WO2003057387A1 - Fabricación de soportes monopieza para ejes de equilibrado de motores - Google Patents

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Jose Uribesalgo Beitia
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/02—Arrangements of lubricant conduits
    • F01M2011/021—Arrangements of lubricant conduits for lubricating auxiliaries, e.g. pumps or turbo chargers

Definitions

  • the present invention relates to improvements that concern the constructive realization of the single-piece supports of the automobile engine balance axle, providing in said supports features that improve the process of manufacturing, as well as the functional behavior in the application of the support.
  • the balance shaft supports that are located in the crankcase of car engines and known as "Balance Shaft Carrier", consist of a cast aluminum cast, whose mission is to make a crankshaft stabilizer, comprising said piece of general holes intended for the assembly of the application parts and also a duct of reduced section for the passage of the lubricating oil from a connection inlet to the mounting holes of the rotating parts.
  • a conventional method for forming said lubrication line is by progressive drilling entering one end and the other until the two holes are connected, which has a series of drawbacks, such as: ⁇ Complexity of drilling, with difficulty for them meet with the proper precision. ⁇ High percentage of drill breakage. Q Remains of chips in the holes, requiring a cleaning that is expensive due to the small diameter of the duct. ⁇ Rejection of many parts in the quality controls, for not complying with the required requirements. ⁇ Need to incorporate a closure plug at the unusable end of the duct, requiring a coupling to be assembled for the assembly of said cap and with the risk that it will detach in the use of the bracket. ü The duct extends beyond communication with the holes to be lubricated, which means an unnecessary section of oil travel, forcing the pressure to increase.
  • Patent ES9601271 establishes a method of realization of said lubrication conduit in the molding process of the support, using an accessory male of special characteristics, which is complementaryly coupled to the general male determining the holes for mounting of pieces.
  • the accessory male used is established with two extreme fasteners that emerge outside the molded part of the support, so that said fasteners determine in the molded part two open holes, in one of which it is established the coupling for the supply of the lubricating oil, it being necessary to close the hole at the other end of the duct with a plug as in the embodiment by drilling, the problems in this regard persisting.
  • the extension of the duct also remains beyond the holes to be lubricated, with the same drawback, in this regard, that the realization by drilling.
  • a constructive embodiment is proposed based on the formation of the lubrication conduit in the same molding of the support part, by means of an accessory male that is coupled to the general male of the molding, but with particularities that provide advantageous features. on the previous solution of said method, eliminating its drawbacks.
  • the embodiment of the invention consists in using an accessory male formed according to the useful extension of the lubrication conduit in the support to be molded, said accessory male being established by means of an extreme fastener intended to determine the connection coupling for the supply of the lubricating oil and in clamping with respect to the determining conformations of the holes to be lubricated, ending precisely in the clamping with respect to the last of said conformations, so that in the molded support part said accessory male determines a blind lubrication conduit that extends only until the communication with the last hole to lubricate.
  • the lubrication line is defined in the molded support part in the molding operation itself, eliminating the drawbacks of the drilling operation.
  • the lubrication line is only open at the connecting end of the supply of the lubricating oil, therefore, without having to incorporate a plug from the other end, eliminating the inconvenience that incorporating said plug implies.
  • the lubrication line only extends in the necessary useful path to the holes to be lubricated, thus eliminating the inconvenience of a useless excess of the route of the lubricating oil.
  • the arrangement of the accessory male intended to form the lubrication line is provided in tangential contact with the conformations intended to form the holes to be lubricated, thereby obtaining an effective communication of the lubrication line with the mentioned holes to be lubricated. , in the molding operation itself, increasing said communication by the machining of rectification of the gaps for the assembly of the rotating parts.
  • the recommended embodiment therefore results in certain advantageous features, acquiring a life of its own and preferential character with respect to the pre-existing solutions for the formation of the lubrication line in the molded supports for rocker shafts of automobile engines. 5
  • Figure 1 shows in perspective a molded support for rocker shafts, according to a known embodiment.
  • Figure 2 is a perspective section of the anterior support, according to a cross section through the area of the lubrication line.
  • Figure 3 is a perspective of the assembly of the male for molding said support of Figure 1 with determination of the lubrication conduit in the molding.
  • Figure 4 is a perspective view of a rocker support such as that of Figure 1, according to an embodiment according to the invention.
  • Figure 5 is a perspective section of the support of the previous figure, according to a cross section through Q the area of the lubrication line.
  • Figure 6 is an exploded perspective view of the assembly of the two component elements of the male for molding that support of Figure 4.
  • Figure 7 is a perspective of the assembly of the previous male with the two component elements joined together.
  • the object of the invention is related to the construction of the balancing shaft supports that are located in the crankcase of automobile engines with the mission of stabilizing the crankshaft, which supports are constituted by a piece (1) of cast aluminum which is done by molding.
  • Said supports internally determine holes (2) for the assembly of the application pieces, obtaining such holes by using a male (3) that is included in the construction mold and which is in turn obtained by molding based on A mixture of sand with resins.
  • a conduit (4) is also necessary for the lubrication of the recesses (2) intended for the assembly of rotating parts, so that said conduit (4) must go from a connection inlet (5) for the supply of oil, extending in a transverse route through the part (1) to establish communications with the holes (2) to be lubricated.
  • This lubrication line (4) is of very small diameter, which prevents determining in the general male
  • conduit (4) is also open at the end (6) opposite to the connection inlet (5), which makes it necessary to incorporate a sealing plug to close said end (6), with the added work that this requires and the risk that the plug can be detached in the use of application of the piece (1).
  • a solution that eliminates the difficulties and inaccuracies of the embodiment by drilling, is the use of an accessory male (7), performed independently from the general male (3) and with a more consistent agglomerate than this, said male being arranged accessory (7) as a complement to the general male (3), by incorporation and fastening on it, as shown in Figure 3.
  • the accessory male (7) used determines a conduit (4) that passes transversely through the entire dimension of the piece (1), said conduit (4) being open by the two ends as in the embodiment by drilling, so that it is also necessary to incorporate a plug to close the unusable end (6) and in addition said conduit (4) goes beyond the last hole (2) to which the lubrication has to reach, therefore determining a final section (8) of the route, through which the lubrication oil has to be uselessly circulated.
  • the construction of the part (1) is carried out using a general male (9) in the molding, complemented with an accessory male (10), as shown in Figures 6 and 7.
  • the accessory male (10) that is used is of a length that corresponds to the route of the lubrication from the connection inlet (5) to the communication with the last hole (2) to be lubricated in the piece (1).
  • the accessory male (10) is therefore shorter than the accessory male (7) of the solution already known by the ES9601271 patent, said fastener being held accessory male (10) of this embodiment object of the invention, by coupling an end section (11) with respect to a conformation (12) of the general male (9) and by fitting by means of studs (13) with respect to housings ( 14) of the conformations (15) of said general male (9) intended to configure the holes (2) for mounting the rotating parts in the part (1) of the support.
  • the accessory male (10) according to the embodiment of the invention is shorter and therefore constitutes a material saving, with respect to the accessory male (7) of the known solution; while the general male (9) that is now used, is reduced in terms of the conformation (16), with respect to the general male (3) of the known solution, also assuming material savings and weight reduction.
  • a lubrication line (17) results that is only open to the outside by the end for the supply connection (5) of the lubricating oil, so that It is not necessary to incorporate any sealing plug. And on the other hand, said conduit (17) only goes to the communication with the last hole (2) to be lubricated, so that the route of the lubricating oil extends exclusively in the part that is necessary for the circulation of said lubricating oil, without any final extension of travel Useless .
  • the arrangement of the accessory male (10) is established in a tangential position with respect to the conformations (15) on the general male (9), whereby the lubrication line (17) is communicated tangentially with respect to to the gaps (2) in the piece (1), resulting in direct communications (18) of said duct (17) with the mentioned gaps (2), which communications (18) are also advantageously enlarged with the rectification machining that it is necessary for the holes (2) for adjustment with respect to the rotating parts of application, since this favors the passage of lubrication.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Fabricación de soportes monopieza para ejes de equilibrado de motores automóviles, de los formados por una pieza moldeada que se obtiene utilizando un macho principal (9) complementado con un macho accesorio (10) destinado a formar el conducto de lubricación necesario, disponiéndose el macho accesorio (10) tangencialmente sobre las conformaciones (15) destinadas a formar los huecos (2) de montaje de los elementos giratorios, quedando en sujeción por un extremo sobre una de las conformaciones (15), mientras que por el otro extremo se sujeta mediante un tramo terminal (11) sobre una conformación (12) del macho general (9), determinando en la pieza moldeada un conducto de lubricación abierto sólo por uno de los extremos.

Description

"PERFECCIONAMIENTOS EN LOS SOPORTES MONOPIEZA DEL EJE BALANCÍN DE MOTORES DE AUTOMÓVILES" La presente invención se refiere a unos perfeccionamientos que conciernen a la realización constructiva de los soportes monopieza del eje balancin de motores de automóviles, proporcionando en dichos soportes unas características que mejoran el proceso de la fabricación, asi como el comportamiento funcional en la aplicación del soporte .
Los soportes del eje balancin que se ubican en el cárter de los motores de automóviles y que se conocen como "Balance Shaft Carrier" , consisten en una pieza moldeada de fundición de aluminio, cuya misión es la de hacer de estabilizador del cigüeñal , comprendiendo dicha pieza unos huecos generales destinados para el montaje de las piezas de aplicación y además un conducto de reducida sección para el paso del aceite lubricante desde una entrada de conexión hasta los huecos de montaje de las piezas giratorias.
Los huecos generales para el montaje de piezas se obtienen fácilmente en la propia conformación moldeada del soporte, pero sin embargo el conducto de lubricación entraña una dificultad mayor, debido a su reducida sección y a que se extiende según un recorrido de forma angular .
Un método convencional para formar dicho conducto de lubricación es mediante taladrado progresivo entrando por un extremo y otro hasta conectar las dos perforaciones , lo cual tiene una serie de inconvenientes , tales como : α Complejidad de realización de los taladros, con dificultad para que los mismos se encuentren con la debida precisión. α Elevado porcentaje de rotura de brocas. Q Restos de virutas en los orificios, requiriendo una limpieza que resulta costosa debido al reducido diámetro del conducto . α Rechazo de muchas piezas en los controles de calidad, por no cumplir el conducto con las precisiones requeridas . α Necesidad de incorporar un tapón de cierre en el extremo no utilizable del conducto, requiriendo mecanizar un acoplamiento para el montaje de dicho tapón y con el riesgo de que éste se desprenda en el uso del soporte . ü El conducto se extiende hasta más allá de la comunicación con los huecos que se han de lubricar, lo que supone un tramo de recorrido innecesario del aceite, obligando a incrementar la presión.
Como solución al respecto, la Patente ES9601271 establece un método de realización del mencionado conducto de lubricación en el proceso de moldeado del soporte, utilizando un macho accesorio de características especiales, que se acopla de manera complementaria al macho general determinante de los huecos para el montaje de piezas.
En la realización que dicha Patente propone, el macho accesorio empleado se establece con sendas sujeciones extremas que afloran al exterior de la pieza moldeada del soporte, de manera que dichas sujeciones determinan en la pieza moldeada sendos orificios abiertos , en uno de los cuales se establece el acoplamiento para el suministro del aceite lubricante, siendo necesario cerrar el orificio del otro extremo del conducto con un tapón obturador como en la realización mediante taladrados, persistiendo los inconvenientes en este sentido. La extensión del conducto sigue siendo además hasta más allá de los huecos a lubricar, con el mismo inconveniente, en este aspecto, que la realización mediante taladrados . De acuerdo con la presente invención se propone una realización constructiva basada en la formación del conducto de lubricación en el mismo moldeo de la pieza del soporte, mediante un macho accesorio que se acopla al macho general del moldeo, pero con unas particularidades que aportan características ventajosas sobre la solución anterior de dicho método, eliminando los inconvenientes de la misma.
La realización de la invención consiste en utilizar un macho accesorio formado según la extensión útil del conducto de lubricación en el soporte a moldear, estableciéndose dicho macho accesorio mediante una sujeción extrema destinada a determinar el acoplamiento de la conexión para el suministro del aceite lubricante y en sujeción respecto de las conformaciones determinantes de los huecos a lubricar, terminando precisamente en la sujeción respecto de la última de dichas conformaciones , de manera que en la pieza del soporte moldeado dicho macho accesorio determina un conducto de lubricación ciego que se extiende sólo hasta la comunicación con el último hueco a lubricar .
Por lo tanto, en la pieza del soporte moldeado queda definido en la propia operación del moldeo el conducto de lubricación, eliminando los inconvenientes de la realización por taladrado.
Pero además , el conducto de lubricación solo queda abierto por el extremo de conexión del suministro del aceite lubricante, sin necesidad por lo tanto de tener que incorporar un tapón obturador del otro extremo, eliminando los inconvenientes que la incorporación de dicho tapón supone .
Y por otra parte, el conducto de lubricación solo se extiende en el recorrido útil necesario hasta los huecos a lubricar, eliminando asi el inconveniente de un exceso inútil de recorrido del aceite lubricante. La disposición del macho accesorio destinado a formar el conducto de lubricación, se prevé en contacto tangencial con las conformaciones destinadas a formar los huecos que se han de lubricar, con lo cual se obtiene una comunicación efectiva del conducto de lubricación con los mencionados huecos a lubricar, en la propia operación del moldeo, aumentando dicha comunicación por el mecanizado de rectificación de los huecos para el montaje de las piezas giratorias.
La realización preconizada resulta por lo tanto de 0 unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de las soluciones preexistentes de formación del conducto de lubricación en los soportes moldeados para ejes balancines de motores de automóviles . 5
La figura 1 muestra en perspectiva un soporte moldeado para ejes balancines, según una realización conocida .
La figura 2 es un corte en perspectiva del soporte anterior, según una sección transversal por la zona del 0 conducto de lubricación .
La figura 3 es una perspectiva del conjunto del macho para moldear dicho soporte de la figura 1 con determinación del conducto de lubricación en el moldeo . c La figura 4 es una perspectiva de un soporte de balancines como el de la figura 1, según una realización de acuerdo con la invención.
La figura 5 es un corte en perspectiva del soporte de la figura anterior, según una sección transversal por Q la zona del conducto de lubricación .
La figura 6 es una perspectiva en despiece del conjunto de los dos elementos componentes del macho para el moldeo de ese soporte de la figura 4.
La figura 7 es una perspectiva del conjunto del 5 macho anterior con los dos elementos componentes unidos . El objeto de la invención está relacionado con la construcción de los soportes del eje balancin que se ubican en el cárter de los motores de automóviles con la misión de estabilizar el cigüeñal, los cuales soportes se constituyen por una pieza (1) de fundición de aluminio que se realiza por moldeo.
Dichos soportes determinan interiormente unos huecos (2) para el montaje de las piezas de aplicación, obteniéndose tales huecos mediante la utilización de un macho (3) que se incluye en el molde de construcción y que se obtiene a su vez por moldeo a base de una mezcla de arena con resinas .
En la mencionada pieza (1) es necesario además un conducto (4) para la lubricación de los huecos (2) destinados para el montaje de piezas giratorias, de manera que dicho conducto (4) debe ir desde una entrada (5) de conexión para el suministro de aceite, extendiéndose en un recorrido transversal por la pieza (1) para establecer comunicaciones con los huecos (2) a lubricar .
Ese conducto (4) de lubricación es de muy poco diámetro, lo cual impide determinar en el macho general
(3) una conformación adecuada para obtener directamente dicho conducto (4) en la realización moldeada de la pieza (1) .
Una solución practicada como consecuencia, para realizar ese conducto (4) es mediante taladrado, lo cual requiere dos taladrados entrando por un extremo y otro hasta su encuentro, para definir la extensión angular del mencionado conducto (4) según la forma requerida del mismo en la pieza (1) como muestra la figura 2.
Con ello el conducto (4) queda abierto también en el extremo (6) opuesto a la entrada de conexión (5) , lo cual hace necesario incorporar un tapón de obturación para cerrar dicho extremo (6) , con el trabajo añadido que ello requiere y el riesgo de que el tapón pueda desprenderse en el uso de aplicación de la pieza (1) .
Una solución que permite eliminar las dificultades e imprecisiones de la realización por taladrado, es la utilización de un macho accesorio (7) , realizado de forma independiente respecto del macho general (3) y con un aglomerado de mayor consistencia que éste, disponiéndose dicho macho accesorio (7) como un complemento del macho general (3) , mediante incorporación y sujeción sobre él, como muestra la figura 3.
En la solución conocida a este respecto, según la Patente ES9601271, el macho accesorio (7) utilizado determina un conducto (4) que pasa transversalmente por toda la dimensión de la pieza (1) , quedando dicho conducto (4) abierto por los dos extremos como en la realización por taladrado, de manera que es necesario también incorporar un tapón para cerrar el extremo (6) no utilizable y además dicho conducto (4) va más allá del último hueco (2) al que ha de llegar la lubricación, determinando por lo tanto un tramo final (8) del recorrido, por el que ha de circular inútilmente el aceite de lubricación.
Según la invención la construcción de la pieza (1) se realiza utilizando en el moldeo un macho general (9) , complementado con un macho accesorio (10) , tal como muestran las figuras 6 y 7.
En este caso el macho accesorio (10) que se utiliza es de una longitud que se corresponde con el recorrido de la lubricación desde la entrada de conexión (5) hasta la comunicación con el último hueco (2) que se ha de lubricar en la pieza (1) .
El macho accesorio (10) es por lo tanto de menor longitud que el macho accesorio (7) de la solución ya conocida por la Patente ES9601271, sujetándose dicho macho accesorio (10) de esta realización objeto de la invención, mediante acoplamiento de un tramo extremo (11) respecto de una conformación (12) del macho general (9) y mediante encaje por medio de unos tetones (13) respecto de alojamientos (14) de las conformaciones (15) de dicho macho general (9) destinadas a configurar los huecos (2) de montaje de las piezas giratorias en la pieza (1) del soporte.
Dado que el extremo del macho accesorio (10) coincide, en este caso, con el acoplamiento de sujeción (13-14) respecto de la última conformación (15) del macho general (9) , en éste no es necesaria una conformación particular (16) para la sujeción del extremo final del macho más largo (7) como en la solución conocida que muestra la figura 3.
Por lo tanto, el macho accesorio (10) según la realización de la invención, es de menor longitud y por lo tanto constituye un ahorro de material, respecto del macho accesorio (7) de la solución conocida; en tanto que el macho general (9) que ahora se emplea, queda reducido en cuanto a la conformación (16) , respecto del macho general (3) de la solución conocida, suponiendo también un ahorro de material y reducción de peso .
En la pieza (1) que ahora se obtiene (ver figuras 4 y 5) , resulta un conducto de lubricación (17) que solo queda abierto al exterior por el extremo para la conexión (5) de suministro del aceite lubricante, de manera que no es necesario incorporar ningún tapón de obturación . Y por otro lado, dicho conducto (17) solo va hasta la comunicación con el último hueco (2) que se ha de lubricar, de manera que el recorrido del aceite lubricante se extiende exclusivamente en la parte que es necesaria para la circulación de dicho aceite lubricante, sin ninguna prolongación final de recorrido inútil .
Según una particularidad, la disposición del macho accesorio (10) se establece en posición tangencial con respecto a las conformaciones (15) sobre el macho general (9) , con lo cual el conducto de lubricación (17) queda comunicado de manera tangencial con respecto a los huecos (2) en la pieza (1) , resultando asi unas comunicaciones directas (18) de dicho conducto (17) con los mencionados huecos (2) , las cuales comunicaciones (18) se agrandan además ventajosamente con el mecanizado de rectificación que es necesario de los huecos (2) para su ajuste con respecto a las piezas giratorias de aplicación, ya que ello favorece el paso de la lubricación .

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - Perfeccionamientos en los soportes monopieza del eje balancin de motores de automóviles, del tipo formado por una pieza metálica (1) que se obtiene por moldeo, utilizando un macho general (9) para determinar el conjunto del interior de la pieza con los huecos (2) para el montaje de las piezas giratorias de aplicación, y un macho accesorio (10) para determinar el conducto
(17) de suministro de lubricación a los huecos (2) , caracterizados en que el conducto (17) de lubricación se obtiene mediante un macho accesorio (10) que se dispone en sujeción sobre las conformaciones (15) del macho general (9) destinadas a formar los huecos (2) en la pieza (1) , rematando dicho macho accesorio (10) por un extremo en la sujeción sobre una de las conformaciones
(15) , mientras que por el otro extremo se prolonga hasta un tramo terminal (11) que se acopla sobre una conformación (12) del macho general (9) , en determinación de un conducto (17) en la pieza (1) , con un extremo abierto para la conexión de entrada (5) del aceite lubricante y con el otro extremo ciego en correspondencia de la comunicación con el último hueco
(2) a lubricar.
2. - Perfeccionamientos en los soportes monopieza del eje balancin de motores de automóviles, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizados en que el macho accesorio (10) se dispone tangencial con respecto a las conformaciones (15) del macho general (9) , determinando la formación del conducto (17) en directa comunicación con los huecos (2) en la pieza (1) , mediante aberturas tangenciales (18) entre ellos, las cuales aumentan de dimensión por el mecanizado de ajuste de los mencionados huecos (2) respecto de las piezas de aplicación .
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