ES2273843T3 - Dispositivo de sincronizacion con dentado asimetrico. - Google Patents
Dispositivo de sincronizacion con dentado asimetrico. Download PDFInfo
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Abstract
Caja (2) de cambios para automóviles con un dispositivo (22) de sincronización para embragues con al menos un par de ruedas, cuya rueda dentada, situada coaxialmente con un manguito (28) de desplazamiento, presenta un cuerpo (46) de acoplamiento con dentado exterior (48) y se puede conectar al flujo de la fuerza y desconectar de éste mediante el desplazamiento axial del manguito (28) de desplazamiento que está unido de forma resistente al giro con un árbol (8) mediante un cuerpo (24) de sincronización y que presenta un dentado interior asimétrico (26), así como con un anillo sincronizador (50) que en dirección periférica está unido por arrastre de forma con el manguito (28) de desplazamiento y por fricción con el cuerpo (46) de acoplamiento y que presenta superficies (62, 74) de bloqueo que interactúan con superficies (54, 56) de bloqueo en el manguito (28) de desplazamiento en forma de una superficie (56) de bloqueo del paso a una velocidad inferior durante el paso a una velocidad inferiorde la caja de cambios y en forma de una superficie (54) de bloqueo del paso a una velocidad superior durante el paso a una velocidad superior en la caja de cambios, impidiendo las superficies (54, 62 ó 56, 74) de bloqueo, en cada giro relativo entre el cuerpo (46) de acoplamiento y el manguito (28) de desplazamiento, en las posiciones finales, definidas mediante la unión por arrastre de forma entre el anillo sincronizador (50) y el manguito (28) de desplazamiento, un engranaje del dentado interior (26) del manguito (28) de desplazamiento con el dentado exterior (48) del cuerpo (46) de acoplamiento y permitiéndolo sólo al alcanzarse el número sincronizado de revoluciones con el giro del anillo sincronizador (50) y del cuerpo (46) de acoplamiento, caracterizada porque en caso de una misma inclinación de la superficie (56) de bloqueo del paso a una velocidad inferior y de la superficie (54) de bloqueo del paso a una velocidad superior respecto a la dirección del eje del dentado interior del manguito de desplazamiento, la superficie (56) de bloqueo del paso a una velocidad inferior presenta en el dentado interior (26) del manguito (28) de desplazamiento una extensión axial más pequeña que la extensión axial (60) de la superficie (54) de bloqueo del paso a una velocidad superior. 2 - - 9
Description
Dispositivo de sincronización con dentado
asimétrico.
La invención se refiere a una caja de cambios
según el preámbulo de la reivindicación 1. Esta caja de cambios con
dentado asimétrico se conoce del documento
FR-A-1152699.
Los dispositivos de sincronización para cajas de
cambios de automóviles presentan un manguito de desplazamiento, que
se puede unir de forma rígida al giro con un árbol mediante
desplazamiento axial y que está provisto de un dentado interior,
así como presentan un cuerpo de acoplamiento, provisto de un dentado
exterior, y un anillo sincronizador que está unido en la dirección
del contorno por arrastre de forma con el manguito de desplazamiento
mediante un dentado exterior y por fricción con el cuerpo de
acoplamiento. El dentado del anillo sincronizador presenta
superficies de bloqueo, dispuestas entre sí en un ángulo, para
engranar en superficies correspondientes de bloqueo del dentado del
manguito de desplazamiento.
Los dispositivos de sincronización de este tipo
se conocen en múltiples formas y se describen, por ejemplo, en el
documento DE-PS2659448. Si se pone una marcha
mediante el desplazamiento del manguito de desplazamiento en
dirección axial a partir del punto muerto, éste arrastra el anillo
sincronizador y lo presiona contra un cono invertido del cuerpo de
acoplamiento. En este caso se crea una unión por fricción entre el
anillo sincronizador y el cuerpo de acoplamiento, lográndose así
igualar el número de revoluciones entre el árbol, el manguito de
desplazamiento y el anillo sincronizador, así como entre el cuerpo
de acoplamiento y la rueda dentada correspondiente del par de
ruedas que se van a accionar. Las superficies de bloqueo, previstas
en el anillo sincronizador, se sitúan en este caso en una posición,
en la que engranan con superficies correspondientes y adaptadas de
bloqueo en el manguito de desplazamiento e impiden así un
desplazamiento axial del manguito de desplazamiento en dirección al
cuerpo de acoplamiento. Las superficies de bloqueo están colocadas
normalmente en un dentado exterior del anillo sincronizador, que
está adaptado al dentado exterior del cuerpo de acoplamiento. Las
superficies opuestas están situadas en este caso en los extremos de
los dientes que forman el dentado interior del manguito de
desplazamiento. Sólo al alcanzarse el número sincronizado de
revoluciones se puede insertar el manguito de desplazamiento,
pasando por las superficies de bloqueo del anillo sincronizador, en
el dentado exterior del cuerpo de acoplamiento.
Al pasarse a una velocidad superior en la caja
de cambios, es decir, al meter una marcha superior, la rueda
dentada, que está situada coaxialmente con el manguito de
desplazamiento y con la que se crea la unión al pasarse a una
velocidad superior, se mueve primero más rápido que el manguito de
desplazamiento, de modo que hay que frenar normalmente con el
anillo sincronizador para lograr una sincronización. Sin embargo, si
se producen fuertes fuerzas de frenado en la caja de cambios, por
ejemplo, debido a la viscosidad más alta del aceite para caja de
cambios al estar fría la caja de cambios, el eje montado se
desacelera después de desengranarse la marcha inferior mediante las
fuerzas de frenado, con lo cual puede disminuir el número de
revoluciones de la caja de cambios durante el engranaje de la
marcha superior de tal modo que se produce la sincronización entre
el manguito de desplazamiento y el cuerpo de acoplamiento y el
manguito de desplazamiento se desliza, pasando por las superficies
de bloqueo del anillo sincronizador, sin producirse entre el anillo
sincronizador y el cuerpo de acoplamiento una unión por fricción.
Mediante este efecto de frenado y la reducción ulterior del número
de revoluciones de la rueda dentada, situada en sentido coaxial
respecto al manguito de desplazamiento, se puede originar el así
llamado rascado en frío que resulta molesto.
Para evitar este ruido molesto, en el documento
DE-PS3444670 se describe un dispositivo de
sincronización para los embragues de cajas de cambios de
automóviles con al menos un par de ruedas, cuya rueda dentada,
situada coaxialmente con un manguito de desplazamiento, presenta un
cuerpo de acoplamiento con dentado exterior y se puede conectar al
flujo de la fuerza y desconectar de éste mediante el desplazamiento
axial del manguito de desplazamiento que está unido de forma
resistente al giro con un árbol mediante un cuerpo de sincronización
y que presenta un dentado interior, así como con un anillo
sincronizador que en dirección periférica está unido por arrastre
de forma con el manguito de desplazamiento y por fricción con el
cuerpo de acoplamiento y que presenta las superficies de bloqueo
para el manguito de desplazamiento, que en cada giro relativo entre
el cuerpo de acoplamiento y el manguito de desplazamiento, en las
posiciones finales definidas mediante la unión por arrastre de
forma entre el anillo sincronizador y el manguito de desplazamiento,
impiden un engranaje del dentado interior del manguito de
desplazamiento en el dentado exterior del cuerpo de acoplamiento y
sólo lo permiten al alcanzarse el número sincronizado de
revoluciones con el giro del anillo sincronizador y del cuerpo de
acoplamiento. Las superficies de bloqueo, anteriores en la dirección
de la marcha, en el manguito de desplazamiento presentan en este
caso una extensión axial mayor que las superficies de bloqueo,
posteriores en la dirección de la marcha. El dentado exterior del
cuerpo de acoplamiento, así como las superficies de bloqueo del
manguito de desplazamiento tienen una configuración asimétrica, pero
de un modo tal que presentan la misma inclinación respecto a la
dirección del eje y, sin embargo, están desplazadas respecto al
centro longitudinal de cada diente de modo que las dos superficies
de rodamiento, pertenecientes a un diente, tienen extensiones
axiales diferentes y, por tanto, superficies de tamaño diferente,
presentando las superficies de bloqueo anteriores en la dirección
de la marcha, en el manguito de desplazamiento la extensión axial
más grande en comparación con la superficie de bloqueo posterior en
la dirección de la marcha.
Mediante el uso de una asimetría definida en el
extremo del dentado de bloqueo del manguito de desplazamiento se
refuerza de forma dirigida el efecto de que al pasarse a una
velocidad superior, después de finalizar el proceso de
sincronización, el anillo sincronizador entra en la posición de
bloqueo del paso a una velocidad inferior antes de que el manguito
de desplazamiento, con su canto de bloqueo del paso a una velocidad
inferior haya pasado en dirección axial por el canto de bloqueo del
paso a una velocidad inferior del anillo sincronizador. La posición
de bloqueo del paso a una velocidad inferior es la posición en el
tope contrario de giro, mientras que la superficie de bloqueo del
paso a una velocidad inferior es la longitud de ambas superficies de
bloqueo en el manguito de desplazamiento. Después de desbloquearse
esta posición de bloqueo del paso a una velocidad inferior se puede
finalizar entonces el proceso de cambio de marchas sin rascado del
engranaje. Sin embargo, mediante la asimetría descrita
anteriormente tiene lugar en la fase de desbloqueo, después de
pasarse a una velocidad superior, con la entrada del anillo
sincronizador en la posición de bloqueo del paso a una velocidad
inferior, un impulso de la fuerza al manguito de desplazamiento, que
se ha de sentir claramente como un golpe en la palanca de cambio de
marchas.
La invención tiene el objetivo de evitar el
impulso de la fuerza al manguito de desplazamiento e impedir así el
golpe que actúa en la palanca de cambio de marchas.
El objetivo se consigue mediante una caja de
cambios con las características de la reivindicación 1.
En la invención se define una asimetría en el
extremo del dentado de bloqueo del manguito de desplazamiento, que
está configurada de un modo contrario al dentado dispuesto conforme
al estado de la técnica. Esto permite impedir el efecto de la
entrada en la posición de bloqueo del paso a una velocidad inferior
y que no se produzca un impulso evidente en la palanca de cambio de
marchas. La superficie de bloqueo del paso a una velocidad inferior
representa la superficie de bloqueo, corta en la dirección axial, en
el manguito de desplazamiento. Este comportamiento se produce tanto
en el montaje del dispositivo de sincronización en el árbol
principal o el árbol secundario de la caja de cambios, tratándose
aquí de la superficie de bloqueo anterior en la dirección de la
marcha, en el que el manguito de desplazamiento, el anillo
sincronizador y el cuerpo de sincronización tienen un número
constante de revoluciones y se sincroniza el número de revoluciones
de la rueda dentada suelta, así como en el montaje del dispositivo
de sincronización en el árbol intermedio, en el que es constante el
número de revoluciones de la rueda dentada suelta y se sincroniza el
número de revoluciones del manguito de desplazamiento, del anillo
sincronizador y del cuerpo de sincronización, tratándose aquí de la
superficie de bloqueo posterior en la dirección de la marcha.
La invención se explica detalladamente a
continuación mediante un dibujo.
Muestran:
La Fig. 1 un dispositivo de sincronización en
una caja de cambios,
La Fig. 2 los dentados en estado bloqueado y
La Fig. 3 los dentados en estado
desbloqueado.
La figura 1 muestra una parte de una caja 2 de
cambios con un árbol 4 de entrada y un árbol intermedio 6. En el
árbol 4 de entrada está alojado de forma giratoria un árbol
principal 8 en un cojinete 10. El árbol intermedio 6 presenta dos
dentados fijos 12 y 14. En el árbol 4 de entrada está dispuesto
fijamente un dentado 16. Otro dentado 18 está previsto en una rueda
dentada suelta 20, apoyada de forma giratoria en el árbol principal
8. El dentado 12 engrana con el dentado 16, mientras que el dentado
14 engrana con el dentado 18. Un dispositivo 22 de sincronización
presenta un cuerpo 24 de sincronización, creado fijamente en el
árbol principal 8. Éste presenta en su contorno exterior un dentado
exterior 30, por el que se puede mover un manguito 28 de
desplazamiento con su dentado interior 26 en sentido axial, a lo
largo del eje 32 de giro del árbol principal 8. Un anillo
sincronizador 34 está previsto con su superficie exterior 36 de
fricción en forma de cono truncado en una superficie interior 38 de
fricción del cuerpo 40 de acoplamiento, conformada convenientemente
y también en forma de cono. El dentado 42 de bloqueo en el anillo
sincronizador 34 y el dentado 44 de acoplamiento en el cuerpo 40 de
acoplamiento están configurados de modo que el manguito 28 de
desplazamiento puede engranar con su dentado interior 26 en estos
dentados 42 y 44, si el manguito 28 de desplazamiento se desplaza
axialmente. El árbol 4 de entrada presenta asimismo un cuerpo 46 de
acoplamiento con dentado 48 de acoplamiento y un anillo
sincronizador 50 con dentado 52 de bloqueo.
La figura 2 muestra el dentado interior 26 del
manguito 28 de desplazamiento que presenta un extremo con una
configuración asimétrica. El lado 54 del dentado 26 crea una
extensión axial 69 mayor que la extensión axial 58 en el lado 56.
En el estado bloqueado, mostrado aquí, el lado 54 permanece en
contacto con el lado 62 del dentado 52 de bloqueo hasta alcanzarse
el número sincronizado de revoluciones entre el manguito 28 de
desplazamiento y el cuerpo 46 de acoplamiento. La flecha 64 indica
la dirección de giro del manguito 28 de desplazamiento, la flecha
66, la dirección de giro del cuerpo 46 de acoplamiento y la flecha
68, la dirección de acción de una pérdida del par motor mediante el
frenado del cuerpo 46 de acoplamiento. El número de revoluciones del
cuerpo 46 de acoplamiento se iguala al número de revoluciones del
manguito 28 de desplazamiento durante el proceso de sincronización,
mientras que el cuerpo 24 de sincronización, el anillo sincronizador
50 y el manguito 28 de desplazamiento permanecen con un número
constante de revoluciones.
En la figura 3 está representado el estado de
desbloqueo. En la fase de desbloqueo, el anillo sincronizador 50 ha
asumido, debido a la unión por arrastre de fuerza mediante las
superficies de fricción en forma de cono truncado, el mismo número
de revoluciones que el cuerpo 46 de acoplamiento. El anillo
sincronizador 50 gira, por tanto, con el cuerpo 46 de acoplamiento
en la dirección de pérdida activa 68 del par motor. Debido a la
extensión axial más corta del lado 56, el canto exterior 70 del lado
72 de bloqueo del paso a una velocidad inferior se encuentra en el
manguito 28 de desplazamiento en una posición avanzada respecto al
extremo del dentado 26. Por tanto, el canto exterior 70 ya no puede
hacer tope con el lado 74 de bloqueo del dentado 52 de bloqueo al
girar el anillo sincronizador 50 a partir de la posición de bloqueo
del paso a una velocidad superior (figura 2) en la dirección de la
posición de bloqueo del paso a una velocidad inferior (figura 3).
El manguito 28 de desplazamiento se desliza con el lado 72 de
bloqueo del paso a una velocidad inferior por delante del canto
lateral 76 del dentado 52 de bloqueo. Se evita un impulso debido el
contacto del lado 56 con el lado 74 de bloqueo y un rechazo del
manguito 28 de desplazamiento en dirección axial.
- 2
- Caja de cambios
- 4
- Árbol de entrada
- 6
- Árbol intermedio
- 8
- Árbol principal
- 10
- Cojinete
- 12
- Dentado
- 14
- Dentado
- 16
- Dentado
- 18
- Dentado
- 20
- Rueda dentada
- 22
- Dispositivo de sincronización
- 24
- Cuerpo de sincronización
- 26
- Dentado interior
- 28
- Manguito de desplazamiento
- 30
- Dentado exterior
- 32
- Eje de giro
- 34
- Anillo sincronizador
- 36
- Superficie de fricción
- 38
- Superficie de fricción
- 40
- Cuerpo de acoplamiento
- 42
- Dentado de bloqueo
- 44
- Dentado de acoplamiento
- 46
- Cuerpo de acoplamiento
- 48
- Dentado de acoplamiento
- 50
- Anillo sincronizador
- 52
- Dentado de bloqueo
- 54
- Lado
- 56
- Lado
- 58
- Extensión
- 60
- Extensión
- 62
- Lado
- 64
- Flecha
- 66
- Flecha
- 68
- Flecha
- 70
- Canto exterior
- 72
- Lado de bloqueo del paso a una velocidad inferior
- 74
- Lado de bloqueo
- 76
- Canto lateral
Claims (1)
1. Caja (2) de cambios para automóviles con un
dispositivo (22) de sincronización para embragues con al menos un
par de ruedas, cuya rueda dentada, situada coaxialmente con un
manguito (28) de desplazamiento, presenta un cuerpo (46) de
acoplamiento con dentado exterior (48) y se puede conectar al flujo
de la fuerza y desconectar de éste mediante el desplazamiento axial
del manguito (28) de desplazamiento que está unido de forma
resistente al giro con un árbol (8) mediante un cuerpo (24) de
sincronización y que presenta un dentado interior asimétrico (26),
así como con un anillo sincronizador (50) que en dirección
periférica está unido por arrastre de forma con el manguito (28) de
desplazamiento y por fricción con el cuerpo (46) de acoplamiento y
que presenta superficies (62, 74) de bloqueo que interactúan con
superficies (54, 56) de bloqueo en el manguito (28) de
desplazamiento en forma de una superficie (56) de bloqueo del paso a
una velocidad inferior durante el paso a una velocidad inferior de
la caja de cambios y en forma de una superficie (54) de bloqueo del
paso a una velocidad superior durante el paso a una velocidad
superior en la caja de cambios, impidiendo las superficies (54, 62
ó 56, 74) de bloqueo, en cada giro relativo entre el cuerpo (46) de
acoplamiento y el manguito (28) de desplazamiento, en las
posiciones finales, definidas mediante la unión por arrastre de
forma entre el anillo sincronizador (50) y el manguito (28) de
desplazamiento, un engranaje del dentado interior (26) del manguito
(28) de desplazamiento con el dentado exterior (48) del cuerpo (46)
de acoplamiento y permitiéndolo sólo al alcanzarse el número
sincronizado de revoluciones con el giro del anillo sincronizador
(50) y del cuerpo (46) de acoplamiento, caracterizada porque
en caso de una misma inclinación de la superficie (56) de bloqueo
del paso a una velocidad inferior y de la superficie (54) de
bloqueo del paso a una velocidad superior respecto a la dirección
del eje del dentado interior del manguito de desplazamiento, la
superficie (56) de bloqueo del paso a una velocidad inferior
presenta en el dentado interior (26) del manguito (28) de
desplazamiento una extensión axial más pequeña que la extensión
axial (60) de la superficie (54) de bloqueo del paso a una
velocidad superior.
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