientado perpendicularmente respecto al eje geométrico del eje de mando de la horquilla están fijados relativamente entre sí de modo no desplazable en la dirección del eje geométrico del eje de mando de la horquilla, mientras que se pueden girar relativamente entre sí una magnitud angular reducida alrededor del eje del pivote de giro, caracterizado porque el eje de mando de la horquilla (10) y la horquilla de cambio (12) están taladrados conjuntamente formando un orificio escalonado (16), con un escalón (18) en el eje de mando de la horquilla (10) y un escalón (20) en la horquilla de cambio (12), porque el pivote de giro (14) presenta dos superficies anulares (22, 24), de las cuales cada una se corresponde con un escalón (18, 20) del orificio escalonado (16), y cuya separaciónaxial (A) es ligeramente mayor que la separación axial (a) entre los escalones (18, 20) del orificio escalonado (16), porque el diámetro exterior (D) del pivote de giro (14) es ligeramente menor entre sus superficies anulares (22, 24) que el diámetro interior (d) del orificio escalonado (16) entre sus escalones (18, 20), y porque el pivote de giro (14) va fijado de tal modo en el orificio escalonado (16), que su superficie anular (24) de menor diámetro asienta contra el escalón de menor diámetro (20) del orificio escalonado (16), mientras que la superficie anular (22) de mayor diámetro del pivote de giro (14) queda frente al escalón (18) de mayor diámetro del orificio escalonado (16).
Description
Dispositivo para la transmisión de movimientos
de cambio en una caja de cambios de un automóvil y procedimiento de
fabricación de dicho dispositivo.
La invención se refiere a un dispositivo para la
transmisión de movimientos de cambio de marchas en una caja de
cambios de un automóvil, conforme al preámbulo de la reivindicación
1, tal como se utilizan masivamente en la industria del automóvil, e
incluye también un procedimiento para su fabricación.
Dentro del estado de la técnica se conocen ya
dispositivos para la transmisión de movimientos de cambios de
marcha en una caja de cambios de un automóvil, que comprenden una
horquilla de cambio y un eje de mando de la horquilla, que van
fijados entre sí de forma indesplazable en la dirección del eje de
mando de la horquilla, mediante un pivote de giro orientado
perpendicularmente al eje geométrico del eje de mando de la
horquilla, mientras que alrededor del eje del pivote de giro se
pueden girar entre sí en una magnitud angular reducida. La reducida
holgura del ángulo de giro de aproximadamente 1 a 2º, que aquí
resulta posible, sirve para compensar los movimientos de tambaleo
que durante el funcionamiento realiza el manguito de cambio, en el
cual encaja la horquilla de cambio por sus extremos de horquilla, y
evitar de este modo que se transmitan vibraciones al varillaje del
cambio.
Un dispositivo de esta clase se da a conocer en
el documento EP 1 079 154 B1 de la Solicitante, que forma especie.
En este estado de la técnica la horquilla de cambio lleva conformado
mediante técnica de forja un resalte de alojamiento, que presenta
un orificio para alojar el eje de mando de la horquilla, en el cual
están realizadas dos superficies de guía planas y paralelas entre
sí, enfrentadas entre sí, realizadas por mecanizado con arranque de
viruta del resalte de alojamiento, que guían la horquilla de cambio
en el eje de mando de la horquilla de forma giratoria alrededor del
pivote de giro que pasa a través del resalte de alojamiento, en
dirección perpendicular a las superficies guía, y a través del eje
de mando de la horquilla.
Para la fabricación del dispositivo antes
conocido es preciso que primeramente se determine la separación
útil entre las superficies guía en el orificio del resalte de
alojamiento de la horquilla de cambio por una parte, y el grueso
del tramo del eje de mando de la horquilla que se ha de alojar en el
orificio del resalte de alojamiento, por otra parte, con el fin de
conseguir un guiado de fácil movimiento. A continuación se desliza
la horquilla de cambio sobre el eje de mando de la horquilla,
fijándose el eje de mando de la horquilla mediante unas superficies
de referencia de la misma, y la horquilla de cambio mediante
superficies funcionales de los extremos de la horquilla, en
posición exactamente ajustada entre sí. A continuación se taladran
conjuntamente en un mismo proceso de taladrado el resalte de
alojamiento en la horquilla de cambio y el eje de mando de la
horquilla en esta posición relativa establecida, para formar un
orificio de alojamiento para el pivote de giro, antes de que
finalmente se introduzca el pivote de giro en el orificio de
alojamiento para realizar la unión giratoria de la horquilla de
cambio con el eje de mando de la horquilla.
Si bien en este estado de la técnica, la
horquilla de cambio va alojada con giro en el eje de mando de la
horquilla con escasas tolerancias y a pesar de ello con facilidad de
movimiento, el dispositivo ya conocido necesita todavía mejorarse en
cuanto a lograr una fabricación económica.
La invención tiene por lo tanto como objetivo
crear un dispositivo para la transmisión de movimientos de cambio
de marcha en una caja de cambios de un automóvil, que comprenda una
horquilla de cambio y un eje de mando de la horquilla, donde la
horquilla de cambio vaya apoyada con giro en el eje de mando de la
horquilla con la máxima suavidad de movimientos y a pesar de ello
con una holgura de basculamiento reducida, que pueda fabricarse más
económica con respecto al estado de la técnica. El objetivo de la
invención comprende también la descripción de un proceso de
fabricación especialmente adecuado para ello.
Este objetivo se resuelve mediante las
características que figuran en la reivindicación 1 ó 9. Unos
perfeccionamientos ventajosos o convenientes de la invención
constituyen el objeto de las reivindicaciones 2 a 8 así como 10 y
11.
En un dispositivo para la transmisión de
movimientos de cambio de marcha en una caja de cambios de un
automóvil, que presente un eje de mando de una horquilla y una
horquilla de cambio, que estén fijados sin posibilidad de
deslizamiento entre sí en la dirección del eje geométrico del eje de
mando de la horquilla por medio de un pivote de giro orientado
perpendicularmente al eje geométrico del eje de mando de la
horquilla, mientras que alrededor del eje del pivote de giro se
pueden girar relativamente entre sí en una magnitud angular
reducida, estando taladrados conjuntamente conforme a la invención
el eje de mando de la horquilla y la horquilla de cambio, formando
un orificio escalonado, con un escalón en el eje de mando de la
horquilla y un escalón en la horquilla de cambio, mientras que el
pivote de giro presenta dos superficies anulares, cada una de las
cuales se corresponde con un escalón del orificio escalonado, y cuya
separación axial es ligeramente mayor que la separación axial entre
los escalones del orificio escalonado, siendo el diámetro exterior
del pivote de giro entre sus superficies anulares ligeramente
inferior al diámetro interior del orificio escalonado entre sus
escalones, y donde el pivote de giro va fijado de tal manera en el
orificio escalonado, que su superficie anular de menor diámetro
asiente en el escalón de menor diámetro del orificio escalonado,
mientras que la superficie anular de mayor diámetro del pivote de
giro queda frente al escalón de mayor diámetro del orificio
escalonado.
Debido a la formación de la unión giratoria
entre el eje de mando de la horquilla y la horquilla de cambio, por
medio del orificio escalonado que presenta un escalón, tanto en el
eje de mando de la horquilla como en la horquilla de cambio, y
dentro del cual está colocado el pivote de giro que está dotado de
dos superficies anulares correspondientes a los escalones, ya no
importa tanto la precisión o las tolerancias de espesor del eje de
mando de la horquilla y de la horquilla de cambio, a diferencia del
estado de la técnica que forma la especie, de modo que tanto para
el eje de mando de la horquilla como también para la horquilla de
cambio se puede utilizar una materia prima económica, que como tal
no tiene por qué conservar unas tolerancias dimensionales
estrechas, y que tampoco ha de prepararse costosamente en la zona de
unión entre el eje de mando de la horquilla y la horquilla de
cambio. Para la facilidad de movimiento y para que haya un juego de
bamboleo reducido en la unión giratoria son determinantes
exclusivamente las relaciones antes descritas de distancias y
diámetros en el orificio escalonado y en el pivote de giro, de
acuerdo con las cuales la distancia axial entre las superficies
anulares en el pivote de giro es ligeramente mayor que la distancia
axial de los escalones del orificio escalonado, mientras que el
diámetro exterior del pivote de giro es ligeramente inferior entre
sus superficies anulares que el diámetro interior del orificio
escalonado entre sus escalones, lo cual se puede realizar con un
coste relativamente reducido.
Así, el pivote de giro se puede tornear
económicamente, por ejemplo en un torno automático partiendo de
material de barra, sin necesidad de operaciones de repaso. En
cambio los distintos tramos del orificio escalonado se pueden
realizar por principio, por ejemplo con herramientas de taladrado
consecutivo en un mismo amarre del eje de mando de la horquilla y
la horquilla de cambio. Pero con vistas a conseguir de forma
económica tolerancias estrechas en el orificio escalonado se
prefiere sin embargo especialmente un procedimiento para la
fabricación del dispositivo conforme a la invención, que comprende
los pasos siguientes: (a) Superposición, alineación y fijación de
la horquilla de cambio y del eje de mando de la horquilla en una
posición exactamente ajustada entre sí, (b) taladrado conjunto de
la horquilla de cambio y del eje de mando de la horquilla para
formar el orificio escalonado mediante una broca escalonada doble,
en un solo proceso de taladrado, (c) colocación del pivote de giro
en el orificio escalonado, y (d) fijación del pivote de giro en el
orificio escalonado.
Con el fin de tener buena accesibilidad al punto
de mecanizado para realizar el orificio escalonado, es ventajoso
que el orificio escalonado se dé partiendo del eje de mando de la
horquilla, en el eje de mando de la horquilla y en la horquilla de
cambio. Pero de acuerdo con las necesidades funcionales respectivas
(intradós del agujero en la horquilla de cambio/copartícipe en la
fricción para el movimiento relativo del pivote de giro y la
horquilla de cambio), sin embargo puede ser también conveniente
realizar el orificio escalonado partiendo de la horquilla de cambio,
en la horquilla de cambio y en el eje de mando de la horquilla.
En otra realización del dispositivo objeto de la
invención, el orificio escalonado puede presentar tres tramos de
orificio, con diámetros que se van reduciendo de tramo en tramo, y
que están unidos entre sí por medio de los escalones, teniendo el
pivote de giro un reborde que forma la superficie anular de mayor
diámetro, alojado en el tramo del orificio de mayor diámetro, un
tramo de apoyo que constituye la superficie anular de menor
diámetro, alojado en el tramo central del orificio, y un tramo de
fijación alojado en el tramo del orificio de diámetro más pequeño,
mediante el cual el pivote de giro va fijado en el orificio
escalonado, de manera que durante el montaje de la unión giratoria
solamente es preciso manejar tres piezas, que son el eje de mando
de la horquilla, la horquilla de cambio y el pivote de giro. Para
esto cabe por principio imaginar que el pivote de giro se fije en
el orificio escalonado, p.ej. mediante una unión roscada, para lo
cual el tramo de fijación del pivote de giro está dotado de una
rosca que se enrosca en una rosca compañera prevista en el tramo
del orificio de diámetro más pequeño del orificio escalonado. Ahora
bien, y especialmente con vistas a una fabricación económica, se
prefiere sin embargo una realización en la que el tramo de fijación
del pivote de giro sobresalga con su extremo del tramo de orificio
del diámetro más pequeño del orificio escalonado, recalcándose el
extremo del tramo de fijación que sobresale para formar una cabeza
de remache, de manera que el pivote de giro queda sujeto en el
tramo del orificio de diámetro más pequeño del orificio escalonado
entre su superficie anular de menor diámetro y la cabeza del
remache. La fijación del pivote de giro en el orificio escalonado
para formar la cabeza del remache puede comprender ventajosamente el
remachado, p.ej. remachado en caliente, remachado oscilante o
similares, del extremo del tramo de fijación del pivote de giro que
sobresale del tramo de orificio de diámetro más pequeño del
orificio escalonado.
En una alternativa con respecto a la realización
antes descrita del dispositivo objeto de la invención, el orificio
escalonado puede presentar tres tramos de orificio cuyos diámetros
se vayan reduciendo de tramo en tramo, que estén unidos entre sí
por los escalones, presentando el pivote de giro un reborde que
forma la superficie anular de mayor diámetro, alojado en el tramo
del orificio de mayor diámetro, un tramo de apoyo que forma la
superficie anular de menor diámetro, alojado en el tramo del
orificio intermedio, y un orificio pasante central para alojar un
elemento de fijación que sujeta por detrás con una cabeza el reborde
del pivote de giro y que se extiende a través del orificio pasante
en el pivote de giro hasta el tramo de orificio de diámetro más
pequeño del orificio escalonado, con un vástago mediante el cual se
puede fijar en el orificio escalonado el elemento de fijación y por
lo tanto el pivote de giro. El pivote de giro, que debido a estar
previsto el orificio pasante tiene forma de casquillo o vaina, se
puede fabricar por lo tanto ventajosamente de un material para
cojinetes, p.ej. una aleación de cobre, con el fin de optimizar el
emparejamiento de fricción de las piezas con giro relativo entre
sí, con vistas a la facilidad de movimiento del movimiento de giro y
el desgaste de las superficies de fricción, mientras que el
material del elemento de fijación (p.ej. acero) se puede elegir con
independencia del material del pivote de giro, de acuerdo con las
respectivas necesidades de fijación. En este caso cabe imaginar por
principio y de forma semejante a la alternativa antes descrita,
fijar el elemento de fijación en el orificio escalonado, por ejemplo
mediante una unión roscada para lo cual el vástago del elemento de
fijación está dotado por su extremo de una rosca que se enrosca en
una rosca compañera prevista en el tramo del orificio escalonado de
diámetro más pequeño. Ahora bien, especialmente con vistas a una
fabricación económica, se prefiere también aquí una realización en
la que el vástago del elemento de fijación sobresalga con su
extremo del tramo del orificio escalonado de diámetro más pequeño,
recalcándose el extremo del vástago que sobresale para formar una
cabeza de remache, de manera que el pivote de giro es atraído con
su superficie anular de menor diámetro contra el escalón de menor
diámetro del orificio escalonado, por medio de la cabeza del
elemento de fijación que agarra por detrás su reborde. Para ello, la
fijación del pivote de giro en el orificio escalonado puede
comprender ventajosamente las fases siguientes: Colocación del
elemento de fijación en el orificio pasante del pivote de giro y
remachado del extremo del vástago del elemento de fijación que
sobresale del tramo de orificio de diámetro más pequeño del orificio
escalonado, para formar la cabeza del remache. En principio, la
horquilla de cambio por último puede estar realizada de cualquier
material, p.ej. puede estar forjada en estampa de un acero para
forjar, mientras que el eje de mando de la horquilla se puede
fabricar por ejemplo a partir de un material redondo. Pero
especialmente con vistas a reducir los costes de las piezas brutas
se prefiere una realización en la que el eje de mando de la
horquilla y/o la horquilla de cambio estén fabricados de un
material plano.
A continuación se describe la invención
sirviéndose de ejemplos de realización preferidos y haciendo
referencia a los dibujos que se adjuntan, donde piezas iguales o
equivalentes llevan los mismos signos de referencia. En los dibujos
se puede ver:
Fig. 1 una representación quebrada en
perspectiva de un dispositivo para la transmisión de movimientos de
cambio según un primer ejemplo de realización de la invención, que
comprende una horquilla de material plano, un eje de mando de la
horquilla de material redondo y un pivote de giro en forma de un
bulón remachado con reborde,
Fig. 2 una vista en planta fraccionada del
dispositivo según la Fig. 1,
Fig. 3 una vista en sección fraccionada del
dispositivo según la Fig. 1, conforme a la línea de sección
III-III de la Fig. 2,
Fig. 4 una vista en sección del dispositivo
según la Fig. 1, conforme a la línea de sección
IV-IV de la Fig. 3,
Fig. 5 una vista en sección fraccionada del
dispositivo según la Fig. 1, de acuerdo con la línea de sección
III-III de la Fig. 2, a una escala notablemente
mayor con respecto a la Fig. 3, de donde se pueden deducir más
detalles relativos a la formación de la unión giratoria entre la
horquilla de cambio y el eje de mando de la horquilla,
Fig. 6 una vista lateral del pivote de giro
utilizado en el dispositivo según la Fig. 1, correspondiente a la
escala de la Fig. 5, en estado sin remachar, es decir sin
deformar,
Figs. 7 a 10 vistas en sección fraccionadas de
la horquilla de cambio y del eje de mando de la horquilla del
dispositivo según la Fig. 1, que en cuanto a trazado de la sección y
escala se corresponden con la Fig. 3, y que muestran pasos de
fabricación consecutivos en la formación de la unión giratoria entre
la horquilla de cambio y el eje de mando de la horquilla,
Fig. 11 una vista fraccionada en perspectiva de
un dispositivo para la transmisión de movimiento de cambio de
acuerdo con un segundo ejemplo de realización de la invención, que
comprende una horquilla de cambio de material plano, un eje de
mando de la horquilla de material plano, y un pivote de giro en
forma de un bulón con cabeza remachado,
Fig. 12 una vista en sección fraccionada,
correspondiente a la Fig. 5 en cuanto al trazado de la sección y a
la escala, del dispositivo según la Fig. 11, de la cual se pueden
deducir detalles relativos a la formación de la unión giratoria
entre la horquilla de cambio y el eje de mando de la horquilla,
Fig. 13 una vista lateral correspondiente en
cuanto a escala a la Fig. 12, del pivote de giro utilizado en el
dispositivo según la Fig. 11, en estado no remachado, es decir sin
deformar,
Fig. 14 una vista fraccionada en perspectiva de
un dispositivo para la transmisión de movimientos de cambio según
un tercer ejemplo de realización de la invención, que presenta una
horquilla de cambio de material plano, un eje de mando de la
horquilla de material redondo, un pivote de giro en forma de un
casquillo con reborde y un remache que atraviesa este último,
Fig. 15 una vista en sección fraccionada del
dispositivo según la Fig. 14, correspondiente en cuanto a trazado
de la sección y escala a la Fig. 5, de la cual se pueden deducir
detalles relativos a la formación de la unión de giro entre la
horquilla de cambio y el eje de mando de la horquilla,
Fig. 16 una vista lateral del pivote de giro
utilizado en el dispositivo según la Fig. 14, que en cuanto a escala
se corresponde con la Fig. 15,
Fig. 17 una vista fraccionada en perspectiva de
un dispositivo para la transmisión de movimientos de cambio según
un cuarto ejemplo de realización de la invención, que presenta una
horquilla de cambio de material plano, un eje de mando de la
horquilla de material plano, un pivote de giro en forma de casquillo
con reborde y un remache que atraviesa este último,
Fig. 18 una vista fraccionada en sección del
dispositivo según la Fig. 17, que en cuanto al trazado de la
sección y escala se corresponde con la Fig. 5, de la cual se pueden
deducir detalles relativos a la formación de la unión de giro entre
la horquilla de cambio y el eje de mando de la horquilla, y
Fig. 19 una vista lateral del pivote de giro
utilizado en el dispositivo según la Fig. 17, que en cuanto a escala
se corresponde con la Fig. 18.
Las Figs. 1 a 10 muestran un primer ejemplo de
realización de un dispositivo para la transmisión de movimientos de
cambio de marchas en una caja de cambios de un automóvil, en estado
no instalado, que presenta un eje de mando de la horquilla 10 y una
horquilla de cambio 16, apoyada con giro sobre aquel de manera
especial. Dicho con mayor precisión, el eje de mando de la
horquilla 10 y la horquilla de cambio 12, están fijados, sin
desplazamiento relativo entre sí en la dirección del eje geométrico
del eje de mando de la horquilla, mediante un pivote de giro 14
orientado perpendicularmente al eje geométrico del eje de mando de
la horquilla, mientras que alrededor del eje del pivote de giro se
pueden girar relativamente entre sí un pequeño ángulo. Lo importante
es que, tal como muestran especialmente las Figs. 3 a 6 y a
continuación se explicará todavía con mayor detalle, el eje de
mando de la horquilla 10 y la horquilla de cambio 12 están
taladrados conjuntamente formado un orificio escalonado 16, con un
escalón 18 en el eje de mando de la horquilla 10 y un escalón 20 en
la horquilla de cambio 12, mientras que el pivote de giro 14
presenta dos superficies anulares 22, 24, de las cuales cada una se
corresponde con un escalón 18, 20 del orificio escalonado 16, y cuya
separación axial A (véase la Fig. 6) es ligeramente mayor que la
separación axial a (véase la Fig. 5) entre los escalones 18, 20 del
orificio escalonado 16, siendo el diámetro exterior D del pivote de
giro 14, entre sus superficies anulares 22, 24 (véase la Fig. 6),
ligeramente menor que el diámetro interior d del orificio escalonado
16, entre sus escalones 18, 20 (véase la Fig. 5), estando fijado el
pivote de giro 14 en el orificio escalonado 16 de tal modo que su
superficie anular de menor diámetro 24 asienta contra el escalón 20
de menor diámetro del orificio escalonado 16, mientras que la
superficie anular 22 de mayor diámetro del pivote de giro 14 queda
enfrentada al escalón de mayor diámetro 18 del orificio escalonado
16.
De acuerdo con las Figs. 1 a 4, la horquilla de
cambio 12 presenta un cuerpo base 26, que en el ejemplo de
realización representado está fabricado a partir de un material
metálico plano. El cuerpo base 26 presenta, visto en planta (véase
la Fig. 2) una base plana 28 esencialmente rectangular con dos lados
longitudinales y dos lados transversales. El orificio escalonado 16
transcurre centrado entre los lados longitudinales y transversales
de la base 28, a través de la base 28, tal como muestran las Figs. 3
y 4. Desde cada lado transversal de la base 28 se extiende con
simetría bilateral respecto a un plano imaginario que transcurre a
través del eje longitudinal del orificio escalonado 16, un brazo de
la horquilla de cambio, estando los dos brazos de la horquilla de
cambio 30 acodados hacia el mismo lado desde la base 28, de manera
que con la base 28 encierran un ángulo predeterminado, que en el
ejemplo de realización representado es de aproximadamente 55º, tal
como se puede ver en la Fig. 4. De esta última también se deduce
que los brazos de la horquilla de cambio 30 están acodados por
segunda vez, de tal manera que sus extremos libres quedan
ortogonales respecto a la base 28. En el ejemplo de realización
representados, los extremos libres de los brazos de la horquilla de
cambio 30 están dotados finalmente con sendos orificios de fijación
32, que sirven para la fijación de unos cuerpos de acoplamiento no
representados, denominados también "Padden", por medio de los
cuales la horquilla de cambio 12 se puede unir activamente y de
forma conocida con el manguito de cambio o manguito deslizante (no
representado) de la caja de cambios del automóvil.
En el ejemplo de realización representado, el
eje de mando de la horquilla 10 está fabricado en un material
redondo metálico, que cerca de su extremo está dotado por lados
opuestos de sendos aplanamientos o rebajes 34, que están
mecanizados del material redondo, p.ej. mediante brochado. Los
rebajes 34 forman superficies planas paralelas 36, de las cuales la
superficie que en las Figs. 3 y 4 queda en la parte inferior sirve
como superficie de guía para la horquilla de cambio 12, o más
exactamente, para su base 28. El rebaje 34, que en las Figs. 3 y 4
queda en la parte superior, podría suprimirse. También a través del
eje de mando de la horquilla 10 se extiende el orificio escalonado
16, situado centrado con respecto a los rebajes 34 y que transcurre
perpendicular al eje longitudinal del eje de mando de la horquilla
10 y de las superficies 36.
De la Fig. 5 se pueden deducir otros detalles
relativos al pivote de giro 14 y al orificio escalonado 16, que en
el ejemplo de realización representado está realizado partiendo del
eje de mando de la horquilla 10 dentro del eje de la horquilla
mando 10 y de la horquilla de cambio 12, pero que de acuerdo con las
respectivas necesidades también puede estar realizado partiendo de
la horquilla de cambio 12 dentro de la horquilla de cambio 12 y del
eje de mando de la horquilla 10. De acuerdo con la Fig. 5, el
orificio escalonado 16 presenta tres tramos de orificio 38, 40 y
42, con diámetros que se van reduciendo de tramo en tramo, y que
están unidos entre sí por los escalones 18 ó 20 respectivamente. El
tramo de orificio 38 de mayor diámetro está situado sólo dentro del
eje de mando de la horquilla 10, el tramo de orificio intermedio 40
se extiende desde el eje de mando de la horquilla 10 a la horquilla
de cambio 12, o más exactamente dentro de su base 28, y el tramo de
orificio con el diámetro más pequeño 42 está situado únicamente en
la horquilla de cambio 12. Si el orificio escalonado 16 estuviera
realizado partiendo desde la horquilla de cambio 12 a la horquilla
de cambio 12 y el eje de mando de la horquilla 10, entonces el
escalón 18 de mayor diámetro estaría situado en la horquilla de
cambio 12, y el escalón de menor diámetro 20 en el eje de mando de
la horquilla 10, con el tramo de orificio de mayor diámetro 38 en
la horquilla de cambio 12, el tramo de orificio intermedio 40 en la
horquilla de cambio 12 y el eje de mando de la horquilla 10, y el
tramo de orificio 42 de diámetro más pequeño en el eje de mando de
la horquilla 10.
De acuerdo con la Fig. 5, el pivote de giro 14
tiene además un borde cilíndrico 44, alojado en el tramo de
orificio 38 de mayor diámetro del orificio escalonado 16 y que forma
la superficie anular 22 de mayor diámetro, un tramo de apoyo
cilíndrico 46 alojado en el tramo intermedio del orificio 40 del
orificio escalonado 16 que forma la superficie anular 24 de menor
diámetro, y un tramo de fijación 48 alojado en el tramo del orificio
42 de diámetro más pequeño del orificio escalonado 16, mediante el
cual el pivote de giro 14 va fijado en el orificio escalonado 16.
Mejor dicho, el tramo de fijación 48 del pivote de giro 14 sobresale
en el ejemplo de realización representado con su extremo que en la
Fig. 5 queda en la parte inferior, más allá del tramo de orificio
42 del diámetro más pequeño del orificio escalonado 16, estando
recalcado el extremo que sobresale del tramo de fijación 48 desde
su forma original cilíndrica para formar una cabeza de remache 50,
de manera que el pivote de giro metálico 14 queda sujeto entre su
superficie anular 24 de menor diámetro y la cabeza de remache 50,
en el tramo de orificio 42 del diámetro más pequeño del orificio
escalonado 16.
Debido a la configuración y dimensionado
descritos del pivote de giro 14 y del orificio escalonado 16, ya no
importa la precisión o tolerancia de espesor del eje de mando de la
horquilla 10 y de la horquilla de cambio 12, en lo referente a
facilidad de movimiento y ausencia de holgura de la unión giratoria
entre el eje de mando de la horquilla 10 y la horquilla de cambio
12. Las eventuales faltas de precisión, tolerancias y/o variaciones
de tolerancia en el eje de mando de la horquilla 10 y la horquilla
de cambio 12, quedan más bien compensadas
cuasi-automáticamente por el orificio escalonado 16
y el pivote de giro 14 adaptado en la forma antes descrita al
orificio escalonado 16.
Para establecer el dispositivo se fabrican
previamente el eje de mando de la horquilla 10, la horquilla de
cambio 12 y el pivote de giro 14. Después de cortar la longitud el
eje de mando de la horquilla 10, se realizan los rebajes 34 en el
eje de mando de la horquilla 10, p.ej. mediante brochado, para lo
cual la separación entre las superficies 36 en el eje de mando de
la horquilla 10 no tiene que cumplir unas tolerancias dimensionales
estrechas. El cuerpo base 26 de la horquilla de cambio 12 se fabrica
primeramente, p.ej. mediante un corte de precisión a partir de un
materia plano, primeramente como pieza plana con la base 28 y los
brazos de la horquilla de cambio 30, pudiendo realizarse al mismo
tiempo los orificios de fijación 32 para los cuerpos de
acoplamiento, antes de que se acoden los brazos de la horquilla de
cambio 30 respecto a la base 28 tal como está mostrado de forma
definida en la Fig. 4. El pivote de giro 14 se mecaniza terminado
p.ej. en un torno automático con unas dimensiones definidas, en
particular estando predeterminada la distancia axial A con
tolerancias de las superficies anulares 22, 24 y el diámetro
exterior D del tramo de asiento 46.
A continuación se superponen el eje de mando de
la horquilla 10 y la horquilla de cambio 12, de manera que la base
28 de la horquilla de cambio 12 con su superficie que en la Fig. 7
queda en la parte superior, asienta plana contra la superficie 36
que en la Fig. 7 queda en la parte inferior del correspondiente
rebaje 34 en el eje de mando de la horquilla 12, y se sujetan en
posición exactamente definida entre sí.
A continuación, se taladran conjuntamente el eje
de mando de la horquilla 10 y la horquilla de cambio 12, en el
ejemplo de realización representado partiendo desde el eje de mando
de la horquilla 10, para formar el orificio escalonado, para lo
cual se emplea preferentemente una broca de dos diámetros (no
representada), de manera que sólo se necesite una operación de
taladrado. El tramo de corte de la broca de dos diámetros presenta
para esto tres zonas de corte, que durante un giro de la broca y con
movimiento de avance axial definen respectivamente una curva
envolvente en forma de una envolvente cilíndrica, incrementándose el
diámetro exterior de las envolventes cilíndricas, partiendo del
extremo libre de la broca, de acuerdo con el diámetro interior de
los tramos de orificio 42, 40 y 38 del orificio escalonado 16. Entre
estas zonas de corte, la broca escalonada doble presenta unos filos
de corte axiales, de manera que la broca sirve al mismo tiempo para
refrentar los escalones 18, 20, que por lo tanto se producen
simultáneamente durante el proceso de taladrado, como superficies
anulares planas que sobresalen perpendicularmente respecto al eje de
giro del movimiento de corte. La Fig. 8 muestra el resultado del
proceso de taladrado antes descrito.
A continuación se coloca el pivote de giro 14 en
el orificio escalonado 16, con lo cual la superficie anular 24 del
pivote de giro 14, que en la Fig. 9 queda en la parte inferior,
llega a asentar contra el escalón 20 del orificio escalonado 16 que
en la Fig. 9 está en la parte inferior. Debido al ajuste realizado
entre las dimensiones longitudinales a y A del tramo de orificio 40
del orificio escalonado 16 o del tramo de asiento 46 del pivote de
giro 14 respectivamente, se establece entre el escalón 18 del
orificio escalonado 16, que en la Fig. 9 está en la parte superior,
y la superficie anular 22 del pivote de giro, que en la Fig. 9 está
en la parte superior, un pequeño intersticio, que en las figuras no
se reconoce debido a la escala de éstas.
Por último, se fija el pivote de giro 14 en el
orificio escalonado 16, para lo cual se remacha el extremo del
tramo de fijación 48 del pivote de giro 14 que sobresale hacia
abajo, más allá del tramo del orificio de diámetro más pequeño 42
del orificio escalonado 16 de la Fig. 9, para formar la cabeza del
remache 50 según la Fig. 10. Después de fijar los cuerpos de
acoplamiento (no representados) en los orificios de fijación 32, si
es que no se ha hecho esto ya con anterioridad, se puede terminar de
montar el dispositivo premontado en la caja de cambios del
automóvil, de forma de por sí conocida.
A continuación se trata de describir el segundo
ejemplo de realización del dispositivo, haciendo referencia a las
Figs. 11 a 13, únicamente en la medida en que se diferencia de modo
importante del primer ejemplo de realización descrito con
referencia a las Figs. 1 a 10.
A diferencia del primer ejemplo de realización,
en el segundo ejemplo de realización el eje de mando de la
horquilla 10 no está fabricado de un material redondo sino de un
material metálico plano, de manera que en el segundo ejemplo de
realización se omite el mecanizado de los rebajes 34, puesto que el
material bruto para el eje de mando de la horquilla 10 ya trae
consigo las superficies paralelas 36. Además, en el segundo ejemplo
de realización, las dimensiones radiales del pivote de giro 14 y del
orificio escalonado 16, especialmente en el tramo de apoyo 46 del
pivote de giro 14 o tramo de orificio 40 del orificio escalonado 16,
se han elegido algo mayores en comparación con el primer ejemplo de
realización, lo que es ventajoso para la pared del orificio, en el
eje de mando de horquilla 10 de menor espesor en comparación con el
primer ejemplo de realización.
También el tercer ejemplo de realización del
dispositivo se describirá a continuación mediante las Figs. 14 a
16, únicamente en la medida en que se diferencia de modo importante
del primer y del segundo ejemplo de realización.
Igual que en el primer ejemplo de realización,
el eje de mando de la horquilla 10 está realizado en el tercer
ejemplo de realización de un material redondo metálico. El orificio
escalonado 16 que atraviesa el eje de mando de la horquilla 10 y la
horquilla de cambio 12 presenta además en el tercer ejemplo de
realización igualmente tres tramos de orificio 38, 40, 42, con
diámetros que se van reduciendo de tramo en tramo, y que están
unidos entre sí por los escalones 18 ó 20 respectivamente.
Si embargo el pivote de giro 14 está realizado
de modo distinto a los ejemplos de realización anteriores: si bien
el pivote de giro 14 también tiene un reborde 44 que forma la
superficie anular 22 de mayor diámetro, alojado en un tramo de
orificio 38 del mayor diámetro, y un tramo de asiento 46 que forma
la superficie anular de menor diámetro 24, alojado en el tramo
intermedio 40 del orificio, sin embargo no presenta ningún tramo de
fijación como en los ejemplos de realización anteriores. El pivote
de giro 14, fabricado preferentemente de un material de cojinetes
tal como una aleación de cobre, presenta más bien un orificio de
paso central 52 para alojamiento de un elemento de fijación 54,
cuyo diámetro interior se corresponde esencialmente con el diámetro
interior del tramo de orificio 42 del diámetro más pequeño del
orificio escalonado 16. En estado montado del elemento de fijación
54, que en el ejemplo de realización representado es un remache
comercial, el elemento de fijación 54 sujeta por detrás el reborde
44 del pivote de giro 14 mediante una cabeza 56, y se extiende a
través del orificio pasante 52 del pivote de giro 14, al tramo de
orificio 42 del diámetro más pequeño del orificio escalonado 16,
con un vástago 58 mediante el cual el elemento de fijación 54, y por
lo tanto el pivote de giro 14, va fijado en el orificio escalonado
16. Dicho más exactamente, en el ejemplo de realización
representado, el vástago 58 del elemento de fijación 54 sobresale
hacia abajo con su extremo del tramo de orificio 42 del diámetro
más pequeño del orificio escalonado 16 en la Fig. 16. Aquí el
extremo del vástago 58 que sobresale está recalcado para formar una
cabeza de remache 60, de manera que el pivote de giro 54 es atraído
con su superficie anular 24 de menor diámetro contra el escalón de
menor diámetro 20 del orificio escalonado 16, por medio de la
cabeza 56 del elemento de fijación 54 que sobresale de su reborde
44.
La fabricación o montaje del dispositivo según
el tercer ejemplo de realización se diferencia del procedimiento
descrito con relación al primer ejemplo de realización únicamente en
lo referente a la fabricación previa del pivote de giro 14, que se
puede tornear p.ej. de una materia prima sin tramo de fijación, y
por la fijación del pivote de giro 14 en el orificio escalonado 16.
En este caso, para la fijación del pivote de giro 14 introducido en
el orificio escalonado 16 se introduce primeramente el elemento de
fijación 54 con su vástago 58 en el orificio pasante 52 del pivote
de giro 14 y a través del tramo de orificio 42 del diámetro más
pequeño del orificio escalonado 16. A continuación, el extremo del
vástago 58 del elemento de fijación 54 que sobresale del tramo de
orificio 42 del diámetro más pequeño del orificio escalonado 16, se
remacha para formar la cabeza de remache 60, por ejemplo remachando
en caliente o mediante remachadora oscilante.
El cuarto ejemplo de realización del
dispositivo, representado en las Figs. 17 a 19, se diferencia por
último del tercer ejemplo de realización descrito con referencia a
las Figs. 14 a 16, esencialmente porque también el eje de mando de
la horquilla 10 está realizado en un material metálico plano. Lo
expuesto con respecto al segundo ejemplo de realización descrito
con referencia a las Figs. 11 a 13 es aquí válido de forma
análoga.
Se da a conocer un dispositivo para la
transmisión de movimientos de cambio que puede fabricarse de modo
especialmente económico, con un eje de mando de la horquilla y una
horquilla de cambio, que están fijados entre sí mediante un pivote
de giro, sin desplazamiento en la dirección del eje geométrico del
eje de mando de la horquilla, y que puede girar fácilmente
alrededor del eje del pivote de giro, teniendo a pesar de ello sólo
un reducido juego de basculamiento. Para ello, el eje de mando de
la horquilla y la horquilla de cambio están taladrados
conjuntamente de acuerdo con la invención, preferentemente mediante
una broca escalonada de dos diámetros, formando un orificio
escalonado, con un escalón para el eje de mando de la horquilla y un
escalón para la horquilla de cambio, presentando el pivote de giro
dos superficies anulares, cada una de las cuales se corresponde con
uno de los escalones, y cuya separación axial es ligeramente mayor
que la que hay entre los escalones. Además, el diámetro exterior
del pivote de giro es entre estas superficies anulares ligeramente
inferior al diámetro interior del orificio escalonado entre sus
escalones. El pivote de giro va fijado de tal manera en el orificio
escalonado que su superficie anular de menor diámetro asienta contra
el escalón de menor diámetro, mientras que la superficie anular de
mayor diámetro se encuentra frente al escalón de mayor diámetro,
ligeramente separada de él.
\global\parskip0.500000\baselineskip
10
\tabulEje de mando de la horquilla
12
\tabulHorquilla de cambio
14
\tabulPivote de giro
16
\tabulOrificio escalonado
18
\tabulEscalón
20
\tabulEscalón
22
\tabulSuperficie anular
24
\tabulSuperficie anular
26
\tabulCuerpo base
28
\tabulBase
30
\tabulBrazo de la horquilla de cambio
32
\tabulOrificio de fijación
34
\tabulRebaje
36
\tabulSuperficie
38
\tabulTramo del orificio
40
\tabulTramo del orificio
42
\tabulTramo del orificio
44
\tabulReborde
46
\tabulTramo de asiento
48
\tabulTramo de fijación
50
\tabulCabeza de remache
52
\tabulOrificio pasante
54
\tabulElemento de fijación
56
\tabulCabeza
58
\tabulVástago
60
\tabulCabeza del remache
a
\tabulSeparación axial entre los escalones 18, 20
A
\tabulSeparación axial entre las superficies anulares 22, 24
d
\tabulDiámetro interior del tramo del orificio 40
D
\tabulDiámetro exterior del tramo de asiento 46.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (11)
1. Dispositivo para la transmisión de
movimientos de cambio de marchas en una caja de cambios de un
automóvil, con un eje de mando de la horquilla (10) y una horquilla
de cambio (12), que mediante un pivote de giro (14) orientado
perpendicularmente respecto al eje geométrico del eje de mando de la
horquilla están fijados relativamente entre sí de modo no
desplazable en la dirección del eje geométrico del eje de mando de
la horquilla, mientras que se pueden girar relativamente entre sí
una magnitud angular reducida alrededor del eje del pivote de
giro,
caracterizado porque el eje de mando de
la horquilla (10) y la horquilla de cambio (12) están taladrados
conjuntamente formando un orificio escalonado (16), con un escalón
(18) en el eje de mando de la horquilla (10) y un escalón (20) en
la horquilla de cambio (12),
porque el pivote de giro (14) presenta dos
superficies anulares (22, 24), de las cuales cada una se corresponde
con un escalón (18, 20) del orificio escalonado (16), y cuya
separación axial (A) es ligeramente mayor que la separación axial
(a) entre los escalones (18, 20) del orificio escalonado (16),
porque el diámetro exterior (D) del pivote de
giro (14) es ligeramente menor entre sus superficies anulares (22,
24) que el diámetro interior (d) del orificio escalonado (16) entre
sus escalones (18, 20), y
porque el pivote de giro (14) va fijado de tal
modo en el orificio escalonado (16), que su superficie anular (24)
de menor diámetro asienta contra el escalón de menor diámetro (20)
del orificio escalonado (16), mientras que la superficie anular
(22) de mayor diámetro del pivote de giro (14) queda frente al
escalón (18) de mayor diámetro del orificio escalonado
(16).
(16).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el orificio escalonado (16) está
taladrado partiendo desde el eje de mando de la horquilla (10), en
el eje de mando de la horquilla (10) y en la horquilla de cambio
(12).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el orificio escalonado (16) presenta
tres tramos de orificio (28, 40, 42), cuyos diámetros se van
reduciendo de tramo en tramo y que están unidos entre sí por los
escalones (18, 20), teniendo el pivote de giro (14) un reborde (44)
que forma la superficie anular (22) de mayor diámetro, alojado en
un tramo de orificio (38) del mayor diámetro, un tramo de asiento
(46) que constituye la superficie anular de menor diámetro (24),
alojado en el tramo intermedio del orificio (40), y un tramo de
fijación (48) alojado en el tramo del orificio (42) del diámetro más
pequeño, mediante el cual está fijado el pivote de giro (14) en el
orificio escalonado (16).
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el tramo de fijación (48) del pivote de
giro (14) sobresale con su extremo del tramo de orificio (42) de
diámetro más pequeño del orificio escalonado (16), estando
recalcado el extremo que sobresale del tramo de fijación (48) para
formar una cabeza de remache (50), de manera que el pivote de giro
(14) queda sujeto entre su superficie anular (24) de menor diámetro
y la cabeza de remache (50), en el tramo de orificio de diámetro
más pequeño (42) del orificio escalonado (16).
5. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el orificio escalonado (16) presenta
tres tramos de orificio (38, 40, 42) con diámetros que se van
reduciendo de tramo en tramo, que están unidos entre sí por los
escalones (18, 20), teniendo el pivote de giro (14) un reborde (44)
que forma la superficie anular (22) de mayor diámetro, alojado en
el tramo de orificio (38) de mayor diámetro, un tramo de asiento
(46) que forma la superficie anular (24) de menor diámetro, alojado
en el tramo intermedio del orificio (40), y un orificio de paso
central (52) para alojar un elemento de fijación (54), que sujeta
por detrás con una cabeza el reborde (44) del pivote de giro (14),
y que se extiende a través del orificio pasante (52) en el pivote
de giro (14) al tramo de orificio (42) de diámetro más pequeño del
orificio escalonado (16) con un vástago (58), mediante el cual el
elemento de fijación (54), y con él el pivote de giro (14), está
fijado en el orificio escalonado (16).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el vástago (58) del elemento de fijación
(54) sobresale con su extremo del tramo de orificio (42) de
diámetro más pequeño del orificio escalonado (16), estando
recalcado el extremo que sobresale del vástago (58) para formar una
cabeza de remache (60), de manera que el pivote de giro (14) es
atraído con su superficie anular (24) de menor diámetro contra el
escalón de menor diámetro (20) del orificio escalonado (16), por
medio de la cabeza del elemento de fijación (54) que sujeta por
detrás su reborde (44).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el eje de mando de la
horquilla (10) está fabricado de un material
plano.
plano.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la horquilla de cambio (12)
está fabricada de un material plano.
9. Procedimiento para la fabricación de un
dispositivo para la transmisor de movimientos de cambio de marchas
en una caja de cambios de un automóvil según una de las
reivindicaciones anteriores, que comprende los pasos siguientes
(a) Superponer, alinear y sujetar la horquilla
de cambio (12) y el eje de mando de la horquilla (10) en una
posición exactamente ajustada entre sí,
(b) taladrar conjuntamente la horquilla de
cambio (12) y el eje de mando de la horquilla (10) para formar el
orificio escalonado (16) en un solo proceso de taladrado mediante
una broca escalonada de dos diámetros,
(c) colocar el pivote de giro (14) en el
orificio escalonado (16), y
(3) fijar el pivote de giro (14) en el orificio
escalonado (16).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
donde la fijación del pivote de giro (14) en el orificio escalonado
(16) comprende, en el caso de la realización del dispositivo según
la reivindicación 4, para formar la cabeza del remache (50), el
remachado del extremo que sobresale del tramo de orificio (42) de
diámetro más pequeño del orificio escalonado (16), del tramo de
fijación (48) del pivote de giro (14).
11. Procedimiento según la reivindicación 9,
donde la fijación del pivote de giro (14) en el orificio escalonado
(16) comprende, en el caso de la realización del dispositivo según
la reivindicación 6, los pasos siguientes:
Colocar el elemento de fijación (54) en el
orificio pasante (52) del pivote de giro (14), y
remachar el extremo del vástago (58) del
elemento de fijación (54) que sobresale del tramo de orificio (42)
del diámetro más pequeño del orificio escalonado (16), para formar
la cabeza del remache (60).
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