ES2322923B1 - Cubo de sincronismo modificado y procedimiento para la fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Cubo de sincronismo modificado y procedimiento
para la fabricación del mismo, siendo dicho cubo del tipo empleado
en cajas de cambio, comprendiendo dicho cubo un cuerpo (1) de
configuración sustancialmente cilíndrica que presenta un radio
exterior para definir una superficie perimetral (4) y un radio
interior para definir un alojamiento central acanalado (3),
disponiendo en dicha superficie perimetral (4) de al menos un
orificio (7) practicado según una dirección radial, estando
configurado dicho orificio (7) para conectar un mecanismo de
clipaje a dicho cubo de sincronismo. El cubo se caracteriza porque
el cuerpo (1) dispone de al menos una cavidad (2) situada entre el
radio interior y el radio exterior cuya posición angular está
situada en un punto del radio determinado por la posición del al
menos un orificio (7).
Description
Cubo de sincronismo modificado y procedimiento
para la fabricación del mismo.
La invención se engloba dentro del campo de la
fabricación de componentes auxiliares en el sector de la automoción
y más concretamente se refiere a un nuevo diseño de un cubo de
sincronismo fabricado con tecnología pulvimetalúrgica para una caja
de cambios que permite alojar de forma eficiente el mecanismo de
fijación radial o clipaje para optimizar su funcionamiento.
Los cubos de sincronismo son elementos mecánicos
que forman parte de las cajas de cambio de vehículos. El
competitivo mercado del automóvil evoluciona rápidamente marcando
retos cada vez más ambiciosos en cuanto a las prestaciones que
deben cumplir los vehículos fabricados.
Por extensión, las nuevas cajas de cambio
suponen un reto en la exigencia técnica de la fabricación de los
cubos de sincronismo, tanto desde el punto de vista de su diseño
geométrico como también de sus propiedades mecánicas.
Se ha demostrado que los cubos de sincronismo
con un sistema de fijación radial al manguito de acoplamiento
mejoran sensiblemente el funcionamiento de la caja de cambios. Un
ejemplo, entre otros, es el mecanismo de clipaje basado en muelle y
una esfera alojados en un orificio a tal efecto.
En la actualidad existe alguna solución basada
en este tipo de mecanismo los presentados en las patentes
EP1460297, EP1067318, US4836348, US6811010, US4641734, JP2005155829 y JP2005163833.
EP1460297, EP1067318, US4836348, US6811010, US4641734, JP2005155829 y JP2005163833.
Sin embargo estas soluciones presentan
limitaciones técnicas para su realización debido principalmente a
problemas de espacio para alojar el mecanismo de clipaje, al
problema del ancho de pared del taladro y profundidad así como por
la alta dureza de este tipo de piezas, fabricadas mediante procesos
de sinterizado de polvos metalúrgicos que dificulta la realización
de orificios de estas características con las tecnologías de
mecanizado disponibles hoy en día. Todo ello hace que sea muy
costoso e incluso en ocasiones imposible la fabricación.
Por ello se ha se ha detectado la necesidad de
implementar un cubo de sincronismo modificado, así como su
procedimiento de fabricación, de forma que en el cuerpo de dicho
cubo se dispongan una serie de cavidades que permitan la realización
de la etapa de mecanizado de los citados orificios sin que se
produzcan los citados problemas.
La presente invención representa un cambio
radical en la fabricación de este tipo de cubos de sincronismo y da
solución a las limitaciones antes descritas que impiden la mejora
de prestaciones de los cubos de sincronismo, fabricados por
pulvimetalurgia (sinterizado).
Este objetivo se consigue por medio de la
invención tal y como está definida en las reivindicaciones 1 y 5,
en las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones
preferidas de la invención.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a un cubo de sincronismo modificado del tipo empleado en
cajas de cambio, comprendiendo dicho cubo un cuerpo de
configuración sustancialmente cilíndrica que presenta un radio
exterior para definir una superficie perimetral y un radio interior
para definir un alojamiento central acanalado, disponiendo en dicha
superficie perimetral de al menos un orificio practicado según una
dirección radial, estando configurado dicho orificio para conectar
un mecanismo de clipaje a dicho cubo de sincronismo, caracterizado
porque el cuerpo dispone de al menos una cavidad situada entre el
radio interior y el radio exterior cuya posición angular está
situada en un punto del radio determinado por la posición del al
menos un orificio.
De esta manera y gracias a la disposición de las
citadas cavidades se puede conseguir realizar, con una mayor
facilidad, la etapa de mecanizado de los orificios pudiéndose
alojar el mecanismo de clipaje dentro del cubo. Para ello se
identifican unas posiciones que no comprometan la resistencia
mecánica de la pieza y se vacía parte del alma de la misma
materializándose dicho vaciado en una pluralidad de cavidades
situadas en el cuerpo del cubo según se ha descrito
anteriormente.
Por lo tanto, se habilita un espacio integrado
en el propio cubo que permite alojar el mecanismo de clipaje
oportuno y además se permite la realización del orificio de entrada
y salida en la corona del cubo haciendo un taladro en dirección
radial y con un arranque de viruta mucho menos exigente.
Según otro aspecto de la invención, el cuerpo
podrá disponer de un rehundido perimetral que determina junto con
la superficie perimetral un tabique exterior, situándose las
cavidades en las proximidades de la pared más interna de dicho
tabique.
Según otro aspecto de la invención las cavidades
podrán presentar un cajeado en su pared mas cercana al alojamiento
central acanalado. La misión de dicho cajeado es la de servir de
zona de retención de uno de los componentes del mecanismo de
clipaje.
Otro de los objetos principales de la presente
invención es el procedimiento para la fabricación de un cubo de
sincronismo modificado del tipo empleado en cajas de cambio, dicho
cubo comprendiendo:
- \quad
- un cuerpo de configuración sustancialmente cilíndrica que presenta un radio exterior para definir una superficie perimetral y un radio interior para definir un alojamiento central acanalado
- \quad
- disponiendo en dicha superficie perimetral de al menos un orificio practicado según una dirección radial, estando configurado dicho orificio para conectar un mecanismo de clipaje a dicho cubo de sincronismo,
- \quad
- comprendiendo dicho procedimiento:
- una primera etapa de prensado,
- una segunda etapa de sinterizado; y
- una tercera etapa de mecanizado para definir dicho al menos un orificio;
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento se caracteriza particularmente
porque en la etapa de prensado se conforma al menos una cavidad
situada en el cuerpo entre el radio interior y el radio exterior
cuya posición angular está situada en un punto del radio
determinado por la posición del al menos un orificio.
De esta manera, las citadas cavidades se
conforman en la etapa de prensado empleando unos moldes diseñados
para tal efecto de forma que cuando la pieza ha sido sinterizada
con las citadas cavidades se evitan tensiones y complicadas
operaciones durante la etapa posterior de mecanizado de los
orificios, ya que el arranque de viruta durante dicha etapa es
mucho menos exigente puesto que el vaciado de material se ha
llevado a cabo en la etapa de prensado y se ha materializado en las
citadas cavidades y en la etapa de mecanizado y concretamente en el
taladrado de los orificios el espesor a taladrar queda sensiblemente
disminuido dado que solo hay que taladrar un espacio de material
que queda entre la pared perimetral del cuerpo y la pared mas
externas de las cavidades.
Del mismo modo y gracias al procedimiento
descrito se consigue realizar una fabricación de cubos de
sincronismos en los que quedan mejoradas las tolerancias exigidas y
en consecuencia el correcto funcionamiento del mecanismo de
fijación. Por otro lado, la reducción de la mecanización en cada
pieza permite una mayor duración en la vida de las herramientas
utilizadas y por lo tanto se reducen los costes asociados al
mantenimiento de los equipos de producción. Además, la nueva
configuración permite la utilización de menos material en cada
pieza con la consiguiente disminución en el peso de cada pieza
fabricada.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con unas realizaciones
de dicha invención que se presentan como ejemplos ilustrativos y no
limitativos de ésta.
La figura 1 representa una vista del cubo de
sincronismos modificado objeto de la presente invención.
La figura 2 representa una vista en sección del
cubo de sincronismos modificado, según el plano de corte
I-I de la figura 1.
\vskip1.000000\baselineskip
El cubo de sincronismo (1) objeto de la presente
invención, tal y como se aprecia en la figura 1, presenta un cuerpo
sustancialmente cilíndrico y dispone de un alojamiento central
acanalado (3), determinado por un radio interior, siendo las
acanaladuras del mismo paralelas al eje de revolución de dicho
cuerpo. Además presenta un radio exterior que define una superficie
perimetral (4) la cual también está acanalada según una dirección
paralela al eje de revolución del cuerpo (1), presentando el cuerpo
(1) un rehundido perimetral (5) que junto con la citada superficie
perimetral (4) define un tabique (6).
En dicho rehundido perimetral (5) se disponen
una pluralidad de cavidades (2), que para el presente de
realización de la invención, van a ser 3, siendo este número
meramente orientativo y nunca limitativo para el ámbito de
protección de la invención. Las citadas cavidades se disponen en
las proximidades de la pared mas interna del tabique (6) y se
distribuyen de manera equidistante entre si a lo largo del rehundido
perimetral (5), en este caso y al tener tres cavidades, las mismas
están separadas una magnitud angular de 120º.
Sobre la superficie perimetral (4) se disponen
una pluralidad de orificios (7), situados de manera que su posición
coincide con la cavidad (2) quedando situada entre el radio
interior y el radio exterior en una posición angular situada en un
punto del radio determinado por la posición de cada uno de los
orificios (7). Es decir, que para cada uno de los orificios (7) su
correspondiente cavidad (2) se encuentra en su misma trayectoria
radial.
Con la configuración descrita el espesor que hay
que atravesar en la etapa de taladrado para definir los orificios
(7) es bastante reducido, con lo cual disminuye el peligro de
rotura del cuerpo (1) durante dicha etapa. Además el hueco definido
por la cavidad (2) deja un espacio fundamental para la penetración
del útil de taladrado y para la expulsión de las virutas durante la
etapa de taladrado.
Tal y como se aprecia con mayor detalle en la
figura 2, en este modo de realización la geometría de las cavidades
(2) es prismática rectangular siendo las aristas de la misma
redondeadas. La cavidad (2) podrá atravesar el cuerpo (1), pero
también podrá ser un orificio ciego. Además la cavidad (2) dispondrá
en su pared más interna de un cajeado (8) destinado a la retención
de parte del mecanismo de clipaje (no representado en la figura).
Del mismo modo, la geometría de las cavidades y su tamaño dependerá
del tamaño y forma del mecanismo de clipaje.
Con la geometría y situación de las cavidades
(2) se consigue un comportamiento resistente optimo del cubo de
sincronismo puesto que existe un equilibrio dimensional que permite
un reparto equitativo de las fuerzas a que dicho cubo se encuentra
sometido durante su funcionamiento.
La superficie perimetral (4) presenta una
pluralidad de discontinuidades sobre las que se practican sendas
aberturas (9) pudiendo tener formas diferentes, y además presentan
en su pared más cercana al alojamiento central (3) un cajeado (10)
similar al cajeado (8) realizado sobre las citadas cavidades
(2).
En el presente modo de realización, el inicio de
las cavidades (2) se sitúa en la dirección radial a una distancia
entre 0 y 10 milímetros respecto de la pared interior del tabique
(6). En cuanto al ancho máximo en dirección tangencial de las
cavidades (2), éste puede variar entre 4 y 25 milímetros. La
profundidad de las cavidades (2) será equivalente a la altura del
cuerpo (1) sobre el que se han practicado en el caso de que sea la
cavidad (2) pasante. Si la cavidad (2) es ciega, la pared inferior
tendrá un espesor axial entre 1 y 10 milímetros.
En lo que se refiere al proceso de fabricación,
la principal novedad del mismo reside en que las cavidades (2) se
realizan en la propia etapa de prensado empleando moldes
especiales, es decir antes de la etapa de taladrado, lo cual es
fundamental puesto que ayudan a dicho taladrado y a la expulsión
del material arrancado durante el mecanizado así como para
facilitar la disipación del calor producido durante el
taladrado.
El proceso de mecanizado del orificio (7) se
hace factible por la presencia de la cavidad (2), ya que la cavidad
(2) evita el taladrado en una zona donde el espesor de pared es
insuficiente para su ejecución. Si no existiese esta ventana la zona
taladrada presentaría una fuerte deformación superficial y zonas
con material quemado, por tanto con una inadecuada estructura
metalográfica. El orificio (7) para el muelle tiene una profundidad
de entre 8 y 20 milímetros, un diámetro de entre 4 y 8
milímetros.
Claims (5)
1. Cubo de sincronismo modificado del tipo
empleado en cajas de cambio, comprendiendo dicho cubo un cuerpo (1)
de configuración sustancialmente cilíndrica que presenta un radio
exterior para definir una superficie perimetral (4) y un radio
interior para definir un alojamiento central acanalado (3),
disponiendo en dicha superficie perimetral (4) de al menos un
orificio (7) practicado según una dirección radial, estando
configurado dicho orificio (7) para conectar un mecanismo de clipaje
a dicho cubo de sincronismo, caracterizado porque el cuerpo
(1) dispone de al menos una cavidad (2) situada entre el radio
interior y el radio exterior cuya posición angular está situada en
un punto del radio determinado por la posición del al menos un
orificio (7).
2. Cubo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cuerpo (1) dispone de un rehundido
perimetral (5) que determina junto con la superficie perimetral (4)
un tabique exterior (6), situándose las cavidades (2) en las
proximidades de la pared más interna de dicho tabique (6).
3. Cubo según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las cavidades (2) y por tanto los
orificios (7) se disponen en posiciones equidistantes entre sí.
4. Cubo según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las cavidades (2) presentan un cajeado
(8) en su pared mas cercana al alojamiento central acanalado
(3).
5. Procedimiento para la fabricación de un cubo
de sincronismo modificado del tipo empleado en cajas de cambio,
dicho cubo comprendiendo:
- \quad
- un cuerpo (1) de configuración sustancialmente cilíndrica que presenta un radio exterior para definir una superficie perimetral (4) y un radio interior para definir un alojamiento central acanalado (3)
- \quad
- disponiendo en dicha superficie perimetral (4) de al menos un orificio (7) practicado según una dirección radial, estando configurado dicho orificio (7) para conectar un mecanismo de clipaje a dicho cubo de sincronismo,
- \quad
- comprendiendo dicho procedimiento:
- una primera etapa de prensado,
- una segunda etapa de sinterizado; y
- una tercera etapa de mecanizado para definir dicho al menos un orificio;
caracterizado porque en la etapa de
prensado se conforma al menos una cavidad (2) situada en el cuerpo
entre el radio interior y el radio exterior cuya posición angular
está situada en un punto del radio determinado por la posición del
al menos un orificio (7).
Priority Applications (2)
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090701 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2322923B1 Country of ref document: ES |