ES2232493T3 - Caja de cambios con enchavetado. - Google Patents

Abstract

Caja de cambios que incluye, por lo menos, un árbol primario (1) y un árbol secundario (2), formando uno de dichos árboles un primer árbol hueco (11, 21) con un mandrinado axial (110, 210); por lo menos, dos pares (31, 41 a 36, 46) de piñones, incluyendo cada uno un piñón primario (31 a 36) y un piñón secundario (41 a 46) que engranan uno con otro y equipan, respectivamente, los árboles primario (1) y secundario (2); una primera varilla de enchavetado (5) montada móvil en el mandrinado axial (110, 210) del primer árbol hueco (11, 21) y adopta, selectivamente, por lo menos, una primera o una segunda posición axial; y un primer juego de bolas (6) que incluye, por lo menos, una primera y una segunda fila de bolas (61 a 64); presentando los piñones primario y secundario (31 a 36, 41 a 46), entre sí, para dos pares distintos de piñones, unas relaciones respectivas distintas una de otra, incluyendo el primero y segundo par de piñones (31, 41 y 32, 42; 34, 44 y 35, 45), respectivamente, un primeroy un segundo piñón libre (31, 32; 44, 45), montados rotativos en el primer árbol hueco (11, 21), y de los que cada uno presenta unas ranuras internas (310, 320; 440, 450), presentando el primer árbol hueco (11, 21) una primera y una segunda fila de orificios (111, 112; 211, 212) que desembocan, respectivamente, frente a las ranuras (310, 440; 320, 450) del primero y segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), en los que se introducen, respectivamente, las bolas de la primera y la segunda fila (61, 62), y presentando la primera varilla de enchavetado (5) un resalte radial (51) que introduce, selectivamente, las bolas de la primera o la segunda fila (61, 62) en las ranuras del primero o el segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), según que la primera varilla (5) se encuentra en su primera o segunda posición axial.

Description

Caja de cambios con enchavetado.

La presente invención se refiere a una caja de cambios del tipo de aquellas en las que los cambios de marcha se obtienen mediante el desplazamiento de un selector, o varilla de enchavetado, capaz de solidarizar en rotación un árbol hueco con uno de los piñones de una serie de piñones montados libres en dicho árbol, véase, por ejemplo, US-A-2 861 461.

Más concretamente, la presente invención se refiere a una caja de cambios que incluye, por lo menos, un árbol primario y una árbol secundario, formando uno de dichos árboles un primer árbol hueco con un mandrinado axial; por lo menos dos pares de piñones, cada uno con un piñón primario y un piñón secundario que se engranan uno con otro y equipan, respectivamente, los árboles primario y secundario; una primera varilla de enchavetado montada móvil en el mandrinado axial del primer árbol hueco y que adopta, selectivamente, por lo menos una primera y una segunda posición axial; y un primer juego de bolas que incluye, por lo menos, una primera y segunda fila de bolas; los piñones primarios y secundarios presentan, entre sí, para dos pares distintos de piñones, relaciones respectivas distintas una de otra, el primero y segundo par de piñones incluyen, respectivamente, un primero y un segundo piñón libre, montados pivotantes en el primer árbol hueco, presentando cada uno ranuras internas, presentando el primer árbol hueco una primera y una segunda fila de orificios que desembocan, respectivamente, frente a las ranuras del primero y segundo piñón libre, y en los que se introducen, respectivamente, las bolas de la primera y segunda fila, y presentando la primera varilla de enchavetado un resalte radial que introduce, selectivamente, las bolas de la primera o la segunda fila en las ranuras del primero o el segundo piñón libre, según que la primera varilla se encuentra en su primera o su segunda posición axial.

Una caja de cambios de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento Ulm M., Lacher F., Graf F., "Die elektronische Getriebesteurerung 2000-Markt und technische Trends", VDI Berichte 1170, 1994.

A pesar de las ventajas que aporta, especialmente, su simplicidad, las cajas de cambios conocidas de este tipo, no son lo bastante fiables para ser utilizadas en los vehículos automóviles de conducción interior, limitándose así su aplicación a los vehículos motorizados de dos ruedas, con una potencia relativamente escasa.

En este contexto, la presente invención tiene por objeto proponer una caja de cambios de estructura sencilla, pero que presente, sin embargo, una fiabilidad compatible con su aplicación en los vehículos de cuatro ruedas.

A tal efecto, la caja de cambios de la invención, conforme a la definición genérica que proporciona el preámbulo anterior, se caracteriza esencialmente porque incluye, por lo menos, una primera jaula fija en rotación con relación al primer árbol hueco, y dispuesta entre el primer árbol hueco y el primero y segundo piñón libre, porque dicha primera jaula está formada por segmentos apilados según una dirección axial y que definen, entre sí, un conjunto de intersticios que incluyen, por lo menos, un primero y un segundo intersticio, frente a los cuales están dispuestos, respectivamente, las bolas de la primera y segunda fila, porque los segmentos están montados deslizantes según la dirección axial, para permitir al primero y segundo intersticio adoptar, selectivamente, una anchura mínima para la cual dicho primero y segundo intersticio prohíben, respectivamente, a las bolas de la primera y segunda fila introducirse, respectivamente, en las ranuras del primero y el segundo piñón libre, y una anchura máxima para la cual este primero y segundo intersticio permiten, respectivamente, a las bolas de la primera y la segunda fila introducirse, respectivamente, en las ranuras del primero y el segundo piñón libre, y porque los segmentos están montados deslizantes, con un desplazamiento total efectivo inferior al doble de la diferencia entre la anchura máxima y mínima, de lo que resulta que dos intersticios distintos no adoptan nunca su anchura máxima al mismo tiempo.

Gracias a dicha disposición, la caja de cambios de la invención se encuentra protegida contra el riesgo de que las bolas puedan salirse de su alojamiento, por el efecto de la fuerza centrífuga.

Según un posible modo de realización de la invención, los segmentos de jaula están, por ejemplo, encerrados, según la dirección axial, entre dos muelles pretensados.

Preferiblemente, el primero y segundo par de piñones incluyen, respectivamente, un primero y un segundo piñón unidos, que engranan, respectivamente, con el primero y el segundo piñón libre, solidarios en rotación de aquel de los árboles primario y secundario que no está formado por el primer árbol hueco.

En caso de que el árbol primario forme un primer árbol hueco, el árbol secundario puede formar un segundo árbol hueco y llevar, él mismo, por lo menos dos piñones libres, incluyendo este segundo árbol hueco un mandrinado en el que están alojados una segunda varilla de enchavetado, un segundo juego de bolas, y una segunda jaula, respectivamente homólogos de la primera varilla de enchavetado, del primer juego de bolas, y de la primera jaula.

Para incrementar, de forma económica, el número de marchas, el primer árbol hueco puede llevar piñones unidos, solidarios en rotación de este primer árbol hueco.

En caso de que la caja de cambios incluya por lo menos tres pares de piñones, y deba permitir la selección directa de una marcha a partir de una marcha no adyacente, puede ser conveniente prever que las distintas filas de bolas del primer juego de bolas incluyas, por lo menos, un mismo número determinado de bolas, que el resalte radial de la primera varilla de enchavetado esté atravesada, por lo menos, por unas muescas axiales en número igual al número determinado de bolas, formando cada una un alojamiento para una bola, que la primera varilla de enchavetado esté ligada en rotación, mediante ranuras axiales, a un manguito de mando de fase selectivamente móvil según la dirección axial, y que el manguito de mando de fase esté ligado en rotación al primer árbol hueco, mediante una unión helicoidal.

Además, puede ser adecuado prever que, por lo menos, los orificios practicados en el primer árbol hueco estén dispuestos al tresbolillo.

Para dotar la caja de cambios de una marcha atrás, uno de los pares de piñones puede incluir un piñón primario y un piñón secundario que sólo engranan uno con otro por medio de un tercer piñón, portado por un eje adicional con relación a los ejes primario y secundario.

Se puede optimizar el rendimiento de la caja de cambios de la invención, previendo que los piñones libres portados por un mismo árbol estén separados unos de otros por topes de agujas.

Finalmente, en un modo de realización sencillo de la caja de cambios de la invención, los segmentos de la primera jaula están, por ejemplo, ajustados en rotación, unos sobre otros, por medio de cortes y lengüetas adicionales introducidas en dichos cortes.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán claramente mediante la descripción realizada a continuación, a título indicativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 muestra una vista en corte parcial de una caja de cambios, de conformidad con un primer modo de realización de la invención;

- la figura 2 muestra una vista en corte parcial de un detalle de una caja de cambios, de conformidad con la invención;

- la figura 3 muestra una vista en perspectiva despiezada de una jaula utilizable en una caja de cambios, de conformidad con la invención;

- la figura 4a muestra una vista en perspectiva del exterior de una jaula utilizable en una caja de cambios, de conformidad con la invención, representada en una primera configuración;

- la figura 4b muestra una vista en perspectiva parecida a la figura 4a, en la que la jaula está representada en una segunda configuración;

- la figura 5 muestra una vista en corte axial de un piñón libre utilizable en una caja de cambios, de conformidad con la invención;

- la figura 6 muestra una vista frontal del piñón libre ilustrado en la figura 5;

- la figura 7 muestra una vista en corte parcial de una caja de cambios, de conformidad con un segundo modo de realización de la invención;

- la figura 8a muestra una vista en perspectiva parcial de una primera variante de posible ejecución de una varilla de enchavetado, utilizable en la caja de cambios de la invención;

- la figura 8b muestra una vista en perspectiva parcial de una segunda variante de posible ejecución de una varilla de enchavetado, utilizable en la caja de cambios de la invención;

- la figura 9a muestra una vista en corte parcial de una opción de mando de una varilla de enchavetado, según la variante de ejecución ilustrada en la figura 8b, utilizada en el árbol primario de una caja de cambios, de conformidad con la invención;

- la figura 9b muestra una vista en corte parcial de una opción de mando de una varilla de enchavetado, según la variante de ejecución ilustrada en la figura 8b, utilizada en el árbol secundario de una caja de cambios, de conformidad con la invención;

- la figura 10 muestra una vista en corte parcial de una caja de cambios, de conformidad con un tercer modo de realización de la invención; y

- la figura 11 muestra una vista en corte parcial de una caja de cambios, de conformidad con un cuarto modo de realización de la invención, representada en posición de bloqueo, para el estacionamiento del vehículo.

De manera general, la invención se refiere a una caja de cambios, de la que la figura 10 ofrece un ejemplo relativamente sencillo y completo, aunque también ilustra características totalmente opcionales.

Dicha caja incluye, clásicamente, un dispositivo, en este caso en la forma de un embrague E, que asegura su acoplamiento con el motor, un árbol primario 1 que recibe el par motor procedente del dispositivo de acoplamiento E y es portador de una serie de piñones primarios 31, 32, 33, un árbol secundario 2, portador, por una parte, de una serie de piñones 41, 42 y 43, de los que uno como máximo es arrastrado, en cada momento, por un piñón primario correspondiente, en este caso el piñón 31 y, por otra parte, un piñón de salida 49 que engrana con el piñón 99 de arrastre del puente P de transmisión del vehículo.

Cada uno de los árboles está montado, de forma clásica, en unos cojinetes fijados a un cárter C.

Uno de los árboles primarios 1 y secundario 2 constituye un primer árbol hueco, con un mandrinado axial 110 (figuras 1, 10, 11) o 210 (figuras 2 y 7).

Por convenio, el primer árbol hueco se considerará constituido por el árbol primario 1, y designado mediante la referencia 11 (figuras 1, 10, 11), cuando dicho árbol primario incluya todas las características que definen este primer árbol hueco, y no estará constituido, por ejemplo, por un árbol macizo, como el árbol 13 de la figura 7, pudiendo el propio árbol secundario 2 bien constituir un segundo árbol hueco 22 realizado de conformidad con la técnica de la invención (figuras 1 y 11), bien constituir un árbol cualquiera, como el árbol macizo 23 de la figura 10.

Por el contrario, el primer árbol hueco será considerado formado por el árbol secundario 2 y designado mediante la referencia 21 (figuras 2 y 7), cuando dicho árbol secundario incluya todas las características que definen este primer árbol hueco, mientras que el árbol primario 1 está realizado de forma distinta como, por ejemplo, el árbol 13 de la figura 7.

La caja de cambios incluye, además, una pluralidad de pares de piñones 31, 41 a 33, 43 (figura 10), 34, 44 a 36, 46 (figura 7), o 31, 41 a 36, 48 (figuras 1 y 11), incluyendo cada par de piñones un piñón primario, como 31 a 36, y un piñón secundario, como 41 a 46, engranando entre sí los piñones primario y secundario de un mismo par, y equipando el árbol primario 1 y secundario 2, respectivamente.

A cada par de piñones engranados corresponde una relación, representada por la relación del número de dientes del piñón primario con el número de dientes del piñón secundario correspondiente, estando los pares de piñones engranados escalonados, de manera que dos pares distintos de piñones presenten relaciones respectivas distintas una de otra, y que las relaciones de los distintos pares evolucionen de forma monótona, según la dirección axial X del primer árbol hueco 11, 21.

Además, cada uno de los pares de piñones engranados incluye un piñón libre, como 31 a 33 y 44 a 46, montado en rotación en el primer árbol hueco 11, 21, o en el segundo árbol hueco 22 (figura 7), y presenta estrías internas correspondientes 310 a 330 (figuras 5 y 6) y 440 a 460, estando el otro piñón de cada par constituido por un piñón unido, como 34 a 36 y 41 a 43, solidario en rotación del árbol que lo porte.

Una varilla de enchavetado, como 5 ó 50, dotada de un resalte radial 51, está montada móvil en el mandrinado axial 110, 210, ó 220 de cada árbol hueco 11, 21, ó 22, para poder, en respuesta a un mando de cambio de marcha, pasar de una primera posición axial a una segunda posición axial.

Cada varilla de enchavetado 5, 50 es, por ejemplo, accionada en traslación en el árbol hueco correspondiente, mediante un mecanismo de selección, como S (figura 7), que maniobra un manguito de mando de traslación 59 solidario de dicha varilla.

Cada árbol hueco 11, 21, 22 lleva una pluralidad de orificios radiales, como 11 a 113 (figura 10), 214 a 216 (figura 7), 224 a 226 (figura 11), dispuestos en filas, como 62 (figura 1) y 64 a 66 (figura 2), desembocando los orificios de cada fila frente a las ranuras internas de un mismo piñón libre, como 31 a 33 y 44 a 46.

Cada árbol hueco 11, 21, 22 incluye un juego de bolas, como 6 y 60 (figura 11), alojándose cada bola en uno de los orificios radiales de dicho árbol, disponiéndose así las bolas de un mismo juego en filas, al igual que los orificios radiales.

Gracias a la movilidad axial de cada varilla de enchavetado 5, 50, el resalte radial 51 de dicha varilla puede ser situado frente a una cualquiera de las filas de bolas alojadas en el árbol hueco correspondiente, en cuyo caso, las bolas de dicha fila son empujadas por el resalte radial 51 en los orificios radiales de esta fila, hasta encontrarse introducidas, al mismo tiempo, en dichos orificios y en las ranuras internas del piñón libre dispuesto frente a dicha fila, asegurando dicho movimiento el enchavetado de dicho piñón en el árbol hueco, convirtiendo temporalmente dicho piñón en fijo en rotación con relación a dicho árbol.

La caja de cambios de la invención incluye, además, en cada árbol hueco 11, 21 ó 22, una jaula 7 ó 70, que es fija en rotación con relación a dicho árbol, y está dispuesta entre dicho árbol y los piñones libres que porta.

Cada jaula 7, 70 (figuras 3, 4a, 4b) está formada por segmentos, como 71 a 75, apilados según la dirección axial X del árbol hueco correspondiente, definiendo dichos segmentos, entre sí, un conjunto de intersticios 76 a 79, cada uno de los cuales recibe una de las filas de bolas, presentando preferiblemente dichos segmentos unos ensamblajes redondeados que forman, por pares, unos alojamientos para las bolas, como se ilustra en las figuras 4a y 4b.

Los segmentos 71 a 75 están montados deslizantes según la dirección X, para permitir, a cada unos de los intersticios 76 a 79 adoptar, a voluntad, bien una anchura mínima L0 (figura 4a), medida por ejemplo a nivel de los ensamblajes redondeados, para la cual dicho intersticio prohíbe a las bolas de la fila correspondiente introducirse en las ranuras del piñón libre correspondiente, bien una anchura máxima L1, para la cual dicho intersticio permite a las bolas de dicha fila introducirse en las ranuras del piñón libre correspondiente.

Los segmentos 71 a 75 están montados deslizantes, con un desplazamiento total efectivo tal que dos intersticios distintos 76 a 79 no adopten nunca su anchura máxima L1 al mismo tiempo.

Mediante "desplazamiento total efectivo", se entiende la distancia axial total máxima que pueden recorrer, en la práctica, los segmentos extremos 71 y 75 uno con relación a otro, debiendo ser esta distancia inferior a la que sería necesaria para que dos filas de bolas, 64 en la figura 4a, y 63 en la figura 4b, puedan, al mismo tiempo, formar un saliente en las ranuras internas respectivas de dos piñones libres distintos, montados en un mismo árbol hueco.

Tal como se definen la anchura máxima L1 y mínima L0, dicho desplazamiento debe ser por lo menos igual a la diferencia L1-L0, pero inferior a la cantidad 2 x (L1-L0), es decir, al doble de la diferencia entre las anchuras máxima y mínima.

Aunque una posible solución consiste simplemente en limitar mecánicamente el desplazamiento a este intervalo de valores, puede ser más ventajoso prever que los segmentos de jaula 71 a 75 estén encerrados, según la dirección axial X, entre dos muelles pretensazos 81, 82, limitándose así el desplazamiento mediante los esfuerzos de compresión axial ejercidos sobre la pila de segmentos, e impiden que una bola pueda quedar introducida en la ranura de un piñón, mientras que no es empujada radialmente por el resalte 51 de la varilla de enchavetado 5 ó 50.

Como se ha dicho anteriormente, cada una de las jaulas 7, 70 es solidarizada en rotación del árbol hueco que la porta.

A tal efecto, cada segmento 71 a 75 y el árbol hueco correspondiente pueden presentar una ranura axial y una nervadura adicional, que cooperan una con otra.

Según otra variante, ilustrada especialmente en la figura 3, es posible hacer que sólo los segmentos extremos 71 y 75 sean solidarios en rotación del árbol que los porta, y que los distintos segmentos que componen la jaula 7 estén ajustados en rotación, unos sobre otros, por medio de cortes como 721 y 741, y lengüetas adicionales 712 y 732 introducidas en dichos cortes 721, 741.

Como se muestra asimismo en la figura 3, los ensamblajes redondeados de la jaula, que forman alojamientos para las bolas, así como los orificios radiales 214, 215, 216 (figura 2) practicados en el árbol hueco correspondiente, pueden estar dispuestos al tresbolillo, no sólo para optimizar el equilibrado de dicho árbol, sino también para facilitar los medios a emplear, que se describen a continuación, para permitir el paso no secuencial de las marchas.

Cuando los árboles primario y secundario 1 y 2 constituyen un primero y un segundo árbol hueco respectivo, cada uno porta preferiblemente, como se muestra en las figuras 1 y 11, al mismo tiempo, piñones libres y piñones unidos, estando los piñones libres 31, 32, 33 y 44, 45, 46 ventajosamente separados unos de otros por unos topes de aguja 39, para incrementar el rendimiento de la caja de cambios, en todos los modos de realización de la invención.

Para dotar a la caja de cambios de la invención de una marcha atrás, es posible prever, como se muestra en la figura 7, que uno de los pares 30, 40 de piñones incluya un piñón primario 30 y un piñón secundario 40, uno de los cuales es libre y el otro unido, engranando dichos piñones uno con otro sólo por medio de un tercer piñón 300 portado por un árbol auxiliar, y permitiendo a los piñones primario y secundario girar en el mismo sentido.

La caja, tal como se ha descrito hasta ahora, puede utilizar una varilla de enchavetado cuyo resalte radial 51 tiene forma de dos troncos de cono ensamblados por su base, y separados por una superficie sensiblemente cilíndrica, como se ilustra en la figura 8a.

Sin embargo, puede ser adecuado prever la posibilidad, en la caja de cambios de la invención, de pasar marchas de forma no secuencial y, por ejemplo, la posibilidad de pasar de la tercera marcha a la primera sin tener que poner la segunda marcha, ofreciéndose dicha posibilidad mediante el empleo de medios tales como los ilustrados en las figuras 8b, 9a y 9b.

En este caso, las distintas filas de bolas 61 a 63 incluyen, todas, un mismo número N de bolas, siendo este número por ejemplo igual a cinco, y el resalte radial 51 de la varilla de enchavetado 5 ó 50 correspondiente está atravesado por unas muescas axiales, como 521, 522, 523, en número igual al número de bolas, y dispuestas de la misma forma, formando cada una de dichas muescas un alojamiento para la bola que le corresponde.

Con reserva de que la varilla de enchavetado esté debidamente orientada alrededor de su eje longitudinal X, el resalte radial 51 puede así atravesar el plano transversal en el que están dispuestas las bolas de una misma fila, sin que exista el menor desplazamiento radial de dichas bolas, que ruedan en el fondo de las muescas axiales 521, 522 y 523.

Para asegurar una correcta orientación de la varilla de enchavetado 5 ó 50 alrededor de su eje longitudinal X, dicha varilla debe estar, por una parte, sincronizada en rotación con el árbol hueco que la porta y, por otra, debe poder experimentar, con relación a dicho árbol, una diferencia angular es decir, un desfase igual a 36 grados en caso de que las filas de bolas incluyan cinco bolas, que permita al resalte radial 51 desplazar o no radialmente las bolas de la fila de bolas con la que se encuentra en la posición axial que adopta la varilla de enchavetado.

Los medios que permiten esta sincronización y este desfase se ilustran en la figura 9a, en caso de que el árbol hueco sea el árbol primario 1 y, en la figura 9b en caso de que el árbol hueco sea el árbol secundario 2, distinguiéndose únicamente ambos casos por el hecho de que el árbol primario presenta un diámetro inferior al del árbol secundario, pudiendo obligar a prever un montaje distinto.

Cualquiera que sea el montaje elegido, la varilla de enchavetado 5, 50 incluye, por ejemplo, además de su manguito de mando de traslación 59 (figura 7), un manguito de mando de fase 9, al que está ligada dicha varilla en rotación, mediante unas ranuras axiales 91, es decir, unas ranuras orientadas según el eje X.

Además, el manguito de mando de fase 9, que puede accionarse para adoptar dos posiciones distintas según la dirección axial X, como se muestra en trazo pleno y en trazo mixto en la figura 9b, está unido en rotación al árbol hueco correspondiente, mediante una unión helicoidal 92.

En estas condiciones, el manguito 9 solidariza en rotación la varilla 5 ó 50 al árbol hueco correspondiente, siendo capaz, al mismo tiempo, mediante su desplazamiento axial, de introducir una diferencia angular de dicha varilla con relación al árbol que la porta y, por ello, con relación a las bolas alojadas en dicho árbol, que son desplazadas radialmente, o no, por el resalte 51 (figura 8b) de la varilla de enchavetado, según que el manguito 9 se encuentra en su posición en trazo pleno (figuras 9a y 9b) o en trazo mixto.

Claims (10)

1. Caja de cambios que incluye, por lo menos, un árbol primario (1) y un árbol secundario (2), formando uno de dichos árboles un primer árbol hueco (11, 21) con un mandrinado axial (110, 210); por lo menos, dos pares (31, 41 a 36, 46) de piñones, incluyendo cada uno un piñón primario (31 a 36) y un piñón secundario (41 a 46) que engranan uno con otro y equipan, respectivamente, los árboles primario (1) y secundario (2); una primera varilla de enchavetado (5) montada móvil en el mandrinado axial (110, 210) del primer árbol hueco (11, 21) y adopta, selectivamente, por lo menos, una primera o una segunda posición axial; y un primer juego de bolas (6) que incluye, por lo menos, una primera y una segunda fila de bolas (61 a 64); presentando los piñones primario y secundario (31 a 36, 41 a 46), entre sí, para dos pares distintos de piñones, unas relaciones respectivas distintas una de otra, incluyendo el primero y segundo par de piñones (31, 41 y 32, 42; 34, 44 y 35, 45), respectivamente, un primero y un segundo piñón libre (31, 32; 44, 45), montados rotativos en el primer árbol hueco (11, 21), y de los que cada uno presenta unas ranuras internas (310, 320; 440, 450), presentando el primer árbol hueco (11, 21) una primera y una segunda fila de orificios (111, 112; 211, 212) que desembocan, respectivamente, frente a las ranuras (310, 440; 320, 450) del primero y segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), en los que se introducen, respectivamente, las bolas de la primera y la segunda fila (61, 62), y presentando la primera varilla de enchavetado (5) un resalte radial (51) que introduce, selectivamente, las bolas de la primera o la segunda fila (61, 62) en las ranuras del primero o el segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), según que la primera varilla (5) se encuentra en su primera o segunda posición axial, caracterizada porque incluye, por lo menos, una primera jaula (7) fija en rotación con relación al primer árbol hueco (11, 21) y dispuesta entre el primer árbol hueco (11, 21) y el primero y segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), porque esta primera jaula (7) está formada por segmentos (71 a 75), apilados según una dirección axial (X), y que definen entre ellos un conjunto de intersticios (76 a 79) que incluye, por lo menos, un primero y un segundo intersticio (76, 77) frente a los cuales están dispuestas, respectivamente, las bolas de la primera y la segunda fila (61, 62), porque los segmentos (71 a 75) están montados deslizantes según la dirección axial (X), para permitir a cada uno del primero y el segundo intersticio (76, 77) adoptar, selectivamente, una anchura mínima (L0), para la que este primero y segundo intersticio (76, 77) prohíben, respectivamente, a las bolas de la primera y la segunda fila (61, 62) introducirse, respectivamente, en las ranuras del primero y el segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), y una anchura máxima (L1), para la cual dichos primero y segundo intersticio (76, 77) permiten, respectivamente, a las bolas de la primera y la segunda fila (61, 62) introducirse, respectivamente, en las ranuras del primero y el segundo piñón libre (31, 44; 32, 45), y porque los segmentos (71 a 75) están montados deslizantes, con un desplazamiento total efectivo inferior al doble de la diferencia entre la anchura máxima y mínima, de lo que resulta que dos intersticios distintos (76 a 79) no adoptan nunca su anchura máxima (L1) al mismo tiempo.

2. Caja de cambios, según la reivindicación 1, caracterizada porque los segmentos de jaula (71 a 75) están encerrados, según la dirección axial (X), entre dos muelles pretensazos (81, 82).

3. Caja de cambios, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el primero y el segundo par de piñones (31, 41 y 32, 42; 34, 44 y 35, 45) incluyen, respectivamente un primero y un segundo piñón unido (41 y 42; 34 y 35) que engranan, respectivamente, con el primero y el segundo piñón libre (31 y 32; 44 y 45), y son solidarios en rotación de aquel (13, 23, 22) de los árboles primario y secundario (1, 2) que no está formado por el primer árbol hueco (11, 21).

4. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el árbol secundario (2) forma un segundo árbol hueco (22) y lleva, por lo menos, dos piñones libres (44, 45), y porque este segundo árbol hueco (22) comporta un mandrinado axial (220) en el que se alojan una segunda varilla de enchavetado (50), un segundo juego de bolas (60), y una segunda jaula (70), respectivamente homólogos de la primera varilla de enchavetado (5), el primer juego de bolas (6), y la primera jaula (7).

5. Caja de cambios, según la reivindicación 4, caracterizada porque el primer árbol hueco (11, 21) porta unos piñones unidos (34, 35, 36; 41, 42, 43) solidarios en rotación de dicho primer árbol hueco (11, 21).

6. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye, por lo menos, tres pares (31, 41 a 33, 43) de piñones, porque las distintas filas de bolas (61 a 63) del primer juego de bolas (6) incluyen, por lo menos, un mismo número determinado de bolas (N), porque el resalte radial (51) de la primera varilla de enchavetado (5) está atravesado, por lo menos, por unas muescas axiales (521, 522, 523) en número (N) igual al número determinado de bolas, formando cada una de ellas un alojamiento para una bola, porque la primera varilla de enchavetado (5) está unida en rotación, mediante ranuras axiales (91), a un manguito de mando de fase (9) selectivamente móvil según la dirección axial (X), y porque el manguito de mando de fase (9) está unido en rotación al primer árbol hueco (11, 21), mediante una unión helicoidal (92).

7. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque uno de los pares (30, 40) de piñones incluye un piñón primario (30) y un piñón secundario (40) que engranan, uno con otro, únicamente por medio de un tercer piñón (300).

8. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los orificios (111, 112; 211, 212) practicados en el primer árbol hueco (11, 21) están, por lo menos, dispuestos al tresbolillo.

9. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los piñones libres (31, 32, 33; 44, 45, 46) portados por un mismo árbol (11, 21) están separados, unos de otros, mediante topes de aguja (39).

10. Caja de cambios, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los segmentos (72, 73, 74) de la primera jaula (7) están ajustados en rotación unos sobre otros, por medio de cortes (721, 741) y lengüetas adicionales (712, 732), introducidas en los cortes (721, 741).