ES1058634U - Conjunto de motor y caja de cambio con una refrigeracion comun. - Google Patents

Abstract

1. Mecanismo de accionamiento con un motor (1) que está dispuesto dentro de una carcasa o cárter de motor (3), y con una caja de cambio (2), que está dispuesta a continuación del motor y la que está alojada dentro de una carcasa o cárter de caja de cambio (4) y, dado el caso, con una tapa de caja de cambio (19), que de una manera desmontable está unida con la carcasa o cárter de caja de cambio (4); a este efecto por lo menos en una parte de la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o dentro de la tapa de caja de cambio (19) están dispuestos unos canales de refrigeración (5) para la conducción de un medio refrigerante que, con preferencia, es de tipo líquido; mecanismo de accionamiento éste que está caracterizado porque los canales de refrigeración (5) dentro de la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o dentro de la tapa de caja de cambio (19) se encuentran en comunicación con unos canales de refrigeración previstos dentro de la carcasa o cárter de motor (3) a efectos de la refrigeración del motor (1).

Description

Conjunto de motor y caja de cambio con una refrigeración común.

Memoria descriptiva

La presente invención se refiere a un mecanismo de accionamiento según lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

El par motor, que es producido por el motor, es transmitido - a través de la caja de cambio - sobre el elemento, que ha de ser accionado como, por ejemplo, sobre el eje a impulsar de un vehículo; en este caso, por medio de una correspondiente de multiplicación es reducido el número de revoluciones del motor, el cual es, por regla general, relativamente elevado. Al igual que en todos los sistemas con movimientos, también en los mecanismos de accionamiento de esta clase resulta que una parte de la energía es transformada en calor, lo cual limita el rendimiento de la potencia del mecanismo de accionamiento. Este calor es producido, tanto dentro del motor como por el interior de la caja de cambio, por unas pérdidas de rozamiento. Sobre todo al tratarse de unas aplicaciones con elevados rendimientos como, por ejemplo, en la impulsión de los vehículos sobre carriles, son éstas pérdidas por calor relativamente elevadas. Por una reducción en las pérdidas por calor, que se produzca, por un lado, y mediante una apropiada evacuación del calor de pérdida, por el otro lado, puede ser incrementado el rendimiento de la potencia. La evacuación del calor es llevada a efecto a través de distintos procedimientos de refrigeración.

Comenzando con unos sencillos mecanismos de accionamiento refrigerados por aire, también se ha desarrollado luego unos sistemas de refrigeración mediante líquidos. Por ejemplo, la Patente Austríaca Núm. AT 403 864 B describe el sistema de refrigeración para unas máquinas eléctricas, en el cual el árbol rotor hueco es atravesado por un medio refrigerante, que es introducido a través de una tobera, por lo que el mismo es refrigerado. Por lo tanto, una refrigeración eficiente de una máquina desde el rotor y, por ejemplo, con el empleo de unos retenes frontales, es posible sin la presentación de unas elevadas pérdidas por fugas. Una eficaz refrigeración por líquido para unas máquinas eléctricas está descrita, por ejemplo, en la Patente Internacional Núm. WO 97/44882 A1, según la cual los canales de refrigeración están previstos en la carcasa de la máquina, la cual está fabricada por fundición o sinterización, y los mismos - a efectos de una correspondiente extensión del líquido refrigerante - están unidos entre si de una manera correspondiente. Además, durante la fabricación de la carcasa del motor, también son previstos unos nervios de refrigeración para un enfriamiento adicional. Al tratarse de un motor con una caja de cambio, aparte del líquido refrigerante también el aceite de la caja de cambio es aprovechado para la refrigeración. Con el objeto de evitar unas bombas externas, según la Patente Europea Núm. 0 785 612 A1, por ejemplo, ha sido desarrollada una construcción, en la cual el aceite de engranajes, procedente del lodo de aceite de la caja de cambio, es pasado - a través de la rueda dentada interior del engranaje - al interior del motor. En las refrigeraciones de esta clase, la evacuación del calor del aceite de los engranajes es, en la mayoría de los casos, insuficiente, con lo cual el rendimiento del mecanismo de accionamiento puede ser incrementado solamente de una manera limitada en comparación con unas máquinas de una construcción similar, pero sin la refrigeración por líquido. El remedio ha sido proporcionado aquí con unas construcciones engorrosas, que refrigeran la caja de cambio a través de un recuperador térmico.

Con el fin de mejorar la evacuación del calor en los motores y en las cajas de cambio, se han desarrollado distintas medidas constructivas. La Patente Alemana Núm. DE 33 31 131 A1, por ejemplo, se refiere a un dispositivo de refrigeración para los árboles impulsores, en el cual el cárter de la caja de cambio se encuentra rodeado por una envolvente de refrigeración, que está en comunicación con un circuito de medio refrigerante, con lo cual queda proporcionada una suficiente evacuación del calor del engranaje del árbol. La Patente Alemana Núm. DE 36 06 963 C2 describe una envolvente de la carcasa de un motor como un radiador de aceite, que puede estar realizado con dobles paredes y con una refrigeración por aceite. La caja de cambio según la Patente Alemana Núm. DE 42 12 243 A1 tiene una envolvente de refrigeración, que - a efectos de una mejorada evacuación del calor - está unida con un circuito de un medio refrigerante dentro de la tapa de la caja de cambio. De forma opcional, esta tapa de la caja de cambio puede estar embridada en una existente carcasa de la caja de cambio. La Patente Europea Núm. 0 853 225 A2 describe un radiador externo para el aceite de la caja de cambio; en este caso, la carcasa del recuperador térmico puede ser empleada como la tapa de la caja de cambio, de tal manera que se consiga una forma de realización muy sencilla y con un ahorro en peso. En la Patente Alemana Núm. DE 41 25 079 C2 se puede observar un radiador de aceite para una caja de cambio automática. La Patente Núm. 5 099 715 A de los Estados Unidos describe una caja de cambio para el mecanismo de accionamiento de un camión, la cual está caracterizada por una extensión especial del aceite del engranaje para una buena lubrificación del mismo. El cárter de la caja de cambio comprende unos huecos, dentro de los cuales se conduce el aceite, que sirve, por consiguiente, también para la refrigeración de la caja de cambio. La Patente Núm. 4 872 502 A de los Estados Unidos describe, finalmente, la refrigeración por aire para una caja de cambio, la cual comprende una carcasa cerrada, que está provista de una entrada de aire, a través de la cual es aportado el aire mediante, por ejemplo, un ventilador.

La presente invención tiene el objeto de incrementar aún más el rendimiento de la potencia de un mecanismo de accionamiento en comparación con las construcciones convencionales de un mismo tamaño constructivo. Además, la construcción según la presente invención se ha de caracterizar por una estructura de lo más sencillo posible y, por consiguiente, de un costo favorable. En relación con ello, la inversión en mantenimiento y en servicio de mecanismo de accionamiento ha de ser la más reducida posible. Los inconvenientes de las construcciones ya conocidas deben ser eliminados o, por lo menos, reducidos.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por el hecho de que los canales de refrigeración dentro de la carcasa o cárter de la caja de cambio y/o dentro de la tapa de la caja de cambio se encuentran unidos con unos canales de refrigeración previstos dentro de la carcasa o cárter de motor a efectos de la refrigeración de éste último. Gracias a la refrigeración común según la presente invención, tanto para el motor como para la caja de cambio, tiene lugar una eficiente evacuación del calor, por lo cual puede ser incrementado el rendimiento de la potencia del mecanismo de accionamiento. Al mismo tiempo, se consiguen también unas ventajas en cuanto a las técnicas de la fabricación, como asimismo pueden ser impedidos los problemas de estanqueidad. Dentro de la carcasa de la caja de cambio o en la carcasa o cárter de motor o bien dentro de la carcasa de la caja de cambio o del motor, la cual está realizada como una doble envolvente, estos canales de refrigeración pueden estar dispuestos en forma de unos serpentines de refrigeración, que pueden ser fabricados de una forma relativamente más sencilla así como a un costo más favorable, y los mismos no precisan esencialmente ningún o muy poco mantenimiento o servicio. La refrigeración por la parte interior de la caja de cambio y del cárter motor es ahora mucho más eficiente que, por ejemplo, una refrigeración netamente por aire, efectuada mediante unos nervios de refrigeración previstos por el exterior del cárter de la caja de cambio o mediante otros dispositivos similares. La construcción según la presente invención corresponde a un recuperador térmico integrado en la caja de cambio, con lo cual puede ser aumentada la evacuación del calor y ser reducida la inversión para la refrigeración. Es evidente que, gracias a la construcción según la presente invención, para una potencia previamente determinada también puede ser reducido el tamaño constructivo del mecanismo de accionamiento. La reducción, tanto en el volumen como en el peso de este mecanismo de accionamiento, trae consigo unas ventajas en muchas aplicaciones y ayuda en bajar los costos. Sobre todo en el caso de unos mecanismos de accionamiento para los vehículos, con ello está relacionado la ventaja de una reducción en las masas, que no se encuentran suspendidas. Además, por medio de la construcción de la presente invención se puede conseguir, que el aceite de la caja de cambio sea sometido ahora a unas más pequeñas fluctuaciones en la temperatura. Según los mecanismos de accionamiento convencionales, el aceite de la caja de cambio tiene que estar previsto para una gama de temperatura relativamente amplia de, por ejemplo, -20ºC. hasta + 80ºC., lo cual repercute, de una manera negativa, en la vida útil del aceite de engranajes y en las propiedades de desgaste de la caja de cambio. Los posibles puntos de unión entre los canales de refrigeración dentro del cárter de la caja de cambio y los canales de refrigeración de la tapa de la caja de cambio han de ser estanqueizados para impedir unas elevadas pérdidas por fugas. Esto puede ser efectuado, por ejemplo, por la intercalación de unos anillos de obturación o de unos materiales de estancamiento. Al tratarse, por ejemplo, del calentamiento de un vehículo con el calor de pérdida del motor y de la caja de cambio, por medio de la presente invención resulta que la recuperación del calor puede ser llevada a efecto de una manera más eficiente que hasta ahora. A causa de ello, es aumentado el grado de eficiencia total del vehículo. El medio refrigerante - preferentemente una mezcla de agua y glicol - es transportado por una bomba externa, y el mismo circula dentro del circuito de refrigeración para ser enfriado en un punto apropiado dentro del circuito externo.

De una manera conveniente, es así que los canales de refrigeración están integrados en el cárter de la caja de cambio y/o en la tapa de la caja de cambio. Gracias a ello, se consiguen un óptimo efecto de refrigeración y, al mismo tiempo, la posibilidad de una fabricación más económica de los canales de refrigeración, en una misma operación de trabajo con el cárter de la caja de cambio o con la tapa de la caja de cambio.

Al tratarse de una combinada refrigeración entre el motor y la caja de cambio, una regulación en la refrigeración de la caja de cambio puede ser conseguida si - de forma paralela al circuito de refrigeración de la caja de cambio, el cual está constituido por los canales de refrigeración del cárter de la caja de cambio y/o de la tapa de la caja de cambio - está prevista una tubería de puente; en este caso, dentro de esta tubería de puente, o por lo menos dentro de uno de los canales de refrigeración de la caja de cambio, está prevista una válvula - o un dispositivo similar - para la interrupción del paso del medio refrigerante que, de forma preferente, es de tipo líquido. De este modo, resulta que la refrigeración de la caja de cambio puede ser regulada en función de la temperatura, y se puede conseguir que la caja de cambio sea refrigerada solamente al ser alcanzada una temperatura de régimen ideal, y no desde el principio. Gracias a ello, son aprovechadas las propiedades de una lubrificación óptima del aceite de engranajes, las cuales se presentan sólo a partir de una temperatura determinada.

De una manera conveniente, la válvula está realizada en forma de una válvula electrónica, y la misma está unida con un sensor de temperatura, que de manera preferente está dispuesto en el cárter de la caja de cambio.

Una eficiente combinación entre la refrigeración del motor y la refrigeración de la caja de cambio según la presente invención puede ser conseguida por el hecho de que el cárter de la caja de cambio posee - por aquel lado suyo, el cual está dirigido hacia el motor - unas tuberías, que se encuentran en comunicación con los canales de refrigeración dentro del cárter de la caja de cambio, de tal modo que estas tuberías puedan ser unidas con unos posibles canales de refrigeración previstos en el cárter motor. Gracias a esta forma de disposición, resulta que el circuito de refrigeración - que, en su caso, está previsto dentro del motor - puede ser unido, de una manera sencilla, con el circuito de refrigeración según la presente invención, el cual existe en el cárter de la caja de cambio. En el punto de unión entre el cárter de la caja de cambio y el cárter motor, se han de emplear unos anillos de obturación u otros elementos similares para el estancamiento.

De una manera conveniente, el cárter motor y el cárter de la caja de cambio están realizados con una misma pieza, en la forma de un cárter o de una carcasa común; en este caso, dentro de la carcasa común están dispuestos los canales de refrigeración y, dado el caso, también la tubería de puente. Esta construcción constituye un mecanismo de accionamiento, que puede ser fabricado de una forma sencilla y rápida, y el rendimiento de la potencia del mismo puede ser incrementado eficazmente - en comparación con los mecanismos de accionamiento convencionales de un idéntico tamaño de construcción - gracias a la integración de una correspondiente refrigeración. Debido a esta realización como una sola pieza, no hacen falta ahora las juntas de obturación para el estancamiento de las uniones entre los canales de refrigeración del cárter motor y los canales de refrigeración del cárter de la caja de cambio. Esto también trae consigo una menor inversión, tanto en los trabajos de montaje como en el mantenimiento.

A los efectos de simplificar aún más la fabricación del mecanismo de accionamiento en su conjunto, resulta que otras partes componentes del mismo también pueden estar previstas directamente en la carcasa común y pueden ser fabricadas - en conjunto con la carcasa - dentro de una misma operación de trabajo. A título de ejemplo, dentro del cárter común del motor y de la caja de cambio puede estar prevista una junta sin contacto - como, por ejemplo, una junta laberíntica - para el estancamiento del espacio de la caja de cambio con respecto al espacio del motor.

En esta carcasa común pueden estar dispuestos asimismo por el lado interior y/o exterior - dado el caso, en la tapadera de la caja de cambio así como, en su caso, sobre una placa de cojinete que, de forma desmontable, está unida con el cárter motor - unos nervios u otros elementos similares para el refuerzo o para mejorar el efecto refrigerante. Unos nervios dispuestos por el lado exterior tienen sobre todo un efecto de refuerzo, mientras que los nervios dispuestos por el lado interior contribuyen - gracias al hecho de aumentarse la superficie interior - sobre todo a una mejora en el efecto de la refrigeración, con lo cual puede ser incrementado aún más el rendimiento de la potencia del mecanismo de accionamiento.

De una manera conveniente, resulta que los canales de refrigeración dentro del cárter de la caja de cambio, del cárter motor o dentro de la carcasa común, así como las posibles tuberías de puente, los conductos, las tuberías de aportación y las tuberías de retorno, al igual que los posibles nervios u otros elementos similares, previstos en el cárter de la caja de cambio, en el cárter motor o en la carcasa común, son fabricados - en conjunto con éstos últimos - dentro de una misma operación de trabajo mediante fundición o sinterización. Los mecanismos de esta clase, fabricados por fundición o mediante sinterización, precisan - al término del proceso de la fundición o sinterización - tan sólo muy pocos retoques. La fundición representa un procedimiento de fabricación usual y muy económico para los mecanismos de accionamiento de este tipo. Como alternativa a la fundición también puede pensarse en la sinterización; a este efecto, un granulado de un material determinado es prensado - a una definida temperatura y presión - dentro de un molde.

En este caso, los canales de refrigeración, las posibles tuberías de puente, los conductos, las tuberías de aportación y las tuberías de retorno están constituidos con preferencia por unos tubos que están hechos de un material, que tiene un más elevado punto de fusión que el material del cárter de la caja de cambio, del cárter motor o el material de la carcasa común. Gracias a esta forma de disposición, se consigue una fabricación más sencilla y de un costo más favorable, habida cuenta de que no son necesarios ahora unos mecanizados posteriores de los canales de refrigeración mediante un taladro o un fresado. Como añadidura, puede ser conseguida una buena transmisión térmica desde el motor o desde la caja de cambio hacia el medio refrigerante y, por consiguiente, se obtiene una refrigeración óptima.

Estas características así como otras características más de la presente invención se explican a continuación con referencia a los planos adjuntos, en los cuales:

Las Figuras 1a hasta 1c muestran el esquema de distintas construcciones de unos mecanismos de accionamiento refrigerados;

La Figura 2 indica una variante de realización de un cárter de la caja de cambio con una refrigeración;

La Figura 3 muestra una variante de realización de un mecanismo de accionamiento de una sola pieza y con una refrigeración integrada;

La Figura 4 indica otra variante de realización del cárter de la caja de cambio; mientras que

Las Figuras 5a hasta 5d muestran, de forma esquematizada, distintas variantes de una refrigeración combinada de la caja de cambio y del motor, con un termostato integrado.

En la Figura 1a está indicado - de una manera esquematizada - un mecanismo de accionamiento, que se compone del motor 1 y de la caja de cambio 2. El motor 1 se encuentra dentro de un cárter motor 3, mientras que la caja de cambio 2 está alojada dentro de un cárter de caja de cambio 4. Para el montaje del motor 1 está prevista - por regla general y por aquel lado del cárter motor 3, el cual se encuentra alejado de la caja de cambio 2 (es decir, no por el lado del accionamiento) - una placa de cojinete 18 por el cárter motor 3. También el cárter de caja de cambio 4 puede tener - por ejemplo, por aquel lado del cárter de caja de cambio 4, el cual está alejado del motor 1 y para el montaje y desmontaje de la caja de cambio 2 - una tapadera de caja de cambio 19. El motor 1 puede estar constituido o por una máquina eléctrica o por un motor de combustión interna. En los ejemplos de realización relacionados a continuación, se hace referencia solamente a unas máquinas eléctricas. El árbol motor rotativo 6 sobresale de la carcasa o cárter de motor 3 hacia el interior de la carcasa 4 de la caja de cambio. En el árbol motor 6, que está dispuesto dentro de la carcasa o cárter, 4 de la caja de cambio, una rueda pequeña 7 está unida, de una manera segura al giro, con el árbol motor 6, que impulsa - dado el caso, a través de un árbol intermedio 8 - la rueda dentada interior 9, que está unida con el árbol impulsor 10 de una manera segura al giro. Este árbol impulsor 10 está unido con la parte, que ha de ser accionada o impulsada como, por ejemplo, con la rueda de un vehículo (no indicado aquí). A los efectos de refrigerar el engranaje o la caja de cambio 2 con un medio refrigerante - con preferencia de tipo líquido - resulta, que dentro de la carcasa de caja de cambio 4 están previstos unos canales de refrigeración 5, que están unidos entre si para constituir un circuito de refrigeración. Un extremo de este circuito de refrigeración se encuentra unido con una tubería de aportación 11, mientras que el otro extremo del circuito de refrigeración está unido con una tubería de retorno 12, a través de las cuales el medio refrigerante es aportado y evacuado, respectivamente. De una manera preferente, la sección transversal de los canales de refrigeración 5 es de forma redonda u ovalada; no obstante, la misma también puede ser, en teoría, de cualquier configuración. Como medio refrigerante apropiado es empleado un líquido de refrigeración, sobre todo una mezcla de agua y glicol. Existe, sin embargo, también la posibilidad de emplear otros líquidos refrigerantes o bien un medio refrigerante en la forma de gas. La refrigeración de la caja de cambio 2 puede estar combinada con cualquier tipo de refrigeración del motor 1. En la tapa 19 de la caja de cambio pueden estar previstos otros canales de refrigeración adicionales. Además, dentro de la tapa 19 de la caja de cambio está prevista una tubería 26 para la introducción del aceite de engranajes - procedente del espacio de la caja de cambio y a través de una tobera 35 - al interior del árbol motor 6, que está realizado de forma hueco, a efectos de la refrigeración de éste último. Con el fin de evitar unas bombas externas, el transporte del aceite de engranajes desde la caja de cambio es efectuado con preferencia de forma automática por medio del giro de la rueda dentada interior 9. El espacio de la caja de cambio está estanqueizado, con respecto al espacio del motor, por medio de una junta laberíntica 21. Asimismo, pueden estar previstos unos nervios, 22 y 23, u otros elementos similares en el cárter motor 3, en el cárter de caja de cambio 4, en la placa de cojinete 18 o en la tapadera 19 de la caja de cambio. En especial al tratarse de una fabricación mediante fundición o sinterización, estos elementos pueden ser tenidos en cuenta fácilmente, y los mismos no precisan ninguna inversión de trabajo a posteriori o tan sólo un reducido trabajo de retoque. En este caso, los nervios 22, que están dispuestos por dentro, sirven principalmente para mejorar la refrigeración por el hecho de aumentar la superficie interior, mientras que los nervios 23, que están previstos por fuera, surten esencialmente el efecto de un refuerzo, con lo cual las partes componentes pueden estar realizadas, en la mayoría de los casos, con unos reducidos espesores de pared, e incluso puede ser reducido el peso.

Según la variante de realización indicada en la Figura 1b, es así que la refrigeración de la caja de cambio 2 está combinada con la refrigeración del motor 1. Para esta finalidad, el circuito de refrigeración dentro de la carcasa de caja de cambio 4 está unido con el circuito de refrigeración dentro del cárter motor 3, de tal modo que se obtenga un circuito de refrigeración común para todo el conjunto del mecanismo de accionamiento. Tal como esto está indicado en la Figura 1b, una tubería 13 de la refrigeración de la caja de cambio, la cual está unida con el circuito de refrigeración de la caja de cambio, está dispuesta de tal manera, que esta tubería - al ser ensamblados el motor 1 y la caja de cambio 2 - coincida con la tubería 15, que se encuentra unida con el circuito de refrigeración del motor. Al mismo tiempo coinciden entre si la tubería 14 de la refrigeración de la caja de cambio y la tubería 16 de la refrigeración del motor. Es evidente, que pueden también estar previstas más comunicaciones entre los dos circuitos de refrigeración. De forma preferente, la comunicación está estanqueizada, por ejemplo, mediante unos anillos de obturación u otros elementos similares (no indicados aquí). No obstante, esta comunicación también puede estar realizada en forma de una unión por enchufe. El resultante circuito de refrigeración común para el motor 1 y para la caja de cambio 2 posee una tubería de aportación 11 así como una tubería de retorno 12 en la carcasa 4 de la caja de cambio, a través de las cuales el medio refrigerante es aportado y evacuado, respectivamente. Como alternativa, la tubería de aportación 11' o la tubería de retorno 12' comunes también pueden estar dispuestas en la carcasa 3 del motor. Asimismo es posible la combinación de una tubería de aportación 11' en la carcasa 4 de la caja de cambio con una tubería de retorno 12' en la carcasa 3 del motor. También pueden estar previstas más de una tubería de aportación, 11 y 11', y más de una tubería de retorno, 12 y 12', para comunicar el circuito de refrigeración común con el exterior.

La Figura 1c muestra una forma de realización especialmente conveniente para el mecanismo de accionamiento según la presente invención, en el cual el motor 1 y la caja de cambio 2 se encuentran alojados dentro de una carcasa común 17. Gracias a ello, esta carcasa 17 puede ser fabricada en un solo proceso de fabricación, sobre todo al tratarse de un proceso de fundición o de sinterización; en este caso, puede estar integrado un circuito de refrigeración común para el enfriamiento, tanto del motor 1 como de la caja de cambio 2. Dentro de la carcasa común 17, los canales de refrigeración 5 están dispuestos de tal manera, que los mismos constituyan un circuito cerrado de refrigeración, sin que para el mismo sean precisas unas tuberías de comunicación. Debido al hecho de realizar esta carcasa 17 como una sola pieza, no se puede presentar ninguna pérdida del medio refrigerante por fugas en los puntos de unión. Para el montaje y desmontaje del motor 1 así como de la caja de cambio 2, se necesitan forzosamente unas aberturas en la carcasa común, las cuales son tapadas por la placa de cojinete 18 y por la tapa 19 de la caja de cambio. También la placa de cojinete 18 y la tapa 19 de la caja de cambio pueden comprender unas partes de los canales de refrigeración, las tuberías de aportación 11' así como las tuberías de retorno 12', las que, de forma preferente, son fabricadas dentro de una misma operación de trabajo con estas partes componentes. Tal como ya mencionado en relación con la Figura 1a, también aquí es así que pueden estar previstos unos nervios, 22 y 23, u otros elementos similares en la carcasa común 17, en la placa de cojinete 18 o en la tapa 19 de la caja de cambio, los cuales son fabricados dentro de una misma operación de trabajo con éstas últimas.

En la Figura 2 está indicada - en una vista lateral de sección - una carcasa de caja de cambio 4 con su refrigeración. Por motivos técnicos de fabricación, resulta conveniente fabricar los canales de refrigeración 5 en la carcasa de caja de cambio 4 en conjunto con ésta última y dentro de una misma operación de trabajo. Para esta finalidad, antes de la fabricación de la carcasa de caja de cambio 4, pueden ser colocados unos tubos 20 dentro del molde de fundición de la carcasa 4 de la caja de cambio 2; tubos éstos, que están hechos de un material con un más elevado punto de fusión que el material de la carcasa de caja de cambio 4. A continuación, el material en fusión de la carcasa 4 de la caja de cambio 2 es vertido en el molde. Aquí resulta usual emplear el aluminio o unas aleaciones de aluminio para la carcasa de caja de cambio 4 y, por ejemplo, el acero o bien unas aleaciones de acero para los tubos 20. En lugar de usar los tubos 20, también pueden ser empleados unos llamados moldes perdidos, hechos de arena, como las reservas de espacio para los canales de refrigeración 5, y los mismos, por consiguiente, pueden ser realizados dentro de una misma operación de trabajo con la carcasa 4 de la caja de cambio. Están previstas, además, por lo menos una tubería de aportación 11 y por lo menos una tubería de retorno 12 para aportar y retornar, respectivamente, el medio refrigerante. los tubos 20 pueden constituir o todo el circuito de refrigeración o bien solamente algunos tramos del mismo; en este último caso, la unión posterior de los tramos de circuito de refrigeración representa una adicional inversión, tanto en trabajo como en mantenimiento, y con ello se pueden incrementar, asimismo, las pérdidas por fugas del medio refrigerante.

La Figura 3 muestra - en una vista lateral de sección - una forma de realización del mecanismo de accionamiento según la presente invención con una carcasa común 17 para el motor 1 y para la caja de cambio 2. En la carcasa 17 están integrados los tubos 20 para la formación del circuito de refrigeración común, tanto del motor 1 como de la caja de cambio 2. También la junta laberíntica 21 - que efectúa el estancamiento del espacio de la caja de cambio con respecto al espacio del motor - puede ser fabricada dentro de una misma operación de trabajo con la carcasa 17. Lo mismo ha de ser aplicado también para unos posibles nervios 22 por el lado interior de la carcasa o unos nervios 23 por la parte exterior de la carcasa. También la suspensión 24 de la caja de cambio y la suspensión 25 del motor pueden ser fundidas, por ejemplo, al mismo tiempo que la carcasa 17. Al tratarse del empleo de una refrigeración del árbol rotor del motor 1 por medio del aceite de engranajes, también puede estar prevista la tubería para transportar el aceite de engranajes al interior del árbol rotor dentro de la carcasa 17, y esta tubería puede ser fabricada - conjuntamente con la carcasa 17 - en una sola operación de trabajo. Asimismo en la placa de cojinete 18 así como en la tapa 19 de la caja de cambio pueden estar previstas las estructuras como unos nervios u otros elementos similares, pero también unas tuberías. La Figura 3 indica una tubería 26 para la aportación del aceite de engranajes, procedente del espacio de la caja de cambio, al interior del árbol motor 6, que está realizado de forma hueca, para la refrigeración del mismo. Con el objeto de evitar unas bombas externas, el transporte del aceite de engranajes desde la caja de cambio, es efectuado con preferencia de forma automática a través del giro de la rueda dentada interior 9. Según la forma de realización aquí representada, sin embargo, la tubería de aportación 11' así como la tubería de retorno 12' para el medio refrigerante - que está previsto para la refrigeración de la parte exterior del motor 1 así como de la caja de cambio 2 - están dispuestas en la placa de cojinete 18. La tubería de aportación 11' y la tubería de retorno 12' están unidas con una bomba y con el depósito del medio refrigerante.

La Figura 4 indica otra variante para la realización de la carcasa 4 de la caja de cambio; en este caso, la tapa 19 de la caja de cambio está unida - de una manera desmontable por medio de los tornillos de unión 27 - con la carcasa 4 de la caja de cambio. En la tapa 19 de la caja de cambio están integrados unos canales de refrigeración 5, que se encuentran en comunicación con por lo menos una tubería de aportación 11 y con por lo menos una tubería de retorno 12, que conducen hacia fuera, de tal manera que quede constituido un circuito cerrado de refrigeración.

Las Figuras 5a hasta 5d muestran, de una forma esquematizada, distintas variantes de realización de una refrigeración combinada de la caja de cambio y del motor, con un termostato integrado. Por la disposición de un termostato puede ser conseguido que la caja de cambio no sea refrigerada antes de alcanzar una temperatura óptima de régimen, por lo cual pueden ser aprovechadas de manera óptima las propiedades del aceite de engranajes. Según lo indicado en la Figura 5a, resulta que el circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio está en comunicación con el circuito de refrigeración 29 del motor. A través de la tubería de aportación 11, el medio refrigerante es aportado al circuito de refrigeración, y el mismo es evacuado otra vez por medio de la tubería de retorno 12. De forma paralela al circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio está dispuesta una tubería de puente 30, que puede ser cerrada por medio de una válvula 31 o de otro dispositivo similar. En este caso, la válvula 31 - o bien un dispositivo similar - puede ser cerrada automáticamente, por medio de un resorte de bimetal, al ser alcanzada una determinada temperatura. Según la presente invención, la tubería de puente 30 es cerrada a la temperatura, que es óptima para el aceite de engranajes, de tal modo que luego el medio refrigerante también pueda pasar por el circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio y pueda actuar en contra de un ulterior aumento de la temperatura. Por una correspondiente elección de la sección transversal de la tubería de puente 30 se consigue que, al estar abierta la válvula 31, el medio refrigerante fluya, en lo esencial, exclusivamente a través de la tubería de puente 30, y no por el circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio, sin que para ello sea necesaria una segunda válvula dentro del circuito de refrigeración de la caja de cambio.

La Figura 5b indica una variante en la realización de la refrigeración de la caja de cambio, la que está regulada mediante un termostato, y en la cual la válvula 31 - u otro dispositivo similar - están dispuestos dentro del circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio. Al ser alcanzada la óptima temperatura de régimen de la caja de cambio, la válvula 31 se abre, de tal manera que el medio refrigerante pueda fluir por el circuito de refrigeración 28 de la caja de cambio. En el caso contrario, el medio refrigerante se hace pasar por la tubería de puente 30, por lo cual no se lleva a efecto ninguna refrigeración de la caja de cambio.

Según indican las Figuras 5c y 5d, la válvula 32 también puede estar realizada como una válvula electromecánica, y la misma puede estar unida - a través de un conductor eléctrico 34 - con un sensor de temperatura 33. Según lo indicado en la Figura 5d, el sensor de temperatura 33 está dispuesto con preferencia dentro de la caja de cambio 2 para medir la temperatura de régimen de la misma.

La presente invención está enfocada en primer lugar hacia los mecanismos de accionamiento por tracción en los vehículos sobre carriles, en los cuales se presentan unos altos rendimientos, pero también unas elevadas pérdidas de calor. Estas máquinas eléctricas pueden ser empleadas en la forma de unas máquinas asincrónicas, máquinas sincrónicas, máquinas de corriente continua o en la forma de unas máquinas de flujo transversal, y las mismas pueden estar realizadas como unas máquinas con inducido interior o bien con inducido exterior. También es posible una aplicación de la presente invención en otros tipos de mecanismos de accionamiento como, por ejemplo, en los motores de combustión interna.

Claims (10)

1. Mecanismo de accionamiento con un motor (1) que está dispuesto dentro de una carcasa o cárter de motor (3), y con una caja de cambio (2), que está dispuesta a continuación del motor y la que está alojada dentro de una carcasa o cárter de caja de cambio (4) y, dado el caso, con una tapa de caja de cambio (19), que de una manera desmontable está unida con la carcasa o cárter de caja de cambio (4); a este efecto por lo menos en una parte de la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o dentro de la tapa de caja de cambio (19) están dispuestos unos canales de refrigeración (5) para la conducción de un medio refrigerante que, con preferencia, es de tipo líquido; mecanismo de accionamiento éste que está caracterizado porque los canales de refrigeración (5) dentro de la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o dentro de la tapa de caja de cambio (19) se encuentran en comunicación con unos canales de refrigeración previstos dentro de la carcasa o cárter de motor (3) a efectos de la refrigeración del motor (1).

2. Mecanismo de accionamiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque los canales de refrigeración (5) están integrados en la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o en la tapa (19) de la caja de cambio.

3. Mecanismo de accionamiento conforme a las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque está prevista una tubería de puente (30), que se extiende de forma paralela al circuito de refrigeración (28) de la caja de cambio, el cual está constituido por los canales de refrigeración (5) de la carcasa o cárter de caja de cambio (4) y/o de la tapa (19) de la caja de cambio; en este caso, dentro de esta tubería de puente (3) o bien dentro de por lo menos uno de los canales de refrigeración (5) de la caja de cambio está dispuesta una válvula (31, 32) - u otro dispositivo similar - para la interrupción del paso del medio refrigerante que, de forma preferente, es de tipo líquido.

4. Mecanismo de accionamiento conforme a la reivindicación 3) y caracterizado porque la válvula (31, 32) está realizada en forma de una válvula electrónica, y la misma se encuentra unida con un sensor de temperatura (33) que, con preferencia, está dispuesto dentro de la carcasa o cárter de caja de cambio (4).

5. Mecanismo de accionamiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque la carcasa o cárter de caja de cambio (4) posee - por aquel lado suyo, el cual está dirigido hacia el motor (1) - unas conducciones (13, 14), que están en comunicación con los canales de refrigeración (5) dentro de la carcasa o cárter de caja de cambio (4), de tal manera que los mismos puedan ser unidos con unos canales de refrigeración que, dado el caso, están previstos en la carcasa o cárter de motor (3).

6. Mecanismo de accionamiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque la carcasa o cárter de motor (3) y la carcasa o cárter de caja de cambio (4) están realizados como una sola pieza y en forma de una carcasa común (17); en este caso, dentro de la carcasa común (17) están dispuestos los canales de refrigeración (5) y, dado el caso, una tubería de puente (30).

7. Mecanismo de accionamiento conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque dentro de la carcasa común (17) del motor (1) y de la caja de cambio (2) está prevista una junta sin contacto como, por ejemplo, una junta laberíntica (21) a efectos del estancamiento del espacio de la caja de cambio con respecto al espacio del motor.

8. Mecanismo de accionamiento conforme a las reivindicaciones 6) o 7) y caracterizado porque en la carcasa común (17) y, dado el caso, en la tapa (19) de la caja de cambio así como, en su caso en una placa de cojinete (18), que de una manera desmontable está unida con la carcasa o cárter de motor (3), están previstos - o por la parte interior y/o por la parte exterior - unos nervios (22, 23) u otros elementos similares para el refuerzo y/o para mejorar el efecto de la refrigeración.

9. Mecanismo de accionamiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque los canales de refrigeración (5) dentro de la carcasa o cárter de caja de cambio (4), dentro de la carcasa o cárter de motor (3) o dentro de la carcasa común (17), y, dado el caso, las tuberías de puente (30), las conducciones (13, 14, 15), las tuberías de aportación (11, 11') y las tuberías de retorno (12, 12') así como los posibles nervios (22, 23) u otros elementos similares, previstos en la carcasa o cárter de caja de cambio (4), en la carcasa o cárter de motor (3) o en la carcasa común (17), están fabricados - en conjunto con éstos últimos - dentro de una misma operación de trabajo mediante fundición o sinterización.

10. Mecanismo de accionamiento conforme a la reivindicación 9) y caracterizado porque los canales de refrigeración (5) y, dado el caso, las tuberías de puente (3), las conducciones (13, 14, 15), las tuberías de aportación (11, 11') así como las tuberías de retorno (12, 12') están constituidos por unos tubos (20), que se componen de un material con un más elevado punto de fusión que el material de la carcasa o cárter de caja de cambio (4), de la carcasa o cárter de motor (3) o del material de la carcasa común (17).