ES2251616T3 - Arbol de levas insertadas. - Google Patents

Arbol de levas insertadas.

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ES2251616T3
ES2251616T3 ES02769445T ES02769445T ES2251616T3 ES 2251616 T3 ES2251616 T3 ES 2251616T3 ES 02769445 T ES02769445 T ES 02769445T ES 02769445 T ES02769445 T ES 02769445T ES 2251616 T3 ES2251616 T3 ES 2251616T3
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Abstract

Árbol de levas de un control de válvula en motores de combustión interna con árbol en forma de tubo (1) y con levas (2) colocadas radialmente sobre éste, en el que las levas (2) encajan en cada caso en ajuste

Description

Árbol de levas insertadas.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un árbol de levas de un control de válvula en motores de combustión interna con árbol en forma de tubo y con levas colocadas radialmente sobre éste, según el preámbulo de la reivindicación 1. Tales árboles de levas son designados también como árboles de levas inser-
tadas.
Estado de la técnica
Se conoce un árbol de levas de este tipo a partir del documento DE 4324 836 A1. El árbol de levas conocido comprende como árbol un tubo de chapa, en cuyos recesos están insertadas levas del tipo de copa, igualmente fabricadas de chapa. Por cada leva están presentes en cada lado dos recesos en una de una pluralidad de variantes de realización. El árbol de levas conocido esté realizado en un tipo de construcción ligera. El árbol y las levas están seleccionados de pared correspondientemente fina por razones de ahorro de peso. Entre las levas y el árbol está presente una distancia relativamente grande en la zona de la carrera de las levas. El árbol presenta, en virtud de su tipo de construcción, una rigidez y estabilidad reducidas. La fabricación de las levas de chapa en forma de copa es costosa y cara.
Representación de la invención
El árbol de levas creado a través de la invención, como se caracteriza en las reivindicaciones de patente, se caracteriza, frente a los conocidos, sobre todo por una estabilidad de forma más elevada así como por una mayor facilidad de fabricación con coste más favorable. El árbol de levas según la invención es de la misma manera un árbol de levas inser-
tadas.
Se conoce a partir de la publicación US-A-2.621.539 un dispositivo de control de tiempo eléctrico, que trabaja con levas, que está dispuesto sobre la sección del árbol de levas, que se proyecta desde la carcasa del árbol de levas de un motor de combustión interna. Sobre la sección del árbol de levas está fijado un casquillo de forma fija contra giro, que presenta ranuras axiales, en las que se pueden introducir levas con tensión previa y con efecto de sujeción. Las levas están constituidas por un material conductor de electricidad, como por ejemplo nylon y activan una pareja de contacto eléctrico que está dispuesto por encima del árbol de levas.
Según la reivindicación 1, el árbol de levas según la invención se caracteriza porque las levas encajan en cada caso en cavidades del árbol configuradas en forma de bolsa. A través de la configuración de las cavidades en forma de bolsa, éstas presentan un fondo de estabilización. De esta manera, a diferencia del estado de la técnica mencionado anteriormente en el sector de las levas, no están presentes en el árbol escotaduras o recesos que debiliten el árbol.
En una primera forma de realización preferida de la invención, el espesor de pared del árbol en la zona de las cavidades en forma de bolsa no es menor o al menos no esencialmente menor que fuera de estas zonas. De esta manera, se consigue una estabilidad y resistencia a la flexión especialmente altas.
Como se conoce ya en sí a partir del estado de la técnica, por cada leva pueden estar previstas dos cavidades en forma de bolsa en el árbol.
En las cavidades en forma de bolsa, las levas están retenidas en unión positiva con ventaja adicional en la dirección periférica y/o en la dirección axial del árbol.
Además, las levas con el árbol pueden estar dentadas (en la dirección circunferencial del árbol), estando configurado en cada caso un diente en el árbol con preferencia entre dos cavidades en forma de bolsa y una ranura complementaria, respectivamente, en las levas. A través de un dentado de este tipo, se puede transmitir, en la dirección circunferencial, un momento grande entre las levas y el árbol.
Las levas se extienden de una manera conocida en sí en la dirección circunferencial del árbol sobre una zona angular menor que 180º. No obstante, en este caso, de una manera preferida están configuradas como piezas moldeadas compactas, transformadas macizas. En esta forma, son especialmente estables, tienen alta capacidad de carga así como se pueden fabricar de una manera sencilla y de coste favorable.
En la zona de la carrera de las levas, entre las levas y el árbol, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la invención, no está presente ningún intersticio o solamente un intersticio más pequeño en comparación con el espesor de pared del árbol y/o de las levas. También esto contribuye a una alta estabilidad y capacidad de carga de las levas.
Especialmente cuando las levas están retenidas con sus extremos en unión positiva en dos cavidades en forma de bolsa en la dirección circunferencial y/o en la dirección axial del árbol, así como, dado el caso, adicionalmente están dentadas en la dirección circunferencial con el árbol, es suficiente unirlos por la técnica de soldadura, de estañado o de adhesión solamente en la zona de sus dos extremos con el árbol.
De acuerdo con otra forma de realización preferida, las levas están constituidas por un material altamente endurecible y/o el árbol está constituido por un material de bajo contenido de carbono, ligeramente endurecible.
Las cavidades en forma de bolsa se pueden estampar de una manera sencilla desde el exterior en el árbol o se pueden fabricar utilizando alta presión interior con retención desde el exterior.
Breve explicación de los dibujos
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de ejemplos de realización en conexión con el dibujo. En este caso:
La figura 1 muestra una sección de un árbol de levas no equipado totalmente todavía con levas según la invención en vista lateral.
La figura 2 muestra de la misma manera una sección de un árbol de levas no equipado totalmente todavía con levas según la invención en vista en perspectiva.
La figura 3 muestra en a) una vista en sección (A-A en la figura 1) de una leva según la invención, en b) una vista en sección del árbol en la zona de montaje de la leva y en c) las dos piezas unidas.
Modos de realización de la invención
En la figura 1 se designa con 1 un árbol en forma de tubo, con 2 se designan dos levas colocadas radialmente sobre el árbol y con 3 se designan dos anillos de cojinete. El número 4 designa una cavidad en forma de bolsa en el árbol 1, que está prevista para el montaje de otra leva no representada. Una cavidad en forma de bolsa asociada correspondiente está presente también sobre el lado trasero del árbol y, por lo tanto, no es visible. En parejas del mismo tipo de tales cavidades están insertadas también las levas 2 con sus secciones extremas 2.1, respecti-
vamente.
A partir de las figuras 2 y 3 se pueden deducir detalles con respecto a la configuración de las levas 2, de las cavidades 4 en forma de bolsas así como del montaje de las levas en las cavidades en forma de bolsas.
Como se puede reconocer, las levas 2 son piezas no totalmente de forma semicircular y con tendencia ligeramente en forma de V. Por ejemplo, se pueden fabricar fácilmente a partir de una tira de chapa y/o una tira perfilada a través de transformación maciza. Las cavidades 4 en forma de bolsa en el árbol 1 están configuradas aproximadamente de forma rectangular y están adaptadas con respecto a su tamaño y profundidad al tamaño así como al espesor y a la forma de las secciones extremas 2.1 de las levas 2. Por otro lado, un fondo continuo 4.1, no interrumpido, presenta aproximadamente el mismo espesor de pared d que el árbol 1. El material de la pared del árbol 1 está ligeramente comprimido un poco hacia dentro en la zona de las cavidades 4.
Por cada leva 2, están presente en cada caso dos cavidades 4 del tipo de bolsas con una pequeña distancia entre sí. Cuando las levas 2 están colocadas sobre el árbol 1, enganchan con sus extremos 2.1 en las dos cavidades 4 del tipo de bolsas en ajuste exacto, tal como se puede reconocer en la figura 3 en c). Si las levan 2 no están configuradas totalmente de forma semicircular, se extienden sobre el árbol 1 sobre un intervalo angular menor que 180º.
A través de la distancia de las dos cavidades del tipo de bolsas entre sí se obtiene una especie de diente 5, que colabora con una ranura 2.2 en la zona de la carrera de las levas 2, cuando las levas 2 están colocadas sobre el árbol 1 y encajan con sus extremos 2.1 en las cavidades 4, tal como se puede reconocer de la misma manera en la figura 3 en c). De esta manera se obtiene un dentado entre el árbol 1 y las levas 2 en la dirección circunferencial del árbol 1, a través del cual se puede transmitir un par alto en la dirección circunferencial del árbol 1.
La forma de las levas 2, el espesor de sus extremos 1 así como la profundidad de las cavidades 4 del tipo de bolsas están adaptados, además, entre sí de tal forma que desde la superficie libre del árbol 1.1, no cubierta por las levas 2, hasta las levas 2 se obtiene en ambos extremos 2.1 de las levas 2 en cada caso una transición continua, sin escalonamiento.
A través de su engrane de ajuste exacto en las cavidades 4, las levas 2 están fijadas adicionalmente en unión positiva en la dirección circunferencial así como también en la dirección axial del árbol 1. Para la unión duradera de la leva 2 con el árbol 1 es suficiente, por lo tanto, prever solamente en 6 una soldadura, un estañado o un encolado, que se expone solamente a cargas reducidas. Al menos en el caso de una soldadura, el cordón de soldadura que resulta debería rectificarse todavía posteriormente en 6, para asegurar la transición lisa mencionada entre la superficie libre del árbol 1.1 y la superficie exterior 2.3 de las levas 2.
En el marco de la construcción según la invención descrita es posible sin más y es preferible configurar las levas 2 en su zona de carrera tan gruesas que no está presente entre ellas y el árbol 1 ningún intersticio o solamente un intersticio pequeño en comparación con el espesor de pared de del árbol 1. Entonces se consigue una estabilidad alta. La presencia de la ranura 2.2 contribuye a limitar el espesor de las levas 2 en su zona de carrera.
El árbol 1 de la figura 1 presenta sobre su longitud también todavía un diámetro desigual. En la zona de montaje de las levas 2, ésta es mayor que, por ejemplo, en la zona del cojinete entre los dos anillos de cojinete 3. Esta estructura se puede fabricar en la misma etapa de trabajo que la realización de las cavidades en forma de bolsa, especialmente a través de la aplicación del procedimiento de alta presión interior o también a través de laminación.
El árbol de levas según la invención es, como ya se ha mencionado, un árbol insertado. Puesto que la superficie libre del árbol 1.1 forma en cada caso el círculo primitivo de las levas 2, el árbol de levas se puede dimensionar, en conjunto, de una manera muy compacta con alta estabilidad, lo que posibilita también un tipo de construcción más compacto del motor de combustión interna.
A través del fondo de las cavidades en forma de bolsa, que está dispuesto desplazado con respecto a la pared restante del tubo del árbol 1 radialmente hacia dentro hacia el eje del árbol, se consigue en la zona de las levas una distribución favorable de las masas con un desequilibrio sólo reducido.
Lista de designaciones
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Árbol en forma de tubo\cr  1.1 \+ Superficie libre del
árbol\cr  2 \+ Levas\cr  2.1 \+ Extremos de las levas\cr  2.2 \+
Ranura en las levas\cr  2.3 \+ Superficie exterior de las levas\cr 
3 \+ Anillos de cojinete\cr  4 \+ Cavidades en forma de bolsa en el
árbol\cr  4.1 \+ Fondo de las cavidades en forma de bolsa\cr  5 \+
Diente\cr  6 \+
Conexión\cr}

Claims (9)

1. Árbol de levas de un control de válvula en motores de combustión interna con árbol en forma de tubo (1) y con levas (2) colocadas radialmente sobre éste, en el que las levas (2) encajan en cada caso en ajuste exacto en el árbol (1), presentan dos extremos (2.1) y están unidas en la zona (6) de estos extremos (2.1) con el árbol (1) según la técnica de soldadura, de estañado o de adhesión y en el que la superficie libre del árbol (1.1) forma en cada caso el círculo primitivo de las levas (2), caracterizado porque las levas (2) encajan en cada caso en cavidades (4) configuradas en forma de bolsa del árbol (1).
2. Árbol de levas según la reivindicación 1, caracterizado porque el espesor de pared (d) del árbol (1) en la zona de las cavidades (4) en forma de bolsa no es o al menos no esencialmente menor que fuera de estas zonas.
3. Árbol de levas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque por cada leva (2) están previstas dos cavidades (4) en forma de bolsa en el árbol (1).
4. Árbol de levas según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las levas (2) están retenidas en unión positiva en las cavidades (4) en forma de bolsa en la dirección circunferencial y/o en la dirección axial del árbol (1).
5. Árbol de levas según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el árbol (1) y las levas (2) están dentados entre sí en la dirección circunferencial del árbol (1).
6. Árbol de levas según las reivindicaciones 3 ó 4 ó 5, caracterizado porque entre las dos cavidades (4) en forma de bolsas está configurado en cada caso un diente (5) en el árbol (1) y en las levas (2) está configurada una ranura complementaria (2.2), respectivamente.
7. Árbol de levas según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las levas (2) se extienden en la dirección circunferencial del árbol (1) sobre una zona angular menos que 180º y con preferencia son piezas moldeadas transformadas macizas.
8. Árbol de levas según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la zona de la carrera de las levas (2) entre las levas (2) y el árbol (1) no está presente de una manera preferida ningún intersticio o solamente un intersticio más pequeño en comparación con el espesor de pared (d) del
árbol (1).
9. Árbol de levas según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque para las levas se utiliza un material altamente endurecible y/o para el árbol (1) se utiliza un material ligeramente endurecible.
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WO (1) WO2002093040A1 (es)

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