ES2248738T3 - Leva configurada de una sola pieza y procedimiento para la fabricacion de la leva, asi como conjunto de un arbol de mando o arbol de levas. - Google Patents
Leva configurada de una sola pieza y procedimiento para la fabricacion de la leva, asi como conjunto de un arbol de mando o arbol de levas.Info
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Abstract
Leva (2) configurada de una sola pieza para un árbol de levas o árbol de control montado, caracterizada porque presenta en la semisección una sección transversal en forma de T con una nervadura estrecha (4) que se extiende hacia el centro y con una corona (5) circundante, a ambos lados aproximadamente de la misma anchura, con sección transversal aproximadamente constante.
Description
Leva configurada de una sola pieza y
procedimiento para la fabricación de la leva, así como conjunto de
un árbol de mando o árbol de levas.
La invención se refiere a una leva configurada de
una sola pieza para un árbol de levas o árbol de control
montado.
Los árboles de levas montados, en los que levas
configuradas de una sola pieza están fijadas, por medio de los más
diferentes procedimientos de fijación, sobre un eje de soporte, con
preferencia sobre un tubo de soporte, se implantan, en virtud de su
modo de fabricación más sencillo y en virtud de su peso reducido
cada vez más en el empleo en motores de automóviles.
De forma predominante, las levas de una sola
pieza están configuradas en forma de disco. Pero para conseguir una
reducción del peso, se conoce también, según el documento DE 37 38
809 C2, introducir contracciones en los lados de las levas. Sin
embargo, de manera desfavorable, la fabricación de tales
contracciones se configura difícil y cara. Si se fabrican
mecánicamente, resulta un gasto de trabajo grande y un mayor
desgaste de la herramienta. No obstante, resulta también un desgaste
grande de la herramienta en la fabricación sin arranque de virutas,
como por ejemplo en el forjado, prensado por extrusión y fabricación
por sinterización. Por lo tanto, este tipo de reducción del peso en
las levas para árboles de levas montados no se ha implantado hasta
la fecha. En el documento EP 0 580 200 se puede ver otro ejemplo de
una leva reducida en el peso.
La aplicación precedente para árboles de levas se
aplica de la misma manera también para árboles de control, por
ejemplo para los árboles de ajuste de los engranajes de válvula
variables mecánicamente. De una manera correspondiente, las levas
pueden presentar también trayectorias de levas como contorno
periférico.
La invención tiene el cometido de conseguir una
reducción elevada del peso en levas para árboles de levas o árboles
de control montados.
Este cometido se soluciona, según la invención,
con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones
y los desarrollos ventajosos se describen en las reivindicaciones 2
a 14. La reivindicación 15 describe un procedimiento para la
fabricación de una leva según una o varias de las reivindicaciones 1
a 14 y la reivindicación 16 describe un procedimiento para el
montaje de un árbol de levas o de un árbol de control utilizando una
leva según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14.
Las levas según la invención no sólo son
esencialmente más ligeras que las levas configuradas de una sola
pieza hasta ahora para árboles de levas montados. Presentan, además,
la ventaja de que se pueden fabricar de una manera esencialmente más
sencilla y de que en la fabricación el desgaste de la herramienta es
incomparablemente menor que en la fabricación de levas según el
estado de la técnica.
A través de la fabricación de la leva como leva
forjada en caliente o en frío con las características mostradas en
las reivindicaciones 1 a 14, la leva está configurada también en su
superficie de rodadura más pequeña que las levas utilizadas hasta
ahora. A través del procedimiento de fabricación se pueden conseguir
radios pequeños en la transición desde el contorno exterior de la
leva hacia las superficies frontales de la leva. De esta manera, la
superficie de soporte del contorno exterior es mayor que en las
levas fabricadas convencionalmente. Esto permite una reducción de la
anchura de las levas, con lo que se facilita un ahorro de material
y, por lo tanto, otro ahorro de peso. Aquí se pueden conseguir
radios menores que 1 mm, con preferencia entre 0,2 y 0,5 mm.
Hasta ahora se ha supuesto siempre que la anchura
de unión, que corresponde con el espesor de la leva, debe serlo más
grande posible para la consecución de las altas resistencias
requeridas. Hasta ahora se aplicaban anchuras de unión de 10 mm y
más. Sin embargo, el desarrollo ha mostrado que en el caso de
utilización de las levas de nuevo tipo, son suficientes anchuras de
unión menores que 6 mm, con preferencia en el intervalo de 3 a 5
mm.
Además, de una manera ventajosa, tales levas se
pueden endurecer de una manera esencialmente más sencilla que las
levas de la forma de construcción conocida cuando, según la
reivindicación 9, entre la leva y el eje de soporte se inserta un
casquillo y, por lo tanto, toda la leva está configurada endurecida
o está constituida por un material duro natural, de alta resistencia
al desgaste. En esta combinación de características no existe el
peligro de que la leva continua dura se desgaste durante el
funcionamiento en el eje de soporte y, por lo tanto, se reduzca la
resistencia del eje de soporte o bien se afloje la unión por
aplicación de fuerza entre la leva y el eje de soporte.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en el dibujo y se describe en detalle a continuación. En
este caso:
La figura 1 muestra una vista y una sección de un
fragmento de un árbol de levas en la zona de una leva.
La figura 2 muestra una configuración alternativa
de acuerdo con la figura 1.
La figura 3 muestra una leva con un orificio
interior no redondo, y
La figura 4 muestra una leva de acuerdo con la
figura 3.
Los árboles de levas montados presentan como
unidad básica un eje de soporte, sobre el que están fijadas de una
manera preferida varias levas de forma imperdible. Las levas tienen
diferentes contornos exteriores, de acuerdo con los requerimientos,
estando dispuestos sus puntos de control con preferencia girados
bajo ángulos diferentes.
En la configuración según la figura 1, se utiliza
un tubo de soporte 1 como eje de soporte. Sobre la envolvente
exterior del tubo de soporte 1 están aplicadas varias levas 2
iguales o diferentes a distancia entre sí, que forman, en su
totalidad, el árbol de levas acabado. El contorno exterior 3 está
formado de acuerdo con los requerimientos. En todas las figuras,
este contorno exterior 3 tiene aproximadamente forma de huevo. La
leva 2 presenta una nervadura 4 estrecha, que se extiende hacia el
centro, que pasa hacia fuera a una corona 5, que sobresale por
encima de la nervadura 4 por los dos lados aproximadamente la misma
medida 6. La corona 5 posee en la circunferencia un contorno
aproximadamente constante. En el ejemplo de realización según la
figura 1, ambas partes sobresalientes de la corona 5 se espesan en
el lado interior, es decir, que la envolvente interior respectiva de
la parte sobresaliente de la corona 5 está configurada en forma de
tronco de cono. Además, la corona 5 pasa con un redondeo a la
nervadura 4.
La unión entre la leva 2 y el tubo de soporte 1
se realiza de una manera conocida discrecional. El tubo de soporte 1
puede estar configurado en la zona de la leva 2 a asentar como tubo
ondulado con un diámetro originalmente mayor que el taladro interior
de la leva 2. La leva 2 se acopla entonces bajo desplazamiento de
material sobre los árboles del tubo de soporte 1 y de esta manera
está unida por aplicación de fuerza con este tubo de soporte. De la
misma manera, se realiza la unión cuando el tubo de soporte 1
presenta en la zona de la leva 2 a acoplar un laminado o moleteado.
El espesor 11 de la nervadura se diseña entonces en el intervalo
entre 3 y 5 mm. No obstante, de la misma manera es posible que la
unión prensada entre la leva 2 y el tubo de soporte 1 sea realizada
por medio de ensanchamiento del tubo de soporte 1 debajo del asiento
de la leva 2. Este ensanchamiento se puede realizar, por ejemplo, a
través de hidroformación antes o después del acoplamiento de la
leva. Otro tipo de unión entre el tubo de soporte 1 y la leva 2 es
la soldadura, Aquí encuentra aplicación con ventaja la soldadura con
láser.
Las levas 2, que se asientan directamente sobre
el tubo de soporte 1 de acuerdo con la figura 1, son endurecidas de
una manera ventajosa sólo en la zona exterior de la corona 5, es
decir, en el contorno exterior 3. Las profundidad de endurecimiento
está entonces, por ejemplo, entre 0,3 y 2 mm.
En el caso de utilización de levas 2
completamente templadas o levas 2, que están constituidas por un
material duro natural, de alta resistencia al desgaste, se ofrece
una fijación según la figura 2. En esta configuración, el orificio
interior 7 presenta una sobremedida frente al diámetro exterior del
tubo de soporte 1. Entre el orificio 7 y el tubo de soporte 1 se
inserta entonces un casquillo 8 con preferencia de un material más
blando. Para la mejora del montaje, este casquillo 8 puede presentar
una corona 9, con la que el casquillo 8 se apoya en la nervadura 4
de la leva 2. El casquillo 8 presenta de una manera preferida una
anchura 10 mayor que el espesor 11 de la nervadura 4. De esta
manera, con el mismo prensado de las superficies en el tubo de
soporte 1, se puede conseguir una resistencia más elevada de la
unión. También se reduce esencialmente el efecto de entalladura
entre la nervadura 4 de la leva 2 sobre el tubo de soporte 1 a
través de la inserción de un casquillo 8.
La fabricación de la leva 2 se puede realizar de
una manera conocida discrecional por medio de forjado en frío o en
caliente a partir de un anillo o de una rodaja. Cuando se habla de
forzado anteriormente en la descripción y también en las
reivindicaciones de patente con relación a las levas, se entiende
bajo este concepto general una transformación a presión del material
o bien de la pieza de trabajo con útiles de moldeo movidos unos
contra los otros. Esto se puede realizar en frío o en caliente,
según los requerimientos del material a transformar. No obstante, en
casos especiales, la leva 2 se puede fabricar también a través de
fundición. También una fabricación por la metalurgia el polvo a
través de sinterización ofrece ventajas, especialmente cuando la
leva 2 debe fabricarse de un material de alta resistencia, de poco
desgaste. Como otra alternativa, la corona 5 y la nervadura 4 se
pueden fabricar originalmente de forma individual. En este caso,
para estas dos partes se pueden utilizar también diferentes
materiales. Las partes fabricadas de esta manera se pueden unir a
continuación por medio de soldadura para formar una leva 2 de una
sola pieza.
El casquillo 8 se fabrica de una manera ventajosa
a partir de una chapa a través de estampación o embutición profunda.
Pero de la misma manera, el casquillo 8 puede estar también doblado
redondo a partir de una chapa perfilada. En esta configuración,
puede permanecer una ranura longitudinal, con lo que se obtiene una
adaptación automática de la tolerancia del casquillo 8 al diámetro
de la leva 2 y del tubo de
\hbox{soporte 1.}
En el caso de que se requiera una conexión por
unión positiva, eventualmente de forma adicional una unión por
aplicación de fuerza entre el tubo de soporte 1 y la leva 2, en
particular una conexión por unión positiva con respecto a la torsión
de la leva 2 alrededor del tubo de soporte 1, el orificio interior 7
de la leva puede estar configurado no redondo, como se muestra en la
figura 3. Esta configuración se ofrece especialmente cuando el tubo
de soporte 1 se conecta a través de transformación a alta presión
interior con la leva 2. Un contorno no redondo alternativo del
orificio interior 7 se representa en la figura 4. Aquí se proyecta,
por una parte, un diente 12 en el orificio interior 7 de la leva 2.
Con el mismo efecto se configura también un ensanchamiento dentado
13 en la periferia interior del orificio 7. También puede ser
conveniente un dentado completo del orificio 7. Estas
configuraciones son especialmente adecuadas cuando la leva 2 se
acopla axialmente sobre una zona perfilada del tubo de soporte
1.
- 1
- Tubo de soporte
- 2
- Leva
- 3
- Contorno exterior
- 4
- Nervadura
- 5
- Corona
- 6
- Medida
- 7
- Orificio
- 8
- Casquillo
- 9
- Corona
- 10
- Anchura
- 11
- Espesor
- 12
- Diente
- 13
- Ensanchamiento.
Claims (16)
1. Leva (2) configurada de una sola pieza para
un árbol de levas o árbol de control montado, caracterizada
porque presenta en la semisección una sección transversal en forma
de T con una nervadura estrecha (4) que se extiende hacia el centro
y con una corona (5) circundante, a ambos lados aproximadamente de
la misma anchura, con sección transversal aproximadamente
constante.
2. Leva (2) según la reivindicación 1,
caracterizada porque la transición entre la corona (5) y la
nervadura (4) está configurada redonda.
3. Leva (2) según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque ambas partes sobresalientes de la corona
(5) se espesan en el lado interior hacia la nervadura (4).
4. Leva (2) según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la zona exterior
de la corona (5) o toda la corona (5) presenta una dureza más alta
que la nervadura (4).
5. Leva (2) según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque toda la leva (2)
está configurada endurecida o está constituida por u material duro
natural, de alta resistencia al desgaste.
6. Leva (2) según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el orificio
interior (7) está configurado de forma circular.
7. Leva (2) según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el orificio
interior (7) está configurado no redondo.
8. Leva (2) según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque en el orificio interior (7) están
previstas una o varias proyecciones hacia delante o hacia atrás
rectas o terminadas en punta.
9. Leva (2) para un árbol de levas o árbol de
control montado, caracterizada porque presenta en la
semisección una sección transversal en forma de T con una nervadura
estrecha (4) que se extiende hacia el centro y con una corona (5)
circundante, que sobresale por los dos lados aproximadamente la
misma anchura, con sección transversal aproximadamente constante,
siendo unidas la corona (5) y la nervadura (4) fabricadas por
separado en cada caso por medio de soldadura para formar una leva
(2) de una sola pieza.
10. Disposición de levas con una leva (2) según
una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada
porque su orificio interior (7) es mayor que el diámetro de un eje
de soporte del árbol de levas y porque un casquillo (8) está
dispuesto en el intersticio anular entre el eje de soporte y la leva
(2).
11. Disposición de levas según la reivindicación
10, caracterizada porque el casquillo (8) es más ancho que el
espesor (11) de la nervadura (4) de la leva (2).
12. Disposición de levas según la reivindicación
10 u 11, caracterizada porque el casquillo (8) presenta una
corona lateral (9).
13. Disposición de levas según una o varias de
las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque el
casquillo (8) está configurado como pieza moldeada de chapa.
14. Disposición de levas según una o varias de
las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque el
casquillo (8) presenta una juntura de separación.
15. Procedimiento para la fabricación de una leva
(2) según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque la leva (2) está forzada en caliente o
en frío a partir de un semiproducto de tubo o de rodaja.
16. Procedimiento para el montaje de un árbol de
levas o árbol de control, que está constituido por un árbol y por al
menos una leva (2), según una o varias de las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado porque el eje de soporte posee en la zona de
unión un ensanchamiento conseguido a través de calandrado,
laminación o moleteado, que es mayor que el diámetro interior de la
leva (2) y a través del acoplamiento de la leva (2) se consigue una
unión por aplicación de fuerza y/o unión positiva entre el eje de
soporte y la leva (2).
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