SINCRONIZADOR DE CAJAS DE CAMBIOS PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES.

Sincronizador de caja de cambios, que comprende un piñón (10) montado con libre rotación en un árbol (2);

un cubo (20) solidario del árbol (2); un manguito (30) montado fijo en rotación sobre el cubo (20) y que desliza axialmente entre una posición de reposo relativamente distante del piñón (10) y una posición de acoplamiento relativamente próxima al piñón (10); un anillo de sincronización (40) arrastrado en rotación por el cubo (20), móvil axialmente entre el cubo (20) y el piñón (10), y que comprende un asiento cónico de fricción (42) que coopera con un asiento complementario (12) solidario del piñón (10) cuando este anillo de sincronización (40) es empujado por medios de arrastre (50); un dentado de engrane macho (14) dispuesto en el piñón (10); un dentado de engrane hembra (31) dispuesto en una cara interior (32) del manguito (30) y que coopera con el dentado de engrane macho (14) cuando el manguito (30) está en su posición de acoplamiento; y medios de posicionamiento (60) del manguito (30) en su posición de reposo; comprendiendo los medios de arrastre (50) del anillo de sincronización (40) al menos un empujador radial de bola (51), comprendiendo el citado empujador un casquillo (511) de forma general cilíndrica, en el cual la bola es retenida parcialmente en el interior del casquillo (511), estando la bola solicitada elásticamente hacia la cara interior (32) del manguito (30), y al menos una rampa de armado (53) formada en la cara interior (32) del manguito (30) y vuelta hacia el piñón (10), solicitando axialmente la rampa de armado (53) a la bola (52) hacia el piñón (10) cuando el manguito (30) es desplazado axialmente hacia el mismo piñón (10), y desplazando, a su vez, el empujador de bola (51), al anillo de sincronización (40); comprendiendo los medios de posicionamiento (60) al menos un tope de posicionamiento (62) y una rampa de posicionamiento (64), formando parte el empujador de bola (51) de un soporte de bola (54) móvil axialmente con respecto a cubo (20), y que reposa en un alojamiento radial (22) de forma correspondiente, practicado en un alma (24) del cubo (20), comprendiendo el soporte de bola (54) al menos un empujador de bola (51) de forma sensiblemente cilíndrica y primeras y segundas patas transversales paralelas (56) y (57) rígidamente unidas a una y otra parte del empujador de bola (51), siendo la altura de las patas primera y segunda (56) y (57), según una dirección radial, más pequeña que la altura del pulsador de bola (51), estando la primera pata (56) dispuesta frente al anillo de sincronización (40) y apoyándose selectivamente sobre el anillo de sincronización (40) para desplazarlo, caracterizado porque la altura de la primera pata (56) es superior a la altura de la segunda pata (57), poniéndose en apoyo a tope la primera pata (56) contra las dos partes macizas (26) cuando el manguito (30) está en su posición de reposo, bajo la influencia del esfuerzo de reacción de la bola (52) sobre la rampa de posicionamiento (64), constituyendo entonces la primera pata (56) el tope de posicionamiento (62)

Sincronizador de cajas de cambios para vehículos automóviles.

La presente invención se refiere, de manera general, a los sincronizadores de cajas de cambios o cajas de velocidades para vehículo automóvil.

Más precisamente, la invención se refiere a un sincronizador de caja de cambios que comprende un piñón montado con rotación libre en un árbol; un cubo solidario del árbol; un manguito montado fijo en rotación en el cubo y que desliza axialmente entre una posición de reposo relativamente distante del piñón y una posición de acoplamiento relativamente próxima al piñón; un anillo de sincronización accionado en rotación por el cubo, axialmente móvil entre el cubo y el piñón, y que comprende un asiento cónico de fricción que coopera con un asiento complementario solidario del piñón cuando este anillo es empujado por medios de arrastre o accionamiento; un dentado de engrane hembra dispuesto en una cara interior del manguito y que coopera con el dentado de engrane macho cuando el manguito está en su posición de acoplamiento; y medios de posicionamiento del manguito en su posición de reposo; comprendiendo los medios de arrastre del anillo de sincronización al menos un empujador radial de bola, cuya bola está solicitada elásticamente hacia la cara interior del manguito, y al menos una rampa de armado formada en la cara interior del manguito y vuelta hacia el piñón, solicitando axialmente la rampa de armado a la bola hacia el piñón cuando el manguito es desplazado axialmente hacia el propio piñón, y desplazando el empujador, a su vez, al anillo de sincronización; comprendiendo los medios de posicionamiento al menos un tope de posicionamiento y una rampa de posicionamiento.

Son conocidos sincronizadores de esta clase en la técnica anterior, en particular por la solicitud de patente francesa 2 663 708, que describe un sincronizador ilustrado en las figuras 1 y 2, cuyo empujador de bola 51, solidario del cubo 20, comprende un pistón 58 móvil radialmente con respecto al cubo, y una bola 52 que descansa libremente sobre una cara libre 581 del pistón 58. Los desplazamientos axiales de la bola 52 están limitados del lado del piñón 10 por una parte inclinada 582 de la superficie libre del pistón 58 que se eleva hacia la cara interior 32 del manguito 30.

La cara interior 32 del manguito presenta, frente al empujador de bola 51, un relieve 35 que comprende una rampa 53 llamada de armado, vuelta hacia el piñón 10.

Cuando el manguito 30 es desplazado axialmente hacia el piñón 10, la bola 52 es empujada por la rampa de armado 53 hacia el piñón 10, y desplaza, a su vez, al anillo de sincronización 40 por intermedio de un tope de arrastre o accionamiento 44 solidario del anillo.

La pendiente de la parte inclinada 582 de la superficie libre del pistón 58 es por tanto necesariamente pequeña, ya que la bola 52 debe rodar sobre esta parte inclinada 582 para desplazarse hacia el anillo de sincronización 40, sin que se acuñe contra la cara interior 32 del manguito.

Cuando el manguito está en posición de reposo, la bola 52 esta aprisionada entre la parte indinada 582 de la cara libre 581 del pistón y la rampa de armado 53, ejerciendo así un esfuerzo axial sobre el manguito en dirección opuesta al piñón.

El desplazamiento del manguito 30 en esta dirección opuesta al piñón está limitado por una rampa llamada de posicionamiento 64, formada en la cara interior 32 del manguito 30 y vuelta en la dirección opuesta al piñón 10, que coopera con un tope llamado de posicionamiento 62 solidario del cubo 20 y vuelto hacia el piñón 10, como se puede ver en la figura 2.

El manguito, en su posición de reposo, se sitúa por tanto, automáticamente, en un punto determinado, bajo el efecto de los esfuerzos ejercidos por la bola 52 y por el tope de posicionamiento 62.

En el caso de un sincronizador doble, hay dos piñones montados en el mismo eje, a una y otra pare de un cubo, servidos cada uno por un sincronizador, que comparten el mismo cubo y el mismo manguito, de la clase descrita anteriormente, a excepción del cubo, que no presenta tope de posicionamiento.

El cubo comprende un primer conjunto de empujadores de bola, asociados a rampas de armado correspondientes, que cooperan con el primer anillo de sincronización situado del lado del primer piñón, y un segundo conjunto de empujadores de bola en número idéntico, asociados a rampas de armado correspondientes, que cooperan con el segundo anillo de sincronización, situado del lado del segundo piñón.

Cuando el manguito está en su posición de reposo, los esfuerzos ejercidos por las bolas del primer conjunto sobre las rampas de armado correspondientes equilibran exactamente los esfuerzos ejercidos en sentido inverso por las bolas del segundo conjunto sobre las rampas de armado correspondientes.

Sin embargo, al ser pequeñas las pendientes de las partes inclinadas 582 de la cara libre 581, los esfuerzos ejercidos en cada sentido son igualmente pequeños, y no es preciso el posicionamiento del manguito.

El sincronizador de un solo piñón presenta igualmente este defecto.

Las bolas pueden ocasionalmente empujar a los anillos de sincronización contra las partes correspondientes del piñón, lo que entraña una pérdida de energía por rozamiento, perjudicial para el rendimiento de la caja de cambios.

Se conoce, particularmente del documento DE 195 80 558, un sincronizador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sin embargo, este sincronizador no permite posicionar de manera precisa los soportes de bola entre el cubo y el manguito.

El objeto de la presente invención consiste en paliar este problema, y propone un sincronizador cuya definición es conforme con la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Ventajosamente, el dentado de engrane hembra del manguito puede comprender una pluralidad de dientes radiales, comprendiendo el dente o los dientes situados frente al empujador de bola una garganta en la que se aloja la bola cuando el manguito está en la posición de reposo, definiendo conjuntamente la o las superficies de estas gargantas opuestas al piñón la rampa de armado, y definiendo conjuntamente la o las superficies de estas gargantas situadas del lado del piñón, la rampa de posicionamiento.

De preferencia, el tope de posicionamiento puede estar formado por el lado del alojamiento radial que es axialmente opuesto al piñón.

Por ejemplo, la segunda pata puede estar dispuesta frente al tope de posicionamiento y apoyarse sobre éste cuando el manguito está en su posición de reposo, bajo la influencia del esfuerzo de reacción de la bola sobre la rampa de posicionamiento.

Ventajosamente, el alojamiento radial puede ser de forma de T, albergando la barra vertical de la T al empujador de bola y estando enmarcada lateralmente por dos partes macizas, y siendo la barra lateral de la T de forma correspondiente a la segunda pata.

La invención se refiere igualmente a un sincronizador doble de caja de cambios que comprende un primer piñón y un segundo piñón montados con libre rotación en un árbol, a una y otra parte de un cubo, caracterizado porque el sincronizador doble comprende un primer y un segundo sincronizadores, cada uno de los cuales está de acuerdo con las enseñanzas de la invención, que comparten el mismo cubo y el mismo manguito, axialmente móvil entre el cubo y uno o el otro de los piñones primero y segundo, repartiéndose los soportes de bolas en una primera y una segunda series, cooperando los soportes de bolas de la primera serie con el anillo de sincronización del primer sincronizador, cooperando los soportes de bolas de la segunda serie con el anillo de sincronización del segundo sincronizador, repartiéndose los soportes de bolas de las series primera y segunda alrededor del cubo alternativa y regularmente, estando el alma del cubo que lleva los alojamientos radiales situada en el plano medio del manguito.

Otras características y ventajas de la invención se desprenderán claramente de la descripción que se da en lo que sigue, a modo indicativo y en absoluto limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en sección axial de un sintonizador de acuerdo con la técnica anterior, representando las líneas de trazos y puntos el manguito en su posición de acoplamiento,

- la figura 2 es una vista en sección axial de un detalle...

1. Sincronizador de caja de cambios, que comprende un piñón (10) montado con libre rotación en un árbol (2); un cubo (20) solidario del árbol (2); un manguito (30) montado fijo en rotación sobre el cubo (20) y que desliza axialmente entre una posición de reposo relativamente distante del piñón (10) y una posición de acoplamiento relativamente próxima al piñón (10); un anillo de sincronización (40) arrastrado en rotación por el cubo (20), móvil axialmente entre el cubo (20) y el piñón (10), y que comprende un asiento cónico de fricción (42) que coopera con un asiento complementario (12) solidario del piñón (10) cuando este anillo de sincronización (40) es empujado por medios de arrastre (50); un dentado de engrane macho (14) dispuesto en el piñón (10); un dentado de engrane hembra (31) dispuesto en una cara interior (32) del manguito (30) y que coopera con el dentado de engrane macho (14) cuando el manguito (30) está en su posición de acoplamiento; y medios de posicionamiento (60) del manguito (30) en su posición de reposo; comprendiendo los medios de arrastre (50) del anillo de sincronización (40) al menos un empujador radial de bola (51), comprendiendo el citado empujador un casquillo (511) de forma general cilíndrica, en el cual la bola es retenida parcialmente en el interior del casquillo (511), estando la bola solicitada elásticamente hacia la cara interior (32) del manguito (30), y al menos una rampa de armado (53) formada en la cara interior (32) del manguito (30) y vuelta hacia el piñón (10), solicitando axialmente la rampa de armado (53) a la bola (52) hacia el piñón (10) cuando el manguito (30) es desplazado axialmente hacia el mismo piñón (10), y desplazando, a su vez, el empujador de bola (51), al anillo de sincronización (40); comprendiendo los medios de posicionamiento (60) al menos un tope de posicionamiento (62) y una rampa de posicionamiento (64), formando parte el empujador de bola (51) de un soporte de bola (54) móvil axialmente con respecto a cubo (20), y que reposa en un alojamiento radial (22) de forma correspondiente, practicado en un alma (24) del cubo (20), comprendiendo el soporte de bola (54) al menos un empujador de bola (51) de forma sensiblemente cilíndrica y primeras y segundas patas transversales paralelas (56) y (57) rígidamente unidas a una y otra parte del empujador de bola (51), siendo la altura de las patas primera y segunda (56) y (57), según una dirección radial, más pequeña que la altura del pulsador de bola (51), estando la primera pata (56) dispuesta frente al anillo de sincronización (40) y apoyándose selectivamente sobre el anillo de sincronización (40) para desplazarlo, caracterizado porque la altura de la primera pata (56) es superior a la altura de la segunda pata (57), poniéndose en apoyo a tope la primera pata (56) contra las dos partes macizas (26) cuando el manguito (30) está en su posición de reposo, bajo la influencia del esfuerzo de reacción de la bola (52) sobre la rampa de posicionamiento (64), constituyendo entonces la primera pata (56) el tope de posicionamiento (62).

2. Sincronizador según la reivindicación 1, caracterizado porque el dentado de engrane hembra (31) del manguito (30) comprende una pluralidad de dientes radiales (33) del manguito, comprendiendo el o cada uno de los dientes (33), situados frente al empujador de bola (51), una garganta (34) en la que se aloja la bola (52) cuando el manguito (30) está en su posición de reposo, definiendo conjuntamente la o las superficies de estas gargantas (34), opuestas al piñón (10), la rampa de armado (53), y definiendo conjuntamente la o las superficies de estas gargantas (34), situadas del lado del piñón (10), la rampa de posicionamiento (64).

3. Sincronizador según la reivindicación 2, caracterizado porque la segunda pata (57) está dispuesta frente al tope de posicionamiento (62) y se apoya sobre éste cuando el manguito (30) está en su posición de reposo, bajo la influencia del esfuerzo de reacción de la bola (52) sobre la rampa de posicionamiento (64).

4. Sincronizador según la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento radial (22) es de forma de T, albergando la barra vertical de la T al empujador de bola (51) y estando enmarcada lateralmente por dos partes macizas (26), y siendo la barra lateral de la T de forma correspondiente a la segunda pata (57).

5. Sincronizador doble de caja de cambios que comprende un primer piñón y un segundo piñón montados con libre rotación en un árbol (2) a una y otra parte de un cubo (20), caracterizado porque el sincronizador doble comprende un primer y un segundo sincronizadores, cada uno de ellos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, combinada con la reivindicación 2, que comparten el mismo cubo (20) y el mismo manguito (30) axialmente móvil entre el cubo (20) y uno u otro de los piñones primero y segundo, repartiéndose los soportes de bolas en una primera y una segunda series (54, 54'), cooperando los soportes de bolas de la primera serie (54) con el anillo de sincronización (40) del primer sincronizador, cooperando los soportes de bolas de la segunda serie (54') con el anillo de sincronización (40') del segundo sincronizador, distribuyéndose los soportes de bolas de las series primera y segunda (54, 54') alrededor del cubo (20) alternativa y regularmente, estando el alma (24) del cubo (20) que lleva los alojamientos radiales (22) situada en el plano medio del cubo (20), y estando las gargantas (34) situadas en el plano medio del manguito (30).