ES2319516T3 - Engranaje de un arbol de levas con dos discos giratorios dipuestos uno dentro de otro y unidos uno con otro por un disco oscilante. - Google Patents
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Abstract
Engranaje para regular el ángulo de giro del árbol de levas (4) con respecto al ángulo de giro del cigüeñal de un motor de combustión interna, con dos discos giratorios (1, 3) dispuestos uno dentro de otro y unidos uno con otro por un disco oscilante (2), estando unido el disco oscilante (2) con el segundo disco giratorio (3) por medio de coronas dentadas (2.1, 3.1), caracterizado porque el disco oscilante (2) está unido con el primer disco giratorio (1) por medio de al menos una espiga (2.2) y porque el primer disco giratorio está construido como una rueda (1) del árbol de levas de un motor de combustión interna unida con el cigüeñal y el segundo disco giratorio (3) está unido con el árbol de levas (4) del motor de combustión interna.
Description
Engranaje de un árbol de levas con dos discos
giratorios dispuestos uno dentro de otro y unidos uno con otro por
un disco oscilante.
La invención concierne a un engranaje de un
árbol de levas con dos discos giratorios dispuestos uno dentro de
otro y unidos uno con otro por un disco oscilante, tal como el que
se describe, por ejemplo, en el documento DE 100 38 354 A1.
En el documento de carácter genérico DE 100 38
354 se describe un engranaje que sirve de dispositivo de control
para regular el ángulo de giro de un primer disco giratorio con
respecto al ángulo de giro de un segundo disco giratorio, los
cuales están unidos uno con otro por medio de un disco oscilante. El
primer disco giratorio está formado aquí por el árbol de levas y el
segundo disco giratorio está formado por una rueda del árbol de
levas de un motor de combustión interna que está unida con el
cigüeñal.
En la rueda del árbol de levas y en el árbol de
levas están formadas aquí unas coronas dentadas de número de
dientes diferente con las que engrana una corona dentada formada en
el disco oscilante. Durante un giro del disco oscilante se produce
por efecto del número de dientes diferente de las coronas dentadas
un desplazamiento del ángulo de giro del árbol de levas con
respecto al de la rueda de dicho árbol de levas. Las coronas
dentadas tienen que fabricarse en este caso de manera muy precisa
con una alta exactitud de producción, por lo que se originan altos
costes.
La invención se basa en el problema de indicar
un engranaje con un disco oscilante según el preámbulo de la
reivindicación 1, en el que se pueda establecer de forma barata la
unión entre el disco oscilante y los discos giratorios.
Este problema se resuelve según la invención por
medio de la particularidad de la parte caracterizadora de la
reivindicación 1, según la cual el disco oscilante está unido con el
primer disco giratorio por medio de al menos una espiga y con el
segundo disco giratorio por medio de una corona dentada.
Esta espiga puede estar formada en principio en
el disco oscilante o en el primer disco giratorio. En caso de más
de una espiga, éstas pueden estar formadas también en el disco
oscilante y en el disco giratorio. La espiga puede estar fabricada
aquí en una sola pieza con el disco oscilante o con el primer disco
giratorio. Como alternativa, la espiga puede estar unida con el
disco oscilante o con el primer disco giratorio, por ejemplo, por
medio de pegadura, soldadura autógena, embutición a presión,
soldadura de aporte o atornillamiento.
La pieza antagonista de la espiga para unir el
disco oscilante y el primer disco giratorio está formada por una
escotadura que, debido al movimiento del disco oscilante, está
configurada en forma de hendidura.
En otro perfeccionamiento de la invención se ha
previsto que la espiga y la hendidura de forma de hendidura formen
un emparejamiento de deslizamiento, estando asentado sobre la espiga
y/o dentro de la escotadura de forma de hendidura, como soporte
antagonista, un casquillo constituido por un material apto para
deslizamiento. Este casquillo puede estar fabricado, por ejemplo,
de Teflon, fundición gris, latón o bronce.
Particularmente cuando se emplea más de una
espiga, el casquillo asentado como soporte antagonista sobre la
espiga y/o dentro de la escotadura de forma de hendidura está
previsto para compensar tolerancias de fabricación. Así, se pueden
mantener preparados, para el montaje del engranaje, casquillos
destinados a asentarse sobre la espiga/las espigas con espesor de
pared diferente. En consecuencia, se pueden fabricar casquillos para
su inserción en la escotadura de forma de hendidura, cuya pista de
deslizamiento para la espiga no esté formada en el centro del
casquillo. En caso de casquillos de constitución
correspondientemente compleja, la posición de la pista de
deslizamiento de un casquillo destinado a insertarse en una
escotadura de forma de hendidura puede ajustarse, por ejemplo, por
medio de tornillos.
En otro perfeccionamiento de la invención se ha
previsto que, para establecer la unión entre el disco oscilante y
los dos discos giratorios, esté habilitado un suministro de
lubricante propio que esté constituido, por ejemplo, por una
boquilla que esté unida con el circuito de aceite y que, por tanto,
durante el funcionamiento del engranaje, rocíe la espiga y la
corona dentada con aceite del motor.
En un último perfeccionamiento de la invención
se han previsto medios para que el disco giratorio primero y
exterior esté configurado como una rueda de árbol de levas de un
motor de combustión interna unida con el cigüeñal, el disco
giratorio segundo e interior esté unido con un árbol de levas del
motor de combustión interna y el engranaje esté concebido para
regular el ángulo de giro del árbol de levas con respecto al ángulo
de giro del cigüeñal.
En lo que sigue se describe y explica el
engranaje según la invención con dos discos giratorios dispuestos
uno dentro de otro y unidos entre ellos por medio de un disco
oscilante sobre la base de un ejemplo de realización en relación con
dos figuras.
Muestran:
La figura 1, una vista en sección axial a través
de un engranaje con un disco oscilante, en el que el primer disco
giratorio está configurado como una rueda de un árbol de levas y el
segundo disco giratorio está configurado como un componente unido
con el árbol de levas, y
La figura 2, una vista en sección a través del
engranaje para representar el disco oscilante que lleva las espigas
y una corona dentada.
El funcionamiento de un engranaje con un disco
oscilante para regular el ángulo de giro del árbol de levas con
respecto al ángulo de giro del cigüeñal a fin de influir sobre los
tiempos de control de la holgura de las válvulas selectoras de gas
de un motor de combustión interna se basa en que un disco oscilante
dispuesto sobre el árbol de accionamiento de una unidad de ajuste
presenta un ángulo de ajuste axial con respecto a este árbol de
accionamiento y con respecto al árbol de levas, y está dispuesto en
forma giratoria sobre el árbol de accionamiento.
En la figura 1 se representa en una vista en
sección un disco oscilante 2 que une el árbol de levas 4 y la rueda
1 de dicho árbol de levas, estando unida la rueda 1 del árbol de
levas que forma un disco giratorio con el cigüeñal del motor de
combustión interna a través de una transmisión primaria diseñada
como cadena de control.
El disco oscilante 2 presenta una primera corona
dentada 2.1 que engrana con una segunda corona dentada 3.1 de un
disco giratorio 3 que está unido con un árbol de levas 4. Debido al
ángulo de ajuste axial del disco oscilante 2 engranan entre ellos
únicamente los dientes de un segmento angular de la primera corona
dentada 2.1 y la segunda corona dentada 3.1. El tamaño del segmento
angular dentro del cual están engranadas las dos coronas dentadas
2.1; 3.1 una con otra depende del ángulo de ajuste axial del disco
oscilante 2 con relación al árbol de levas 4 y con relación al
árbol de accionamiento no representado de la unidad de ajuste,
respectivamente.
Además, el disco oscilante 2 presenta cuatro
espigas 2.2 que sobresalen radialmente de la superficie envolvente
exterior de dicho disco oscilante 2. El disco oscilante 2 está
dispuesto dentro de una protuberancia de forma de vaso de la rueda
2 del árbol de levas, encajando las cuatros espigas 2.2 en cuatro
escotaduras 1.1 que están formadas en la protuberancia de forma de
vaso de la rueda 1 del árbol de levas. Como consecuencia del giro
oscilante del disco oscilante 2, las escotaduras 1.1 de la rueda 1
del árbol de levas están configuradas en forma de hendiduras. El
número de espigas 2.2 y la fabricación de estas espigas 2.2 dependen
de los pares que se transmiten a través de las espigas 2.2 desde la
rueda 1 del árbol de levas hasta el disco oscilante 2.
En la figura 2 se representan cuatro espigas 2.2
formadas en el disco oscilante 2 para un motor de combustión
interna en el que se transmiten altos pares. Para garantizar una
alta estabilidad de las espigas 2.2 se han fabricado estas espigas
2.2 formando una sola pieza con el disco oscilante 2. Cuando se
presentan cargas más pequeñas, las espigas 2.2 pueden aplicarse
sobre la superficie envolvente exterior del disco oscilante 2, por
ejemplo mediante soldadura autógena de fricción.
Debido al disco oscilante 2 existe entre la
rueda 1 del árbol de levas y el árbol de levas 4 una unión por
acoplamiento de fuerza que discurre a través de las escotaduras 1.1
de forma de hendiduras, las cuatro espigas 2.2 y las dos coronas
dentadas 2.1, 3.1. Esta unión por acoplamiento de fuerza hace que,
cuando el disco oscilante 2 no es accionado por la unidad de
ajuste, la rueda 1 del árbol de levas y el propio árbol de levas 4
giren de la misma manera.
Para influir sobre el ángulo de giro del árbol
de levas 4 con respecto al ángulo de giro del cigüeñal, la primera
corona dentada 2.1 del disco oscilante 2 y la segunda corona dentada
3.1 del disco giratorio 3 presentan un número de dientes diferente.
Este número de dientes diferente conduce a que se produzca un
decalaje entre la rueda 1 del árbol de levas y el disco giratorio 3
durante el giro oscilante del disco oscilante 2. Este decalaje
corresponde después de una revolución oscilante del disco oscilante
2 al segmento angular que ocupan los dientes que forman la
diferencia en el número de dientes.
Si, por ejemplo, la primera corona dentada 2.1
del disco oscilante 2 presenta cincuenta dientes y la segunda
corona dentada 3.1 del disco giratorio 3 presenta cincuenta y un
dientes, una revolución oscilante del disco oscilante 2 conduce a
un decalaje entre el árbol de levas 4 y la rueda 1 de este árbol de
levas de exactamente un diente (= 7,2 grados). En consecuencia, el
decalaje entre la rueda 1 del árbol de levas y el propio árbol de
levas 4 asciende a una revolución completa después de cincuenta
revoluciones oscilantes del disco oscilante 2, es decir que la
multiplicación entre la rueda 1 del árbol de levas y el propio árbol
de levas 4 es de 50 : 1.
Para reducir resistencias de rozamiento se
pueden disponer en las escotaduras 1.1 de forma de hendiduras unos
casquillos de Teflon no representados en cuya pista de rodadura
oscilen las espigas 2.2 del disco oscilante 2 durante el giro
oscilante.
Estos casquillos pueden emplearse, además, para
compensar tolerancias de fabricación, a cuyo fin se habilitan
durante el montaje del engranaje casquillos diferentes cuyas pistas
de rodaduras estén construidas en posiciones centradas y
descentradas. Cuando se presenta un decalaje entre las espigas 2.2
del disco oscilante 2 y una escotadura 1.1 de forma de hendidura de
la rueda 1 del árbol de levas, se compensa este decalaje por medio
de un casquillo con una pista de rodadura excéntricamente
dispuesta.
dispuesta.
Debido al rozamiento entre las coronas dentadas
2.1, 3.1 que presentan un número de dientes diferente se ha
dispuesto en la zona del engranaje una boquilla que está unida con
el suministro de aceite del motor de combustión interna y que rocía
las coronas dentadas 2.1, 3.1 y, por tanto, todo el engranaje con
aceite del motor.
En el lado del disco oscilante 2 opuesto a la
corona dentada 3.1 está ubicado un dispositivo de ajuste no
representado que acciona el disco oscilante 2 y que está construido
preferiblemente como un motor eléctrico, pero que puede
materializarse también por medio de un sistema hidráulico o un
accionamiento mecánico.
Debido al disco oscilante 2 unido con la rueda 1
del árbol de levas a través de espigas 2.2 y destinado a regular el
ángulo de giro del árbol de levas 4 con respecto al ángulo de giro
del cigüeñal se reducen los costes de fabricación del disco
oscilante 2 y de la rueda 1 del árbol de levas, proporcionándose una
unión estable entre la rueda 1 del árbol de levas y el disco
oscilante 2.
Claims (9)
1. Engranaje para regular el ángulo de giro del
árbol de levas (4) con respecto al ángulo de giro del cigüeñal de
un motor de combustión interna, con dos discos giratorios (1, 3)
dispuestos uno dentro de otro y unidos uno con otro por un disco
oscilante (2), estando unido el disco oscilante (2) con el segundo
disco giratorio (3) por medio de coronas dentadas (2.1, 3.1),
caracterizado porque el disco oscilante (2) está unido con el
primer disco giratorio (1) por medio de al menos una espiga (2.2) y
porque el primer disco giratorio está construido como una rueda (1)
del árbol de levas de un motor de combustión interna unida con el
cigüeñal y el segundo disco giratorio (3) está unido con el árbol
de levas (4) del motor de combustión interna.
2. Engranaje según la reivindicación 1,
caracterizado porque la al menos una espiga (2.2) se ha
fabricado formando una sola pieza con el disco oscilante (2) o con
el primer disco giratorio (1).
3. Engranaje según la reivindicación 1,
caracterizado porque la al menos una espiga (2.2) está unida
con el disco oscilante (2) o con el primer disco giratorio (1) por
medio de pegadura y/o soldadura autógena y/o embutición a presión
y/o soldadura de aporte y/o atornillamiento.
4. Engranaje según una de las reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque la al menos una espiga (2.2)
formada en el disco oscilante (2) o en el primer disco giratorio
(1) está dispuesta en el primer disco giratorio (1) o en el disco
oscilante (2) dentro de una escotadura (1.1) de forma de
hendidura.
5. Engranaje según la reivindicación 4,
caracterizado porque la espiga (2.2) y la escotadura (1.1) de
forma de hendidura forman un emparejamiento de deslizamiento y
porque sobre la espiga (2.2) y/o dentro de la escotadura (1.1) de
forma de hendidura está dispuesto, como soporte antagonista, un
casquillo constituido por un material apto para deslizamiento.
6. Engranaje según la reivindicación 4,
caracterizado porque el casquillo se ha fabricado de Teflon o
fundición gris o latón o bronce.
7. Engranaje según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque el casquillo asentado como soporte
antagonista sobre la espiga (2.2) y/o dentro de la escotadura (1.1)
de forma de hendidura está previsto para compensar tolerancias de
fabricación.
8. Engranaje según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque está previsto un suministro
de lubricante para la unión entre el disco oscilante (2) y los dos
discos giratorios (1, 3).
9. Engranaje según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el primer disco giratorio
(1) es el exterior de los dos discos giratorios dispuestos uno
dentro de otro y porque el segundo disco giratorio (3) es el
interior de los dos discos giratorios dispuestos uno dentro de
otro.
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