ES2198396T3 - Transmision por cadena, especialmente transmision de arbol de levas/arbol de levas para vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Transmisión por cadena, especialmente transmisión árbol de levas/árbol de levas para un motor de automóvil, con al menos dos engranajes de cadena (1, 3) y una cadena de accionamiento (5), en la que al menos dos engranajes de cadena (1, 3) están dispuestos desplazados lateralmente entre sí en dirección axial, siendo la cadena de accionamiento (5) una cadena múltiple, estando asociada a cada uno de los engranajes de cadena desplazados (1, 3), debido al desplazamiento lateral, una pista (7, 8) particular de la cadena múltiple (5) y estando superpuestos los diámetros del círculo de corona (dk) de los engranajes de cadena desplazados (1, 3), caracterizada porque lateralmente junto a los dentados de los engranajes de cadena en superposición (1, 3) está respectivamente prevista una instalación de apoyo (9, 10) para la pista vacía de la cadena múltiple (5) que no está engranada con el correspondiente engranaje de cadena (1, 3).

Description

Transmisión por cadena, especialmente transmisión de árbol de levas/árbol de levas para vehículos automóviles.

La presente invención se refiere a una transmisión por cadena, especialmente una transmisión de árbol de levas/árbol de levas para un motor de automóvil, con al menos dos engranajes de cadena y una cadena de accionamiento.

Especialmente en el campo de los motores de combustión interna se necesitan transmisiones de cadena de control que funcionen bien. En este contexto, se plantean grandes requerimientos respecto de la ausencia de ruido de tales transmisiones por cadena, de manera que se emprenden numerosas medidas para evitar oscilaciones innecesarias y los ruidos de funcionamientos provocados de esta manera. En general, se conoce contar con un funcionamiento más silencioso utilizando mayor número de dientes, por lo que desafortunadamente se ignoran los engranajes de transmisión de tamaño más pequeño. Por otra parte, existe cada vez más, la intención de preparar motores de combustión interna más compactos y transmisiones por cadena que son necesarios para ellos. En el caso de una transmisión de árbol de levas/árbol de levas para un motor de combustión interna solamente se plantean limitaciones mediante la distancia axial de los dos árboles de levas, lo que se puede comprobar.

Por lo tanto, es cometido de la presente invención mejorar una transmisión por cadena del tipo mencionado al principio en lo que se refiere a su estructura compacta, prestando atención a los aspectos de ruido o aspectos de desgaste.

Se conoce por el documento EP-A-0575044, que describe una transmisión por cadena del tipo indicado al principio, que al menos dos engranajes de cadena estén dispuestos desplazados lateralmente entre sí en dirección axial, la cadena de accionamiento es una cadena múltiple, a cada uno de los engranajes de cadena desplazados está asociada, debido al desplazamiento lateral, una pista particular de la cadena múltiple y los diámetros de los círculos de corona dentado de los engranajes desplazados se superponen. Las cadenas múltiples solamente se utilizan habitualmente allí donde engranan con una engranaje de cadena múltiple, para poder transmitir fuerzas mayores. Sin embargo, aquí se utiliza una cadena múltiple, para accionar al mismo tiempo los engranajes de cadena desplazados lateralmente entre sí y en particular de tal forma que incluso los engranajes de cadena se solapan. Un solapamiento de este tipo no sería posible, evidentemente, en el caso de una disposición normal sin desplazamiento lateral. Pero al mismo tiempo se puede mantener grande el número de dientes de los engranajes de cadena, a pesar de la distancia demasiado pequeña entre ejes, para conseguir una marcha lo más silenciosa posible de la cadena múltiple. A través de esta disposición sería posible teóricamente superponer los engranajes de cadena hasta el punto que el dentado de uno de los engranajes de cadena alcance la proximidad del eje del otro engranaje de cadena. Si se evita una aliente de los ejes, seria concebible incluso un solapamiento todavía mayor. Sin embargo, los dos engranajes de cadena no deben asentarse sobre un eje o árbol común, sino que accionan elementos diferentes (por ejemplo, árboles de levas). En función del número de pistas de la cadena múltiple se puede seleccionar el número de engranajes de cadena desplazados. Los engranajes de cadena pueden presentar diferentes números de dientes.

Según la invención, el cometido se soluciona porque, evitando momentos de balanceo, está prevista lateralmente junto a los dentados de los engranajes de cadena que se solapan, respectivamente, una instalación de apoyo para la pista vacía de la cadena múltiple que no está engranada con el engranaje de cadena asociado. El ataque de la fuerza del engranaje de cadena en la cadena múltiple se realiza de forma asimétrica en la línea media longitudinal de la cadena múltiple, de tal modo que sobre ésta repercuten fuerzas asimétricas correspondientes. Las instalaciones de apoyo ayudan en este caso a que no se produzca un balanceo lateral de la cadena múltiple, con lo que se pueden reducir de nuevo al mínimo los ruidos, puesto que de esta manera se suprimen las oscilaciones.

Por pista vacía se entiende en cada caso la parte de la cadena múltiple que se encuentra lateralmente junto a una engranaje de cadena y que no están en contacto de acoplamiento con ésta. Esta pista está, naturalmente, engranada con el otro engranaje de cadena respectivo.

Cuando el apoyo de la pista vacía deba realizarse a través de los engranajes de cadena propiamente dichos, entonces se plantean limitaciones al mismo. Por lo tanto, en una forma de realización, se prefiere que el solapamiento de los engranajes de cadena sea mayor que la suma de la altura de las pestañas de la cadena múltiple y la diferencia del radio del círculo de corona menos el radio del círculo primitivo. Una instalación de apoyo integrada en el engranaje de cabeza entraría en contacto con el dentado del otro engranaje de cadena respectivo, en el caso de una regulación de este tipo.

Según otra forma de realización está previsto que como instalación de apoyo estén previstos carriles de deslizamiento que son, en general, silenciosos con relación a engranajes de cadena y la pista vacía se desliza a lo largo de éstos. Los carriles de deslizamiento se emplean ya desde hace mucho tiempo para los más diferentes fines en transmisiones por cadena, de manera que la problemática implicada con ello ya ha sido resuelta de múltiples maneras en el estado de la técnica. Tanto los materiales como también, en caso necesario, la alimentación de lubricante son habituales sin problemas para los carriles de deslizamiento. También se puede seleccionar una estructura de carriles de deslizamiento con varias partes. Se conoce, por ejemplo, la utilización de un cuerpo de base relativamente estable y de una guarnición de deslizamiento dispuesta encima, que se puede desmontar también en parte, que puede substituirse.

Con preferencia, una distancia de la superficie de deslizamiento del carril de deslizamiento al menos en la región del ángulo de enrollamiento de la cadena múltiple en el engranaje de cadena asociado con respecto al círculo primitivo del engranaje de cadena puede corresponder esencialmente a la mitad de la altura de las pestañas o a la mitad de la altura de los rodillos de rodadura. Aquí es importante conocer si las pestañas deben ser soportadas por la instalación de apoyo o si deben utilizarse rodillos de una cadena múltiple para el apoyo. La regla de diseño se ocupa de que los ejes de articulación de las cadenas múltiples estén alineados lo más paralelamente posible a los ejes de los engranajes de cadena.

Una ventaja importante consiste, según otra variante, en que el carril de deslizamiento presenta una prolongación de transferencia, que soporta la pista vacía de la cadena múltiple en el tramo entre los engranajes de cadena superpuestos. A pesar del solapamiento de los engranajes de cadena, entre los dos engranajes, permanece en la mayoría de los casos un tramo en el que la cadena múltiple no engrana con un ni otro engranaje de cadena. Para que a la salida de uno de los engranajes de cadena y/o a la entrada sobre el otro engranaje de cadena no se producen oscilaciones excesivas ni los ruidos implicados con ello, está previsto un apoyo también para esta región.

De manera más favorable, se pueden solapar las prolongaciones de transferencia de los carriles de deslizamiento asociados a los engranajes de cadena superpuestos y soportar conjuntamente la cadena múltiple en el tramo entre engranajes de cadena solapados. Cuando ambos carriles de deslizamiento presentan tales prolongaciones de transferencia, entonces se evita también en el tramo intermedio entre engranajes de cadena un movimiento oscilante de la cadena múltiple, puesto que la misma está apoyada en toda su anchura.

Se garantiza una entrada y salida suaves, respectivamente, de la cadena múltiple cuando, según una forma de realización, una superficie de deslizamiento de la prolongación de transferencia se extiende tangencialmente a la superficie de deslizamiento restante adyacente del carril de deslizamiento.

Para que el carril de deslizamiento pueda ser configurado de forma suficientemente estable y para configurar también la prolongación de transferencia lo más rígida posible, un lado inferior del carril de deslizamiento, al menos adyacente a la prolongación de transferencia, está adaptado en forma de arco al contorno exterior del otro engranaje de cadena. Esto conduce, en una forma de realización especial, incluso a que la cadena múltiple esté totalmente apoyada sobre el primer engrane de cadena entre la entrada y la salida a partir del segundo engranajes de cadena solapados. Las prolongaciones de transferencia están conducidas hasta relativamente cerca del otro engranaje de cadena, de manera que resultan en cada caso sólo regiones pequeñas en las que la pista vacía no está apoyada. Sin embargo, en estas regiones la cadena múltiple está apoyada respectivamente, a través de la prolongación de transferencia dispuesta desplazada con respecto a ella. El lado inferior de la prolongación de transferencia está adaptado en relación al respectivo contorno exterior del engranaje de cadena adyacente, de manera que es posible un apoyo estable de la superficie de deslizamiento evitando una configuración excesivamente en forma de filigrana.

Por otra parte, es ventajoso que los engranajes de cadena presenten el mismo tamaño y número de dientes. Aquí existe especialmente la posibilidad de configurar los carriles de deslizamiento idénticos y disponerlos, en cada caso, mutuamente desplazados.

A continuación de explica en detalle una forma de realización de la presente invención con la ayuda de un dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una vista delantera esquemática sobre la parte superior de una transmisión de árbol de levas/árbol de levas, y

La figura 2 muestra una vista en planta superior esquemática sobre la transmisión de cadena de la figura 1, donde se han omitido los carriles de deslizamiento para mayor claridad.

En la figura 1 se representa la parte superior de una transmisión de árbol de levas/árbol de levas. El primer engranaje de cadena 1 se asienta sobre un primer árbol de levas 2 y el segundo engranaje de cadena 3 se asienta sobre un segundo árbol de levas 4. El acoplamiento de los engranajes de cadena 1, 3 con los árboles de levas 2, 4 se realiza por medio de métodos de acoplamiento habituales. A continuación se describe en detalle la disposición de la transmisión por cadenas en una caja de cadena o bien un cárter de motor.

En el presente ejemplo de realización, los engranajes de cadena 1, 3 presentan respectivos 40 dientes. La división corresponde a 9,525 mm.

Alrededor de los dos engranajes de cadena 1, 3 está conducida una cadena doble 5, que engrana también con un engranaje dentado, no representado, del árbol de cigüeñal. La cadena doble comprende cadenas de rodillos de pestañas dispuestas paralelas entre sí, conectadas entre sí por medio de un soporte pasante con un tipo de construcción habitual. Tales cadenas dobles 5 son designadas también como cadenas de rodillos dobles.

La distancia axial A entre los dos ejes de los engranajes de cadena se elige para que exista un solapamiento de los dos engranajes de cadena 1, 3. Sin embargo, éstos no se encuentran dispuestos desplazados lateralmente entre sí, vistos en dirección axial, como se puede reconocer con la ayuda de la figura 2, de manera que están dispuestas adyacentes en su región de solape 6. En el presente ejemplo de realización, el engranaje de cadena 1 se encuentra detrás del engranaje de cadena 3 (partiendo de la figura 1). La distancia entre los centros M de los dos engranajes de cadena 1 y 3 corresponde también a la distancia M correspondiente entre los centros de la cadena doble 5 y tiene 10,34 mm en el presente ejemplo de realización. Esta distancia entre centros M se puede designar también como desplazamiento de los dos engranajes de cadena 1, 3. El engranaje de cadena 1 engrana de esta manera con una primera pista 7 y el engranaje de cadena 3 engrana con una segunda pista 8 de la cadena doble 5. Puesto que a cada uno de estos engranajes de cadena 1, 3 está asociada una pista 7, 8 particular, se puede proporcionar una región de solapamiento 6. En la figura 2 se representa el solapamiento T de los círculos primitivos T_{D} de los dos engranajes de cadena 1,3. En este ejemplo de realización, T tiene 10 mm. Sin embargo, para conseguir un apoyo del tipo que se describe en detalle a continuación hay que prestar atención todavía a los diámetros del círculo de corona d_{K} de los dos engranajes de cadena 1, 3.

Lateralmente junto a un engranaje de cadena 1 ó 3 se encuentra un respectivo carril de deslizamiento 9, 10.

Si se parte en el presente ejemplo de que el sentido de rodadura de la cadena L se realiza en el sentido de las agujas del reloj, entonces el ángulo de enrollamiento \alpha de la cadena doble 5 sobre el primer engranaje de cadena 1 entre la entrada 11 y la salida 12 es de 90º. Lo mismo se aplica para el segundo engranaje de cadena 3, en el que entre la entrada 13 y la salida 14 se extiende un ángulo de enrollamiento \alpha de 90º. En esta región, los carriles de deslizamiento 9, 10 presentan una superficie de deslizamiento respectiva 15b y 16 en forma de arco. La distancia de las superficies de deslizamiento 15, 16 respecto al círculo primitivo T_{D} correspondiente de los engranajes de cadena 1 ó 5 es, en el presente caso, igual a la mitad de la altura H de una pestaña 17 de la cadena doble 5. Pero existe también la posibilidad de adaptar los carriles de deslizamiento 9, 10 con su superficie de deslizamiento 15 y 16, respectivamente, a los rodillos 18 de la cadena doble 5, para que éstos rueden sobre la superficie de deslizamiento 15 ó 16. El círculo primitivo T_{D} se representa en la figura 1 en cada engranaje de cadena 1 y 3.

Los carriles de deslizamiento 9, 10 son fijados en una parte estacionaria, por ejemplo del cárter del motor o sobre una sección de asiento del cojinete y son relativamente estáticos respecto de los engranajes de cadena 1, 3. En la pieza intermedia 19, que presenta esencialmente la longitud A, la cadena doble 5 no es apoyada ya por el engranaje de cadena 1 ó 3. Para que no se produzcan oscilaciones innecesarias en esta región 19, los carriles de deslizamiento 9, 10 presentan en cada caso una respectiva prolongación de transferencia 20 y 21. La prolongación de transferencia 20, 21 tiene la forma de un saliente o bien de un triángulo, pasando la superficie de deslizamiento de la prolongación de transferencia 20, 21 tangencialmente a la superficie de deslizamiento 15 y 16 restante respectiva de los carriles de deslizamiento 9, 10. La superficie de deslizamiento de la prolongación de transferencia 20, 21 se extiende esencialmente de manera lineal. A partir de la figura 1 se puede reconocer que las dos prolongaciones de transferencia 20, 21 se cortan, de manera que en la región de la sección intermedia 19, ambas pistas 7, 8 de la cadena doble 5 se encuentran apoyadas.

Los dos carriles de deslizamiento 9, 10 respectivos se ocupan de que momentos de balanceo no incidan sobre la cadena doble 5 y de esta manera no se produzcan oscilaciones excesivas especialmente durante la entrada sobre una engranaje de cadena o bien durante la salida desde una engranaje de cadena. Los carriles de deslizamiento 9, 10 pueden estar constituidos, por ejemplo, a partir de plástico resistente al desgaste. Pero existe también la posibilidad de fabricarlos, por ejemplo, a partir de un cuerpo de base de aluminio y de recubrirlos con una guarnición de deslizamiento desmontable en determinadas circunstancias. El lado inferior 22, 23 de los carriles de deslizamiento, que delimita la prolongación de transferencia 20, 21 está respectivamente adaptado al contorno exterior del engranaje de cadena 1 y 3 adyacente respectivo y está dispuesto a poca distancia. De esta manera se puede configurar también muy estable la prolongación de transferencia 20, 21. Los carriles de deslizamiento 9, 10 están rebajados en cada caso hasta la altura de la entrada 11 y de la salida 14, respectivamente y presentan esencialmente una forma de arco con la prolongación de transferencia 20, 21 dispuesta en un lado. Una estructura de entramado eleva la estabilidad con un peso reducido.

A través de la utilización de los carriles de deslizamiento 9, 10 se pueden obtener regiones de solape 6 relativamente grandes, puesto que la limitación de los solapamientos solamente depende del tamaño de los árboles de levas 2, 4.

Salvo los carriles de deslizamiento 9 y 10 que están configurados de forma especial, en la presente estructura solamente se utilizan elementos mecánicos habituales, de manera que se puede crear la disposición según la invención con pocas modificaciones.

Claims (10)

1. Transmisión por cadena, especialmente transmisión árbol de levas/árbol de levas para un motor de automóvil, con al menos dos engranajes de cadena (1, 3) y una cadena de accionamiento (5), en la que al menos dos engranajes de cadena (1, 3) están dispuestos desplazados lateralmente entre sí en dirección axial, siendo la cadena de accionamiento (5) una cadena múltiple, estando asociada a cada uno de los engranajes de cadena desplazados (1, 3), debido al desplazamiento lateral, una pista (7, 8) particular de la cadena múltiple (5) y estando superpuestos los diámetros del círculo de corona (d_{k}) de los engranajes de cadena desplazados (1, 3), caracterizada porque lateralmente junto a los dentados de los engranajes de cadena en superposición (1, 3) está respectivamente prevista una instalación de apoyo (9, 10) para la pista vacía de la cadena múltiple (5) que no está engranada con el correspondiente engranaje de cadena (1, 3).

2. Transmisión por cadena según la reivindicación 1, caracterizada porque el solapamiento (d_{k} - A) de los engranajes de cadena (1, 3) es mayor que la suma de la altura (H) de las pestañas (17) de la cadena múltiple y la diferencia del radio del círculo de corona (d_{k}/2) menos el radio del círculo primitivo (d_{D}/2).

3. Transmisión por cadena según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque como instalación de apoyo están previstos carriles de deslizamiento (9, 10).

4. Transmisión por cadena según la reivindicación 3, caracterizada porque la distancia de la superficie de deslizamiento (15, 16) del carril de deslizamiento (9, 10) al menos en la región del ángulo de enrollamiento (\alpha) de la cadena múltiple (5) sobre el engranaje de cadena (1, 3) asociado respecto al círculo primitivo (TD) del engranaje de cadena (1, 3) puede corresponder esencialmente a la mitad de la altura (H/2) de las pestañas o a la mitad de la altura de los rodillos de rodadura.

5. Transmisión por cadena según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque carril de deslizamiento (9, 10) presenta una prolongación de transferencia (20, 21), que soporta la pista vacía (7, 8) de la cadena múltiple (5) en el tramo (19) de solapamiento de los engranajes.

6. Transmisión por cadena según la reivindicación 5, caracterizada porque las prolongaciones de transferencia (20, 21) de los carriles de deslizamiento (9, 10) asociados a los engranajes de cadena (1, 3) superpuestos, se superponen y soportan conjuntamente la cadena múltiple (5) en el tramo (19) de solapamiento entre los engranajes de cadena (1, 3).

7. Transmisión por cadena según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque una superficie de deslizamiento de la prolongación de transferencia (20, 21) se extiende tangencialmente a la superficie de deslizamiento (15, 16) restante adyacente del carril de deslizamiento (8, 9).

8. Transmisión por cadena según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque un lado inferior (22, 23) del carril de deslizamiento (9, 10), que delimita al menos la prolongación de transferencia (20, 21) está adaptado en forma de arco al contorno exterior del otro engranaje de cadena (1, 3).

9. Transmisión por cadena según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la cadena múltiple (5) está totalmente soportada sobre el primer engranaje de cadena (1) entre su entrada (11) y la salida (14) a partir del segundo engranaje de cadena.

10. Transmisión por cadena según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los engranajes de cadena (1, 3) tienen el mismo tamaño y el mismo número de dientes.