ES2294936A1 - Horquilla integral de materiales disimilares para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de vehiculos automoviles. - Google Patents
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Abstract
Horquilla integral de materiales disimilares para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de vehículos automóviles.Este conjunto de horquilla (2, 2¿) y actuador (3) define un único elemento integral en el que la horquilla (2, 2¿) es de un material de aleación con base de cobre, mientras que el actuador es de acero, uniéndose estos elementos mediante soldadura.Se consigue así combinar el excelente comportamiento al desgaste de las aleaciones con base de cobre en la horquilla (2, 2¿) y una elevada dureza obtenida mediante tratamiento térmico en el actuador (3) de acero.La horquilla (2, 2¿) presenta una pestaña (10) en prolongación del tramo de unión de sus ramas, donde lleva unido por soldadura el actuador (3) portador de la escotadura (4) de conexión al dedo de mando cuyo gobierno puede ser manual o robotizado, soldándose el actuador (3) en la posición adecuada dependiendo de la configuración.
Description
Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de vehículos
automóviles.
La presente invención, según lo expresa el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una horquilla
integral para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, aportando notables características
relevantes y ventajas técnicas frente a las que se emplean
actualmente en automoción.
Las cajas de cambio utilizadas en los vehículos
automóviles permiten transformar la potencia suministrada por el
motor en diferentes combinaciones de par y velocidad de giro.
Las cajas de transferencia utilizadas en los
vehículos automóviles, con posibilidad de tracción a las cuatro
ruedas, permiten la distribución de potencia a los ejes delantero y
trasero a tiempo parcial o completo.
El mecanismo que permite seleccionar la relación
de transmisión deseada entre el motor y las ruedas motrices
incluye básicamente la intervención de una horquilla y un
actuador.
La horquilla puede trasladarse, bien mediante un
desplazamiento longitudinal o una oscilación y en ambos casos,
produce el desplazamiento de un rodete o desplazable, el cual gira
solidario a un árbol de transmisión. Este desplazamiento determina,
sobre un piñón o corona dentada adyacente de rotación libre, en
primer lugar, poder igualar la velocidad de rotación del piñón con
la suya propia y después, hacer solidario el piñón con el árbol de
transmisión, sobre el cual se encuentran montados ambos.
El desplazamiento de la horquilla se realiza a
través de un actuador, que está provisto de una escotadura, donde
actúa un dedo de mando, que puede ser gobernado de forma manual o
robotizada, en el interior de una caja de cambio de velocidades o
de una caja de transferencia.
En la actualidad se conocen horquillas que están
fabricadas en aleaciones con base de cobre, estando también
fabricado el actuador en este mismo material. En estos casos, las
funciones de horquilla y actuador se encuentran integradas en una
única pieza fundida.
El inconveniente de este concepto radica en el
hecho de que, en el actuador donde se conecta el dedo de mando, se
produce una deformación plástica que va aumentando a medida del uso
y que conlleva a un aumento de las holguras y juegos internos de la
caja, lo cual, tiene un efecto perjudicial, sobre la sensación del
conductor, al realizar el cambio de marchas.
En otros casos, el actuador es de materiales
férricos, pues éstos, admiten tratamientos térmicos, para aumentar
la dureza de la zona de la escotadura, pudiéndose fijar tanto el
actuador como la horquilla, en un eje desplazable.
En las soluciones en que la horquilla es de
aluminio o aleación de aluminio, el actuador puede estar o no
integrado en la propia horquilla. En caso de no encontrarse
integrado, la tipología es como se ha descrito anteriormente y en
el caso de que las funciones se encuentren integradas en una única
pieza, el actuador es de acero, sobre el que se moldea el aluminio
o aleación, formando un conjunto no desmontable. Para el caso de
conjuntos desmontables en los que la horquilla es de aluminio o
aleación de aluminio y el actuador es de acero, éstos pueden quedar
unidos mediante sistemas de unión convencionales, como por ejemplo,
un pasador.
Los inconvenientes de estos conceptos radican en
que su proceso de fabricación requiere unos costes elevados.
En líneas generales, la horquilla y actuador de
materiales disimilares para cajas de cambio y de transferencia de
vehículos automóviles, objeto de la invención, presentan como
especial característica, el hecho de determinar un conjunto de
horquilla y actuador, que facilita la fabricación económica, para
obtener un único elemento integral, con las ventajas inherentes a
la utilización de dos materiales diferentes de la horquilla y del
actuador. La horquilla presenta en la zona de unión de las ramas
que abrazan y controlan al desplazable, una prolongación que define
una pestaña que se extiende hasta la zona donde se encuentra el
actuador, estando determinado éste por una pieza independiente de
un material de acero, provista de la correspondiente escotadura de
conexión y unida mediante soldadura.
El empleo de estos materiales, distintos para la
horquilla y para el actuador, conlleva las ventajas inherentes, en
cuanto al excelente comportamiento al desgaste que presentan las
aleaciones con base de cobre, como son cuproaluminios y latones, en
cuanto a la horquilla, y la elevada dureza que puede obtenerse
mediante el tratamiento térmico adecuado en un actuador de
acero.
Por tanto, la horquilla y el actuador
conformados con los materiales anteriormente aludidos, unidos
mediante soldadura, definen una única pieza integral.
Con respecto a conjuntos similares que se
empleen en la actualidad, se consigue obtener piezas con un coste
menor, reduciendo operaciones de mecanizado y eliminando la
utilización de componentes y operaciones adicionales.
Para facilitar la compresión de las
características de la invención y formando parte integrante de esta
memoria descriptiva, se acompaña una hoja de planos en cuyas
figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
Figuras 1, 2 y 3.- Son respectivas vistas en
perspectiva de distintas formas de unión mediante soldadura entre
horquilla y actuador para formar un conjunto integral, acorde con
la invención.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
las figuras, podemos ver que en todas ellas se muestra un eje 1 de
soporte, sobre el que a su vez se monta una horquilla 2, de manera
fija o deslizante y que se relaciona con un actuador 3, que está
provisto de una escotadura 4, sobre la que actúa el dedo de mando,
que podría ser gobernado de forma manual o robotizada, de una caja
de cambio o de una caja de transferencia de un vehículo automóvil,
no representado en las figuras.
La horquilla 2, presenta por uno de sus extremos
o parte superior, una conformación a modo de brida 5, que abraza
al eje 1, extendiéndose inferiormente en las dos ramas o brazos 6
de la misma. Estos brazos 6, rodean parcialmente el desplazable o
rodete (no representado).
En dicha horquilla 2 se han previsto las mesetas
de contacto 7 que se sitúan en los extremos de los brazos 6, y la
meseta central 8 (figura 1).
Tal y como se aprecia en la figura 1, la
horquilla 2 presenta por el lado opuesto a los brazos 6, una
prolongación a modo de pestaña 9, que se relaciona con el actuador
3, que queda unido mediante soldadura 10. El actuador 3 está
situado adosado a la pestaña 10, solapado en ella y la soldadura 10
permite la unión de la horquilla 2 y actuador 3 por sus caras
laterales en contacto.
En el caso representado en la figura 2, el
actuador 3 se sitúa a continuación de la pestaña 9 y en este caso
la soldadura 10 efectúa la unión a través de los cantos de estos
elementos.
En la figura 3 se ha representado otro tipo de
horquilla (referenciada en este caso con 2') en la que la pestaña
presenta una configuración distinta al ser del mismo grosor que la
horquilla, dispuesta a modo de puente reforzando el tramo de unión
de las ramas de la horquilla 2'. El correspondiente actuador 3
queda dispuesto en posición yacente, paralelo al eje 1 y unido
mediante soldaduras 10 aplicadas en la periferia del canto o
extremo por el que se une.
El material de la horquilla 2 o 2' que como
hemos dicho anteriormente es una aleación con base de cobre, puede
ser del tipo de CuAl1OFe2 EN1982 ó aleaciones equivalentes;
CuAl10Fe5Ni5 EN1982 o aleaciones equivalentes; o CuZn32Al2Mn2Fe1
EN1982 o aleaciones equivalentes.
En cuanto al material del actuador 3, que es de
acero, puede ser en concreto acero al carbono tipo C40 o C45
EN10083, o aceros equivalentes.
Claims (5)
1. Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, donde la horquilla está montada en un eje de
soporte de manera fija o deslizante y lleva solidario el actuador,
provisto de una escotadura de conexión al dedo de mando, con
posibilidad de accionamiento manual o asistido,
caracterizada porque la horquilla (2, 2') presenta en la
zona de unión de sus ramas o de vinculación al eje de soporte (1),
una prolongación a modo de pestaña (9) donde lleva unido en la
posición adecuada y mediante soldadura (10) el actuador (3), siendo
la horquilla (2, 2') de un material de aleación con base de cobre
y el actuador (3) de acero, constituyendo un único elemento
integral.
2. Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, según reivindicación 1,
caracterizada porque el material de aleación de la horquilla
(2, 2') es del tipo de CuAl10Fe2 EN1982, ó aleaciones
equivalentes.
3. Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, según reivindicación 1, caracterizada
porque el material de aleación de la horquilla (2, 2') es del tipo
de CuAl10Fe5Ni5 EN1982, o aleaciones equivalentes.
4. Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, según reivindicación 1, caracterizada
porque el material de aleación de la horquilla (2, 2') es del tipo
de CuZn32Al2Mn2Fe1 EN1982, o aleaciones equivalentes.
5. Horquilla integral de materiales disimilares
para cajas de cambio de velocidades y de transferencia de
vehículos automóviles, según reivindicación 1, caracterizada
porque el material de acero del actuador (3) es acero al carbono
tipo C40 ó C45 EN10083, o equivalentes.
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