ES2201388T3 - Disposicion de arbol de compensacion, preferiblemente para un motor de combustion interna de pistones alternativos. - Google Patents

Abstract

PARA UN DISEÑO DE UN ARBOL DE COMPENSACION (1) OPTIMIZADO EN SU ESPACIO DE CONSTRUCCION Y CONFORME A LA SOLICITACION, SE PROPONE DISPONER DE FORMA SEPARABLE UNA PESA DE COMPENSACION (4) EN UN ARBOL BASE (2) DEL ARBOL DE COMPENSACION (1) POR MEDIO DE UN ELEMENTO DE UNION (14) Y FIJAR EN UNION POSITIVA UNA RUEDA DE PROPULSION (5) QUE ACCIONA EL ARBOL DE COMPENSACION (1) EN EL ARBOL BASE (2), ATRAVESANDO EL ELEMENTO DE UNION (14) LA PESA DE COMPENSACION (4) Y TENSANDOSE AXIALMENTE LA RUEDA DE PROPULSION (5) ENTRE EL ARBOL BASE (2) Y LA PESA DE COMPENSACION (4).

Description

Disposición de árbol de compensación, preferiblemente para un motor de combustión interna de pistones alternativos.

La invención concierne a una disposición de árbol de compensación con al menos un peso de compensación según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conoce por US 4 480 607, figura 5, una disposición de árbol de compensación constituida por varias piezas ensambladas, a la que está fijado en el lado frontal un peso de compensación por medio de una unión atornillada axial. La posición angularmente correcta del árbol de compensación y del peso de compensación es asegurada en estado montado por un pasador de ajuste que encaja en taladros de alojamiento del árbol de compensación y del peso de compensación que discurren paralelos al eje del árbol de compensación.

Es desventajoso el hecho de que todas las fuerzas radiales del peso centrífugo han de ser transmitidas por el ajuste de rozamiento entre el árbol y el peso de compensación y por el ajuste de forma de ambos lados del pasador de ajuste, y falta una guía del peso centrífugo que centre con respecto al eje del árbol de compensación.

Se conoce por EP 0 075 659 A2 otra disposición de árbol de compensación para un motor de combustión interna con una denominada compensación Lancaster. Sobre un extremo del árbol de compensación está montada una rueda de accionamiento flotante, mientras que, partiendo de allí, se encuentran en la restante extensión axial dos superficies de soporte distanciadas una de otra y destinadas a apoyarse para rotación en cojinetes sobre la superficie de este árbol de compensación.

A ambos lados de la superficie de soporte distanciada de la rueda de accionamiento están fijados rígidamente al árbol dos pesos de compensación.

La superficies de soporte asociada a los pesos de compensación es parte de un cojinete radial puro, mientras que en el extremo opuesto, a ambos lados de la superficie de soporte allí existente, están conformados sendos collarines en el árbol de compensación para proporcionar un cojinete axial.

En esta disposición de árbol de compensación conocida reina una libertad relativamente grande respecto de la configuración del árbol de compensación, ya que éste está dispuesto en una caja de cojinete separada sujeta por fuera mediante brida a un cárter de cigüeñal del motor de combustión interna.

En el dispositivo según el documento EP 0 809 041 A2, creador del presente género de objeto, el árbol de compensación lleva un casquillo de cojinete para su soporte entre el peso de compensación y la rueda de accionamiento. Las fuerzas de arriostramiento ejercidas por el peso de compensación bajo la influencia de un tornillo de retención tienen que transmitirse a través de este casquillo de cojinete a la rueda de accionamiento, la cual se apoya sobre un collar del árbol de compensación que posee un diámetro pequeño. Por consiguiente, las fuerzas de arriostramiento y las fuerzas de rozamiento generadas por ellas son relativamente bajas. Por tanto, para asegurar el peso de compensación en su posición de giro se describe una especie de unión de ranura-lengüeta con una chaveta de disco entre el árbol y el peso de compensación. Sin embargo, siguen estando limitadas las fuerzas de rozamiento entre la rueda de accionamiento y el árbol. A esto se añade el hecho de que el montaje de este dispositivo conocido es complicado debido a la disposición del cojinete entre el peso de compensación y la rueda de accionamiento.

Finalmente, se conoce por GB 2156948 A una unión solidaria en rotación entre una rueda de accionamiento y un árbol que contiene una pieza adicional que va unida solidaria en rotación con la rueda de accionamiento mediante una unión de pasador y que está apoyada con un aplanamiento sobre un aplanamiento periférico del árbol.

La invención se basa en el problema de crear un árbol de compensación del género expuesto que sea sencillo de montar y presente una construcción que ahorre espacio.

La solución de este problema se logra con las características de la reivindicación 1. Ejecuciones ventajosas de la invención están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.

La invención prevé una unión de ajuste de forma rotativa entre la rueda de accionamiento que acciona el árbol de compensación y el propio árbol de compensación. Además, el elemento de unión arriostra en sentido axial la rueda de accionamiento directamente entre una superficie frontal del árbol de compensación y una contrasuperficie opuesta correspondiente del peso de compensación. Con la disposición soltable del al menos un peso de compensación se crea la condición previa para que el árbol de compensación pueda enchufarse sin problemas ni colisiones con la al menos una superficie de soporte en cojinetes correspondientes de una caja del motor de combustión interna de pistones alternativos. A continuación, el peso de compensación optimizado para una máxima acción de compensación puede ser fijado al árbol de compensación por medio del elemento de unión. La unión de ajuste de forma rotativa entre la rueda de accionamiento y el árbol de compensación excluye el elemento de unión de la vía de transmisión de fuerza para el accionamiento del árbol de compensación.

Por medio de un único elemento de unión se fijan tanto el peso de compensación como la rueda dentada de accionamiento.

Debido al arriostramiento directo de la rueda de accionamiento entre el árbol de compensación y el peso de compensación, la rueda de accionamiento se aproxima forzosamente en medida muy grande al peso de compensación, para cuya rotación está disponible un espacio de montaje correspondiente. En este espacio de montaje puede efectuarse también el accionamiento del árbol de compensación de una manera que ahorra espacio de montaje, sin que, como con una disposición distanciada de la rueda de accionamiento, tenga que proporcionarse otro paso libre para este accionamiento. Por tanto, se evitan con seguridad problemas como los que pueden plantearse especialmente en motores de combustión interna en línea con bajo número de cilindros debido a la inducción de giro irregular del árbol de compensación por el cigüeñal al emplear, por ejemplo, chavetas de ajuste insertas para la transmisión del par de giro.

En una ejecución ventajosa de la invención la unión de ajuste de forma entre la rueda de accionamiento y el árbol de compensación está formada por al menos un aplanamiento con superficies de ajuste de forma mutuamente opuestas en la rueda de accionamiento y el árbol de compensación.

Asimismo, se ha previsto preferiblemente que el peso de compensación y la rueda de accionamiento estén mutuamente acoplados por medio de otra unión de ajuste de forma rotativa. Esto se vuelve a efectuar preferiblemente por medio de otro aplanamiento con superficies de ajuste de forma mutuamente opuestas.

En otra ejecución ventajosa se ha previsto respecto de la unión de ajuste de forma o de ambas uniones de ajuste de forma que esté formado en una sola pieza con la rueda de accionamiento un casquillo que presente a la manera de una guía interior las superficies de ajuste de forma del lado de la rueda de accionamiento que estén asociadas al aplanamiento o aplanamientos. Esto tiene la ventaja de una reducción adicional de la longitud de construcción.

En otra ejecución ventajosa pueden estar formados un cojinete radial y un cojinete axial del árbol de compensación entre el casquillo de la rueda de accionamiento y un collarín conformado en el árbol de compensación.

La secuencia de peso de compensación, rueda de accionamiento y superficie de soporte que se establece partiendo de un extremo del árbol de compensación garantiza una concentración de tensiones ajustada a la solicitación por la acción de la fuerza centrífuga del peso de compensación en una sección transversal favorable del árbol de compensación y un absorción favorable de las fuerzas radiales - introducidas a través de la rueda de accionamiento - en el cojinete contiguo. Debido a esta estrecha aproximación de la rueda de accionamiento y el cojinete, se evitan deformaciones en muy amplio grado en la zona del cojinete.

Otras ventajas de la invención se desprenden del ejemplo de ejecución explicado seguidamente con más detalle haciendo referencia a un dibujo. Muestran:

la figura 1, una sección transversal a través de una disposición de árbol de compensación,

la figura 2, una vista en la dirección de la flecha A según la figura 1 y

la figura 3, una sección a lo largo de la línea III-III según la figura 1.

Una disposición de árbol de compensación, designada en conjunto con 1, para compensar momentos de inercia oscilantes de un motor de combustión interna de pistones alternativos, no mostrado, consiste sustancialmente en un árbol de compensación 2, un peso de compensación 4 fijado en forma soltable a una superficie frontal del árbol de compensación 2 y una rueda de accionamiento 5. El árbol de compensación 2 presenta dos superficies de soporte distanciadas axialmente una de otra y destinadas a soportar rotativamente el árbol de compensación 2 en cojinetes no mostrados del motor de combustión interna de pistones alternativos, estando representada solamente la superficie de soporte 6 del lado del accionamiento.

La rueda de accionamiento 5 está dispuesta solidaria en rotación en el árbol base 2, con ajuste de forma rotativo, en la zona de un aplanamiento 8 con superficies de ajuste de forma mutuamente opuestas 9 y 10 de la rueda de accionamiento 5 y del árbol de compensación 2, respectivamente.

La rueda de accionamiento 5 presenta un casquillo 16 a manera de cubo que forma una sola pieza con la rueda de accionamiento 5 y está hecho del mismo material que ésta y que lleva la superficie de ajuste de forma 9 en su perímetro interior.

El peso de compensación soltable 4 se fija al árbol de compensación 2, con arriostramiento axial de la rueda de accionamiento 5, por medio de un elemento de unión 14 configurado como tornillo de ajuste 13. Este tornillo de ajuste 13 atraviesa el peso de compensación 4 y una abertura 18 de la rueda de accionamiento 5 y encaja en el árbol de compensación 2 con su parte roscada 19 situada axialmente junto a la superficie de soporte 6.

Radialmente entre la superficie de ajuste de forma 10 del aplanamiento 8 y la superficie de soporte 6 se extiende un collarín 20, estando asegurado el casquillo 16 axialmente entre el peso de compensación 4 y este collarín 20.

En el lado de la rueda de accionamiento 5 alejado del peso de compensación 4 el casquillo 16 abraza en forma circular a la superficie de soporte 6 por fuera de la zona del aplanamiento 8 y forma un cojinete axial del árbol de compensación 2 por medio de una superficie de ataque 21 y otro collarín 22 conformado en el árbol base.

Entre el peso de compensación 4 y la rueda de accionamiento 5 está formada otra unión de ajuste de forma rotativa de manera análoga a la existente entre la rueda de accionamiento 5 y el árbol de compensación 2. A este fin, se ha formado en el peso de compensación 4 un saliente 30 de forma de corona circular que está vuelto hacia la rueda de accionamiento 5 y que lleva en la zona de otro aplanamiento 31 una superficie de ajuste de forma 32 que está asociada a una superficie de ajuste de forma correspondiente 33 en el perímetro interior del casquillo 16.

La disposición anteriormente descrita del peso de compensación soltable 4, con intercalación de la rueda de accionamiento 5 a través del aplanamiento 8 en el árbol base 2 y a través del aplanamiento 31 en la rueda de accionamiento 5, representa una disposición extraordinariamente compacta de estos componentes necesarios, especialmente respecto de la extensión longitudinal en la dirección del eje longitudinal L.

En el montaje de la disposición de árbol de compensación 1 se puede enchufar primero el árbol de compensación 2 realizado en una sola pieza, con sus superficies de soporte 6, en cojinetes correspondientes hasta que venga a aplicarse el collarín 22. A continuación, se puede ensamblar a mano la rueda de accionamiento 5. Después de colocar el peso de compensación 4 y apretar firmemente el tornillo de ajuste 13, se tiene que, en el funcionamiento de este árbol de compensación 1, las fuerzas centrífugas originadas por el peso de compensación 4 son introducidas en el árbol de compensación 2 de conformidad con la solicitación por intermedio del saliente 30 y el casquillo 16. El accionamiento a través de la rueda de accionamiento 5, dispuesto en posición estrechamente contigua a la superficie de soporte 6, origina cargas de flexión minimizadas en este punto de soporte. La potencia de accionamiento para el árbol de compensación 1 introducida a través de la rueda de accionamiento 5 es transmitida conforme a la solicitación y de una manera favorable para la compresión a través de las superficies de ajuste de forma relativamente grandes 9 y 10, evitando entalladuras de todo tipo. Dado que, como consecuencia de esto, no se presenta ninguna acción de entalladura, el material empleado para el árbol de compensación 2 puede elegirse correspondientemente barato, por ejemplo como fundición esferoidal GGG-50.

La rueda de accionamiento 5 está realizada como una pieza sinterizada junto con el casquillo 16, ya que así se pueden proporcionar de manera barata y sencilla las tolerancias necesarias.

El ajuste de forma entre la rueda de accionamiento 5 y el árbol de compensación 1 o entre el peso de compensación 4 y la rueda de accionamiento 5 puede efectuarse también a través de varios aplanamientos 8 ó 31.

Claims (6)

1. Disposición de árbol de compensación (1), especialmente para un motor de combustión interna de pistones alternativos, con un árbol de compensación (2) en una superficie frontal del cual está fijado de forma soltable, por medio de un elemento de unión axial (14), al menos un peso de compensación (4) que arriostra una rueda de accionamiento (5) para el árbol de compensación (2) contra un tope axial de éste, y que presenta también al menos una superficie de soporte (6) destinada a apoyarse rotativamente en un cojinete, caracterizada porque, como consecuencia de la disposición de la superficie de soporte (6) en el lado de la rueda de accionamiento (5) alejado de la superficie frontal, esta rueda está arriostrada directamente entre el peso de compensación (4) y el tope, y para introducir en el árbol de compensación (2) las fuerzas que parten del peso de compensación (4) y la rueda de accionamiento (5), dicho árbol y la rueda de accionamiento (5) engranan a rotación uno en otra con ajuste de forma (9, 10).

2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque el tope está formado por la superficie frontal.

3. Disposición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la superficie de soporte (6) está en posición directamente contigua a la rueda de accionamiento (5).

4. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la unión de ajuste de forma está constituida por al menos un aplanamiento (8) con superficies de ajuste de forma mutuamente opuestas (9, 10) de la rueda de accionamiento (5) y del árbol de compensación (2).

5. Disposición según la reivindicación 4, caracterizada porque la rueda de accionamiento (5) está dispuesta sobre el árbol de compensación (2) en forma axialmente asegurada entre el peso de compensación (4) y un collarín (20) del árbol de compensación (2) formado radialmente en la zona del aplanamiento (8) entre la superficie de ajuste de forma (10) del lado del árbol base y la superficie de soporte (6).

6. Disposición según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por otra unión de ajuste de forma rotativa entre la rueda de accionamiento (5) y el peso de compensación (4), formada por otro aplanamiento (31) con superficies de ajuste de forma mutuamente opuestas (32, 33) del peso de compensación (4) y de la rueda de accionamiento (5).