UNIDAD DE SINCRONIZACION PARA UNA CAJA DE ENGRANAJES DE UN VEHICULO AUTOMOVIL.

Unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil,

comprendiendo la unidad de sincronización:

un primer engranaje (10) que tiene un dentado interior (18) de aplicación,

un segundo engranaje (12) adyacente al primer engranaje (10) y axialmente móvil con relación a él, teniendo el segundo engranaje (12) un dentado exterior (20) de aplicación dispuesto para engranar con el dentado interior (18) de aplicación del primer engranaje (10),

un anillo (16) de sincronización interpuesto entre el primer engranaje (10) y el segundo engranaje (12), teniendo el anillo (16) de sincronización un dentado interior (22) de aplicación dispuesto para engranar con el dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12) y que forma una superficie cónica exterior (24) de acoplamiento dispuesta para ser puesta adosada a una correspondiente superficie cónica interior (30) de acoplamiento del primer engranaje (10) para permitir la transmisión del par motor mediante fricción entre el primer engranaje (10) y el anillo (16) de sincronización,

medios resilientes (27) interpuestos entre el segundo engranaje (12) y el anillo (16) de sincronización;

caracterizada porque el anillo (16) de sincronización incluye medios (23) de parada dispuestos para determinar unívocamente una rotación relativa entre el dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización y el dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12) cuando las superficies cónicas (24, 30) de acoplamiento del anillo (16) de sincronización y del primer engranaje (10) se adosan unas a otras, y porque el segundo engranaje (12) incluye medios (29) de leva configurados como para ejercer una carga axial en los medios resilientes (27) que tienden a adosar a la fuerza entre sí las superficies cónicas (24, 30) de acoplamiento del anillo (16) de sincronización y del primer engranaje (10) cuando los engranajes primero y segundo (10, 12) son movidos uno hacia el otro, y como para no ejercer ninguna carga axial en los medios resilientes (27) una vez que los dentados (18, 20) de aplicación de los engranajes primero y segundo (10, 12) han empezado a engranar

Unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil.

La presente invención se refiere a una unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil, como se especifica en el preámbulo de la reivindicación 1. Una unidad tal es divulgada en el documento US-A-4736643.

Las unidades de sincronización del tipo definido anteriormente se usan en cajas de engranajes de vehículos automóviles para acoplar para rotación entre sí un par de engranajes adyacentes que son montados en el mismo árbol de la caja de engranajes y rotan a diferentes velocidades en la condición no acoplada, solo después de que los dos engranajes hayan sido llevados a la misma velocidad de rotación, por lo que la maniobra de aplicación entre los dentados de aplicación de los dos engranajes puede tener lugar sin choques y cargas inaceptables.

Un ejemplo de construcción de estas conocidas unidades de sincronización es ilustrado en las figuras 1 a 3. En referencia a esas figuras, una unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil comprende un primer engranaje axialmente estacionario 10 (en lo sucesivo, simplemente denominado engranaje estacionario), un segundo engranaje axialmente móvil 12 (en lo sucesivo, simplemente denominado engranaje de deslizamiento) montado adyacente al engranaje estacionario 10 en un mismo árbol 14 de la caja de engranajes, y un anillo 16 de sincronización interpuesto entre el engranaje estacionario 10 y el engranaje 12 de deslizamiento. El engranaje estacionario 10 tiene un dentado interior 18 de aplicación adaptado para engranar con un correspondiente dentado exterior 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento con el fin de asegurar que los dos engranajes 10 y 12 son acoplados para rotación entre sí. El anillo 16 de sincronización tiene un dentado interior 22 de aplicación destinado a engranar con el dentado exterior 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento con el fin de conectar de manera accionadora el anillo 16 de sincronización para rotación con el engranaje 12 de deslizamiento. El anillo 16 de sincronización forma, en su lado radialmente exterior, una superficie cónica 24 de acoplamiento en la que es colocada una capa de material 26 de fricción. El engranaje estacionario 10 forma a su vez, en el lado radialmente interior de una porción anular 28 de extremo orientada hacia el engranaje 12 de deslizamiento, una superficie cónica 30 de acoplamiento contra la que la superficie cónica 24 de acoplamiento del anillo 12 de sincronización puede ser impulsada con el fin de generar un par motor de sincronización debido a la fricción entre las dos superficies y así llevar el engranaje estacionario 10 a la misma velocidad angular que el anillo 16 de sincronización y, por consiguiente, del engranaje 12 de deslizamiento. La unidad de sincronización comprende además un muelle 32 axialmente interpuesto entre el anillo 16 de sincronización y el engranaje 12 de deslizamiento para impulsar el anillo 16 de sincronización hacia el engranaje estacionario 10. La posición "fin de desplazamiento" del anillo 16 de sincronización en el lado del engranaje estacionario 10 es definido por una arandela 34 de retención encajada en una porción 36 de cubo del engranaje 12 de deslizamiento cerca del dentado exterior 20 de aplicación. En el lado axialmente opuesto con respecto al dentado exterior 20 de aplicación, la porción 36 de cubo del engranaje 12 de deslizamiento tiene una muesca 38 en la que se aplica un miembro 40 de control para controlar el movimiento de deslizamiento de ese engranaje.

La operación de aplicación entre los dentados 18 y 20 de aplicación de los respectivos engranajes 10 y 12 de la conocida unidad de sincronización ilustrada en las figuras 1 a 3 será descrita ahora en referencia a las figuras 4A a 4D.

La figura 4A muestra la unidad de sincronización en la condición inicial neutral, en la que los dentados 18 y 20 de aplicación de los dos engranajes 10 y 12 no engranan entre sí y las superficies cónicas 24 y 30 de acoplamiento del anillo 16 de sincronización y del engranaje estacionario 10 no están adosadas unas a otras.

La figura 4B muestra la unidad de sincronización en la condición "comienzo de sincronización", en la que las superficies cónicas 24 y 30 de acoplamiento del anillo 16 de sincronización y del engranaje estacionario 10 se adosan unas a otras y el muelle 32 está comprimido como resultado del movimiento axial del engranaje 12 de deslizamiento hacia el engranaje estacionario 10. La fuerza de rozamiento que actúa en las superficies cónicas 24 y 30 de acoplamiento debido a la fuerza axial ejercida por el muelle 32 y por las superficies frontales inclinadas de los dentados 20 y 22 de aplicación permite generar un par motor de sincronización entre el anillo 16 de sincronización y el engranaje estacionario 10 hasta que es alcanzada una condición en la que estos dos componentes tienen la misma velocidad angular y están, por lo tanto, en relativo reposo. Al principio de la fase de sincronización, el anillo 16 de sincronización rota debido a diferentes velocidades angulares de los dos engranajes 10 y 12 hasta que las superficies frontales inclinadas del dentado 22 de aplicación de él se ponen adosadas a las superficies frontales inclinadas del dentado 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento. Durante la fase de sincronización, el dentado 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento no puede, por lo tanto, moverse hacia el dentado 18 de aplicación del engranaje estacionario 10, sino que permanece adosado frontalmente al dentado 22 de aplicación del anillo 16 de sincronización.

Cuando se completa la fase de sincronización, el anillo 16 de sincronización rota en la dirección opuesta a la precedente, permitiendo por ello que el dentado 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento se mueva hacia delante otra vez hasta alinearse y engranar con el dentado 20 de aplicación del engranaje estacionario 10. Esta condición "comienzo de aplicación" es ilustrada en la figura 4C. Durante el movimiento hacia delante del engranaje 12 de deslizamiento, el muelle 32 es comprimido adicionalmente y continúa actuando en el anillo 16 de sincronización, impidiendo por ello el alineamiento.

Por último, la figura 4D muestra la condición "fin de aplicación", en la que los dentados 18 y 20 de aplicación del engranaje estacionario 10 y el engranaje 12 de deslizamiento, respectivamente, engranan uno con otro.

Durante la fase de desaplicación, el anillo 16 de sincronización viaja a lo largo de la misma trayectoria que la de la fase de aplicación, pero en la dirección opuesta, bajo la acción del muelle 32, deslizándose a lo largo del dentado 20 de aplicación del engranaje 12 de deslizamiento hasta que vuelve a adosarse a la arandela 34 de retención.

La conocida solución descrita anteriormente tiene algunas desventajas. Primero de todo, no permite tener una fase de sincronización completa. En segundo lugar, el recorrido angular o de rotación del anillo de sincronización con relación al dentado de aplicación del engranaje de deslizamiento al principio de la fase de sincronización no es unívoco. Finalmente, el muelle continúa ejerciendo una fuerza axial en el anillo de sincronización también durante la fase de aplicación, haciendo por ello el alineamiento de los dentados 20 y 22 de aplicación difícil, incluso aunque ya no es necesario generar un par motor de sincronización por medio de la fricción entre las superficies cónicas de acoplamiento.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil que hace posible superar las desventajas mencionadas antes de la técnica anterior.

Este y otros objetos son plenamente alcanzados de acuerdo con la presente invención gracias a una unidad de sincronización que tiene las características especificadas en la porción caracterizadora de la reivindicación 1.

Características ventajosas adicionales de la invención son definidas en las reivindicaciones dependientes.

Las características y las ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada, dada puramente a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en corte axial de una unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil de acuerdo con la técnica anterior;

la figura 2 es una vista en corte axial del engranaje de deslizamiento...

1. Unidad de sincronización para una caja de engranajes de un vehículo automóvil, comprendiendo la unidad de sincronización:

un primer engranaje (10) que tiene un dentado interior (18) de aplicación,

un segundo engranaje (12) adyacente al primer engranaje (10) y axialmente móvil con relación a él, teniendo el segundo engranaje (12) un dentado exterior (20) de aplicación dispuesto para engranar con el dentado interior (18) de aplicación del primer engranaje (10),

un anillo (16) de sincronización interpuesto entre el primer engranaje (10) y el segundo engranaje (12), teniendo el anillo (16) de sincronización un dentado interior (22) de aplicación dispuesto para engranar con el dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12) y que forma una superficie cónica exterior (24) de acoplamiento dispuesta para ser puesta adosada a una correspondiente superficie cónica interior (30) de acoplamiento del primer engranaje (10) para permitir la transmisión del par motor mediante fricción entre el primer engranaje (10) y el anillo (16) de sincronización,

medios resilientes (27) interpuestos entre el segundo engranaje (12) y el anillo (16) de sincronización;

caracterizada porque el anillo (16) de sincronización incluye medios (23) de parada dispuestos para determinar unívocamente una rotación relativa entre el dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización y el dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12) cuando las superficies cónicas (24, 30) de acoplamiento del anillo (16) de sincronización y del primer engranaje (10) se adosan unas a otras, y porque el segundo engranaje (12) incluye medios (29) de leva configurados como para ejercer una carga axial en los medios resilientes (27) que tienden a adosar a la fuerza entre sí las superficies cónicas (24, 30) de acoplamiento del anillo (16) de sincronización y del primer engranaje (10) cuando los engranajes primero y segundo (10, 12) son movidos uno hacia el otro, y como para no ejercer ninguna carga axial en los medios resilientes (27) una vez que los dentados (18, 20) de aplicación de los engranajes primero y segundo (10, 12) han empezado a engranar.

2. Unidad de sincronización de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los medios de parada incluyen dientes (23) de parada que están interpuestos entre los dientes del dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización y están formados de tal manera que el juego tangencial entre los dientes (23) de parada y los correspondientes pares de dientes del dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12) es mayor que el juego tangencial entre los dientes del dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización y los dientes del dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12).

3. Unidad de sincronización de acuerdo con la reivindicación 2, en la que los dientes (23) de parada se proyectan axialmente más allá de los dientes del dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización hacia el segundo engranaje (12).

4. Unidad de sincronización de acuerdo con la reivindicación 3, en la que cada diente (23) de parada tiene, en una porción de él que se proyecta axialmente hacia el segundo engranaje (12) más allá de los dientes del dentado interior (22) de aplicación del anillo (16) de sincronización, una hendidura (25) que se extiende en un plano perpendicular al eje geométrico del anillo (16) de sincronización.

5. Unidad de sincronización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los medios resilientes incluyen una arandela (27) axialmente retenida al anillo (16) de sincronización.

6. Unidad de sincronización de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5, en la que la arandela (27) está recibida en las hendiduras (25).

7. Unidad de sincronización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los medios de leva incluyen una proyección radial (2) de sección axial trapezoidal formada por el dentado exterior (20) de aplicación del segundo engranaje (12).

8. Unidad de sincronización de acuerdo con las reivindicaciones 5 y 7, en la que la proyección radial (29) tiene una primera superficie (29a) que tiene un contorno inclinado hacia el eje geométrico del anillo (16) de sincronización.

9. Unidad de sincronización de acuerdo con la reivindicación 8, en la que la proyección radial (29) tiene una segunda superficie (29b) adyacente a la primera superficie (29a) y que tiene un contorno paralelo al eje geométrico del anillo (16) de sincronización.

10. Caja de engranajes para un vehículo automóvil, que comprende una unidad de sincronización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.