ES2293940T3 - Elemento de bloqueo y sujecion monobloque para la regulacion de los cojinetes de un diferencial. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de ejes de transmisión para un vehículo a motor que comprende: una caja (14) de los ejes; un cojinete (28) de diferencial; un conjunto de diferencial (20) soportado rotativamente dentro de dicha caja (14) de ejes mediante dicho cojinete (28) del diferencial, estando acoplado dicho cojinete (28) del diferencial con dicha caja (14) de ejes por vía de un sombrerete (30) del cojinete, teniendo dicho sombrerete (30) del cojinete una abertura formada en el mismo; una tuerca de regulación (32) que tiene al menos una abertura de retención (38), estando acoplada dicha tuerca de regulación (32) con dicho cojinete (28) del diferencial, de manera que la rotación de dicha tuerca de regulación (32) desplaza axialmente a dicho cojinete (28) del diferencial; y un elemento de bloqueo regulador (10) que incluye una primera porción (40) y una segunda porción (46), teniendo dicha primera porción una lengüeta (60) dispuesta en dicha abertura del sombrerete del cojinete, teniendo dicha segunda porción un primer pasador de bloqueo (48) dispuesto en dicha abertura de retención (38), impidiendo con ello que dicha tuerca de regulación (32) gire con respecto a dicho sombrerete (30) del cojinete, caracterizado porque dicha primera porción (40) incluye un cuerpo generalmente cilíndrico (44) que tiene una porción de lengüeta (60) que se extiende hacia el exterior, para acoplarse con dicha abertura (62) del sombrerete del cojinete.
Description
Elemento de bloqueo y sujeción monobloque para
la regulación de los cojinetes de un diferencial.
La presente invención se refiere en general a
diferenciales para su uso en líneas de transmisión de automóviles
y, más particularmente, a un elemento de bloqueo monobloque para la
regulación de los cojinetes de un diferencial.
Muchos de los conjuntos de diferenciales
utilizados en ejes de transmisión de automóviles incluyen un
conjunto de engranajes planetarios que está soportado dentro de una
caja del diferencial para facilitar la rotación relativa entre un
par de árboles motores. Por ejemplo, en diferenciales de ejes
paralelos, el conjunto de engranajes incluye habitualmente un par
de engranajes laterales helicoidales que están chaveteados en los
extremos de semiejes y que se engranan con conjuntos pareados de
piñones helicoidales articulados en cavidades de engranajes
formadas en la caja del diferencial. Dado que las cavidades de los
engranajes son paralelas al eje geométrico de rotación de la caja
del diferencial, los piñones giran en ejes y son paralelos al eje
común de los árboles motores y engranajes laterales. En respuesta a
la diferencia de velocidad entre los árboles motores, el par
transmitido a través del acoplamiento engranado de los engranajes
laterales y piñones genera fuerzas de empuje que son ejercidas por
los componentes de los engranajes contra la superficie de la pared
de las cavidades de los engranajes y otras superficies de empuje
dentro de la caja del diferencial para limitar friccionalmente
dicha diferencia de velocidad y proporcionar par entre los
árboles
motores.
motores.
Además, los ejes de transmisión de la mayoría de
los automóviles incluyen un conjunto de engranajes hipoidales para
cambiar la dirección de transmisión de potencia desde un eje
paralelo a la dirección de desplazamiento del vehículo a un eje
perpendicular a la misma. El conjunto de engranajes hipoidales
incluye un engranaje anular acoplado a la caja del diferencial y un
piñón diferencial soportado de forma articulada dentro de la caja
del eje. Para facilitar el funcionamiento adecuado del conjunto de
ejes de transmisión, el diferencial está montado en un par de
cojinetes de diferencial deslizantes. Normalmente, los cojinetes del
diferencial se sitúan empleando un tubo hueco exteriormente roscado
conocido generalmente como una tuerca de regulación de los cojinetes
del diferencial.
La tuerca de regulación de los cojinetes de un
diferencial es útil para fijar tanto la precarga de los cojinetes
del diferencial como el huelgo de los engranajes hipoidales. La
tuerca de regulación proporciona también una superficie de carga
para los cojinetes del diferencial en condiciones de funcionamiento
normales. Como tal, esta superficie de carga efectúa cargas tanto
axiales como torsionales impartidas por la rotación de la caja del
diferencial. Las cargas axiales son absorbidas por la interfase
roscada de la tuerca de regulación con la caja mecanizada de los
ejes. Las cargas torsionales son contrarrestadas por un sistema de
bloqueo que impide la rotación de la tuerca de regulación.
Normalmente, se utiliza un sistema de bloqueo en dos piezas para
acoplar la tuerca de regulación en la caja del eje por medio de un
sombrerete del cojinete.
Desafortunadamente, los sistemas de bloqueo
existentes requieren que el montador manipule una forma de alambre y
un medio de sujeción roscado para llevar a cabo esta función.
Además, el montador ha de iniciar posteriormente el roscado en un
agujero aterrajado previamente mecanizado en el sombrerete del
cojinete y establecer posteriormente el elemento de sujeción
roscado dentro de un intervalo de par determinado. Durante el
montaje, este proceso suele incluir las etapas de coger una pistola
de par neumática, alinear un casquillo con la cabeza de un perno y
accionar la pistola de par hasta que se alcanza el nivel de par
deseado. Si bien el proceso antes indicado ha sido útil a la hora
de impedir que la tuerca de regulación gire durante la operación,
dicho proceso es costoso debido a la necesidad de manipular e
instalar dos componentes separados. Además, es inevitable el uso,
calibración y mantenimiento de una pistola de par. En consecuencia,
sigue existiendo en la técnica la necesidad de disponer de un medio
de bloqueo y sujeción monobloque para la regulación de los cojinetes
de un diferencial, capaz de retener las tuercas de regulación de
los cojinetes del diferencial sin el uso de herramientas aplicadoras
de par.
La US-A-3001842
constituye el estado de la técnica más próximo.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona un conjunto de
ejes de transmisión para un vehículo a motor de acuerdo con la
reivindicación 1 y un método para mantener una precarga de los
cojinetes de un diferencial en un conjunto de ejes de acuerdo con
la reivindicación 5.
Otros objetos, características y ventajas de la
invención llegarán a ser evidentes a partir de la siguiente
descripción y reivindicaciones anexas, consideradas en combinación
con los dibujos adjuntos.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La figura 1 es una vista en perspectiva y en
despiece de un ejemplo de conjunto de ejes equipado con un elemento
de bloqueo y sujeción monobloque regulador de los cojientes de un
diferencial según la presente invención.
La figura 1A es una vista en perspectiva y en
despiece de una segunda modalidad de un ejemplo de conjunto de ejes
que incluye el elemento de bloqueo y sujeción monobloque de los
cojinetes de un diferencial según la presente invención.
La figura 2 es una vista parcial, aumentada, del
ejemplo de conjunto de ejes de la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal
de una porción del conjunto de ejes de la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva del
elemento de bloqueo y sujeción monobloque para la regulación de los
cojinetes de un diferencial según la presente invención.
Con referencia a los dibujos, por el número de
referencia 10 se identifica en general un elemento de bloqueo y
sujeción monobloque regulador de los cojinetes de un diferencial,
construido de acuerdo con las enseñanzas de una modalidad de la
presente invención. El elemento de bloqueo regulador se muestra
asociado operativamente con un ejemplo de conjunto de ejes de
transmisión 12.
Como se muestra particularmente en la figura 1,
el conjunto de ejes de transmisión 12 se ilustra incluyendo en
general una caja 14 de ejes para el montaje rotativo de un conjunto
de engranajes hipoidales que incluye un piñón diferencial 16 y un
engranaje anular 18 interconectados operativamente con un conjunto
de diferencial 20. El conjunto de diferencial 20 funciona para
transferir potencia a un par de semiejes (no mostrados), al tiempo
que compensa cualquier diferencia en la velocidad de rotación de
los semiejes que pueda ocurrir durante un giro u otra maniobra de
dirección. Con el fin de compensar una diferencia en la velocidad
de rotación de los semiejes, el conjunto de diferencial 20 incluye
un par de piñones diferenciales 24 y un par de engranajes laterales
26 interconectados operativamente con los semiejes. Para facilitar
el funcionamiento adecuado del conjunto de ejes 12, el conjunto de
diferencial 20 está montado rotativamente en un par de cojinetes 28
del diferencial. Más particularmente, la caja 14 de los ejes incluye
dos chumaceras semicirculares (no ilustradas) para soportar
aproximadamente 180º de la circunferencia de cada uno de los
cojinetes 28 del diferencial. Un par de sombreretes 30 de los
cojinetes soportan de forma articulada la otra mitad
aproximadamente de cada uno de los cojinetes 28 del diferencial.
Cada sombrerete 30 de los cojinetes está montado en la caja de ejes
14 de manera convencional en la técnica, tal como por medio de
fiadores roscados.
Para asegurar la vida óptima de los cojinetes
del diferencial y el acoplamiento adecuado del piñón diferencial
con el engranaje anular, se proporciona un par de tuercas de
regulación 32. Como se muestra en la figura 2, cada tuerca de
regulación 32 presenta un primer extremo 34 acoplado a rosca con la
caja 14 de ejes y un segundo extremo 36 acoplado a tope con el
cojinete 28 del diferencial, de manera que la rotación de la tuerca
de regulación 32 desplaza axialmente al cojinete 28 del
diferencial. Cada tuerca de regulación 32 incluye además una
pluralidad de aberturas o ranuras de retención 38 para recibir una
porción del elemento de bloqueo regulador 10.
Como se muestra en la figura 1A, una segunda
modalidad del conjunto de ejes 12 incluye un deflector 39 en lugar
de las tuercas de regulación 32. El deflector 39 funciona para fijar
un huelgo o posición de los engranajes con respecto al piñón
diferencial 16. La única tuerca de regulación 32 se utiliza para
regular la precarga de los cojinetes. El experto en la materia
podrá apreciar que el elemento de bloqueo regulador 10 puede ser
utilizado con cualquiera de las modalidades de conjuntos de ejes
anteriormente descritas sin desviarse por ello del alcance de la
presente invención.
Con referencia a las figuras 2 y 3, el elemento
de bloqueo regulador 10 funciona para interconectar la tuerca de
regulación 32 y el sombrerete 30 del cojinete para impedir la
rotación relativa entre la tuerca y el sombrerete. Preferentemente,
la pluralidad de ranuras 38 están alargadas axialmente para
asegurar la recepción de una porción del elemento de bloqueo
regulador 10 independientemente de la cantidad de regulación
requerida para fijar adecuadamente el acoplamiento o huelgo de los
engranajes y la precarga del cojinete del diferencial. El experto
en la materia podrá apreciar que pueden utilizarse otras formas
geométricas tales como cilindros sobredimensionados en lugar de las
ranuras 38, sin desviarse por ello del alcance de la presente
invención.
Con referencia a la figura 4, el elemento de
bloqueo regulador 10 incluye una primera porción 40 que tiene una
cabeza 42 y un cuerpo 44 formados íntegramente con una segunda
porción o porción de bloqueo 46. La segunda porción 46 incluye un
par de pasadores de bloqueo 48 cada uno de los cuales tiene una
sección que se extiende radialmente 50 y una extensión que se
extiende hacia abajo 52. Podrá apreciarse que el cuerpo 44 define
un primer eje geométrico 54 situado de un modo sustancialmente
paralelo a un segundo eje geométrico 56 y a un tercer eje geométrico
58 definido por las secciones que se extienden hacia abajo 52. La
primera porción 40 incluye además una pluralidad de lengüetas 60
situadas circunferencialmente alrededor de la longitud del cuerpo
44. Cada una de las lengüetas 60 están conformadas para absorber la
flexión en dirección hacia la cabeza 42 y contrarrestar la flexión
en la dirección opuesta. Por tanto, una vez que la primera porción
40 se introduce dentro de un receptáculo de dimensiones adecuadas,
tal como la abertura 62 del sombrerete del cojinete (figura 3), las
lengüetas 60 se oponen a que el cuerpo 44 salga del receptáculo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Además, la cabeza 42 de la primera porción 40
incluye una superficie superior 64 y una superficie inferior 66
para simplificar la instalación del elemento de bloqueo regulador 10
de la presente invención. Concretamente, una vez que las tuercas de
regulación 32 han sido giradas para fijar el huelgo de los
engranajes y la precarga de los cojinetes del diferencial, los
pasadores de bloqueo 48 del elemento de bloqueo regulador 10 quedan
dispuestos dentro de dos de las ranuras 38. Para continuar la
instalación del elemento de bloqueo regulador 10, el operario
aplica presión sobre la superficie superior 64 de la cabeza 42 para
acoplar las lengüetas 60 con la abertura 62 del sombrerete del
cojinete. Cualquier desplazamiento axial del elemento de bloqueo
regulador 10 continúa hasta que la superficie inferior 66 de la
cabeza 42 entra en contacto con el sombrerete 30 del cojinete.
En este momento, el montaje está terminado y el
elemento de bloqueo y sujeción monobloque 10 de los cojinetes del
diferencial se interconecta con la tuerca de regulación 32 y
sombrerete 30 del cojinete, impidiendo con ello variaciones, en el
transcurso del tiempo, del huelgo de los engranajes y de la precarga
de los cojinetes del diferencial. El experto en la materia podrá
apreciar que no es necesario que la abertura 62 del sombrerete del
cojinete incluya una rosca interna para el acoplamiento con la
lengüeta 60, pero la presencia de una rosca existente no
comprometerá al funcionamiento adecuado del elemento de bloqueo
regulador 10. Además, podrá apreciarse que si bien la modalidad
preferida del elemento de bloqueo regulador 10 incluye dos
pasadores de bloqueo 48, únicamente se requiere un pasador o
saliente para impedir que gire la tuerca de regulación 32 una vez
finalizado el montaje.
En consecuencia, el elemento de bloqueo
regulador 10 de la presente invención proporciona ventajas tanto de
fabricación como funcionales. Concretamente, el elemento de bloqueo
regulador 10 de la presente invención reduce el número de
componentes requeridos para acoplar la tuerca de regulación con el
sombrerete del cojinete. Además, se reducen los costes de montaje al
eliminar la necesidad de utilizar de partida un fiador roscado y
aplicar posteriormente par al fiador con una herramienta
calibrada.
Claims (8)
1. Un conjunto de ejes de transmisión para un
vehículo a motor que comprende:
una caja (14) de los ejes;
un cojinete (28) de diferencial;
un conjunto de diferencial (20) soportado
rotativamente dentro de dicha caja (14) de ejes mediante dicho
cojinete (28) del diferencial, estando acoplado dicho cojinete (28)
del diferencial con dicha caja (14) de ejes por vía de un
sombrerete (30) del cojinete, teniendo dicho sombrerete (30) del
cojinete una abertura formada en el mismo;
una tuerca de regulación (32) que tiene al menos
una abertura de retención (38), estando acoplada dicha tuerca de
regulación (32) con dicho cojinete (28) del diferencial, de manera
que la rotación de dicha tuerca de regulación (32) desplaza
axialmente a dicho cojinete (28) del diferencial; y
un elemento de bloqueo regulador (10) que
incluye una primera porción (40) y una segunda porción (46),
teniendo dicha primera porción una lengüeta (60) dispuesta en dicha
abertura del sombrerete del cojinete, teniendo dicha segunda
porción un primer pasador de bloqueo (48) dispuesto en dicha
abertura de retención (38), impidiendo con ello que dicha tuerca de
regulación (32) gire con respecto a dicho sombrerete (30) del
cojinete, caracterizado porque dicha primera porción (40)
incluye un cuerpo generalmente cilíndrico (44) que tiene una porción
de lengüeta (60) que se extiende hacia el exterior, para acoplarse
con dicha abertura (62) del sombrerete del cojinete.
2. Un conjunto de ejes de transmisión según la
reivindicación 1, en donde dicha segunda porción (46) de dicho
elemento de bloqueo regulador (10) incluye un segundo pasador de
bloqueo (48) que se acopla con dicha tuerca de regulación (32),
estando separado dicho segundo pasador de bloqueo (48) de dicho
primer pasador de bloqueo (48).
3. Un conjunto de ejes de transmisión según la
reivindicación 1, en donde dicho elemento de bloqueo regulador (10)
está acoplado con dicho sombrerete (30) del cojinete mediante la
disposición axial de dicha primera porción (40) dentro de dicha
abertura (62) del sombrerete del cojinete sin rotación relativa
entre las mismas.
4. Un conjunto de ejes de transmisión según
cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en donde dicho elemento
de bloqueo regulador (10) está construido en un material
compuesto.
5. Un método para mantener una prercarga en el
cojinete de un diferencial de un conjunto de ejes, comprendiendo el
método las etapas de:
proporcionar una caja (14) de ejes;
proporcionar un conjunto de diferencial
(20);
proporcionar un elemento de bloqueo regulador
(10) que tiene una primera porción (40) y una segunda porción
(46);
montar dicho conjunto de diferencial (20) en
dicha caja (14) de ejes sobre un cojinete (28) del diferencial,
acoplándose dicho cojinete (28) del diferencial a dicha caja (24) de
ejes por vía de un sombrerete (30) del cojinete, incluyendo dicho
sombrerete (30) del cojinete una abertura (62);
acoplar una tuerca de regulación (32) con dicho
cojinete (28) del diferencial, teniendo dicha tuerca de regulación
(32) una abertura de retención (38);
ajustar una precarga sobre dicho cojinete (28)
del diferencial mediante rotación de dicha tuerca de regulación
(32); e
interconectar dicha tuerca de regulación (32) y
dicho sombrerete (30) del cojinete disponiendo dicha primera
porción (40) en dicha abertura (62) del sombrerete del cojinete y
dicha segunda porción (46) en dicha abertura de retención (38),
estando caracterizado el método porque dicha primera porción
(40) incluye un cuerpo (44) que tiene una pluralidad de lengüetas
(60) que se extienden hacia el exterior del mismo.
6. Un método según la reivindicación 5, en donde
la etapa de interconexión de dicha tuerca de regulación (32) con
dicho sombrerete (30) del cojinete se efectúa sin rotación relativa
entre dicho elemento de bloqueo regulador (10) y dicho sombrerete
(30) del cojinete.
7. Un método según la reivindicación 5, en donde
dicha abertura (62) del sombrerete del cojinete está roscada.
8. Un método según la reivindicación 5, que
incluye además la etapa de ajustar un huelgo mediante la inserción
de un deflector entre un segundo cojinete del diferencial y dicha
caja de ejes.
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