ES2251616T3 - Arbol de levas insertadas. - Google Patents
Arbol de levas insertadas.Info
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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- F01L1/02—Valve drive
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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.
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.
tadas.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
\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).
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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