Sistema para ensamblar un piñón en un eje de una turbina de un motor de combustión interna.

Método de fabricación de un piñón para ensamblarse en un eje de turbina de un motor de combustión interna,

que comprende al menos una etapa de fabricación de un piñón en una única pieza que tiene simetría axial, equipado con una parte (2) dentada anular y con una parte (1) axial coaxial con dicha parte (2) dentada anular y dotado de un orificio (H) coaxial con una rosca (TH1) para atornillar el piñón (P) en dicho eje (SH) de la turbina, comprendiendo el método un procedimiento para realizar dicha rosca (TH1) con el fin de tener variaciones de paso localizadas realizando dicha parte (1) axial de modo que al menos un extremo (E, F) sobresale axialmente con respecto a dicha parte (2) dentada anular y en el que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas en una sucesión

- realización de dicho orificio (H) coaxial,

- realización de uno o más cortes (G1, G2, G3) parciales perpendiculares a un eje (X) de dicho piñón (P) en dicho extremo (E, F) sobresaliente,

- tracción o compresión axial de dicha parte axial,

- realización de dicha rosca (TH1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E14163882.

Solicitante: FPT Motorenforschung AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: SCHLOSSGASSE 2 9320 ARBON SUIZA.

Inventor/es: Milanovic,Dragoljub.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16B39/286 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › F16B 39/00 Bloqueo de tornillos, bulones o tuercas (clavijas para paredes F16B 13/00; bloqueo de tapas para botellas B65D; bloqueo de los bulones de fijación de las traviesas ferroviarias permanentemente E01B 9/12; bloqueo de los medios de fijación en bridas de carriles ferroviarios E01B 11/38; dispositivos de bloqueo para válvulas o grifos F16K). › causada por cortes de sierra.
  • F16D1/06 F16 […] › F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › F16D 1/00 Acoplamientos para establecer una unión rígida entre dos ejes coaxiales u otros elementos móviles de una máquina (montaje de las ruedas en los ejes de vehículos ferroviarios F16C 3/10). › para montaje de un órgano en un eje o en la extremidad de un eje (fijación de hélices de buques a los ejes B63H 23/34).
  • F16H57/00 F16 […] › F16H TRANSMISIONES.Partes constitutivas generales de las transmisiones (de mecanismo husillo-tuerca F16H 25/00; de transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 43/00).

PDF original: ES-2721630_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema para ensamblar un piñón en un eje de una turbina de un motor de combustión interna.

Campo de aplicación de la invención

La presente invención se refiere al campo de los sistemas para ensamblar los componentes relacionados con la transmisión del movimiento de turbinas de motores de combustión interna y en particular al ensamblaje de un piñón en el eje respectivo de una turbina.

Descripción de la técnica anterior

En general, las turbinas dotadas de piñones en su eje están previstas para conectarse al árbol de transmisión del motor de combustión interna, para obtener esquemas y realizaciones alternativas respectivas de sistemas de turbohélice.

Los ejes de las turbinas en el campo de la automoción son relativamente delgados, con un diámetro comprendido entre 8 y 20 mm. El piñón está estriado en este eje.

No pueden usarse acoplamientos acanalados de tipo axial en un eje delgado de este tipo, ya que debilitarían demasiado el propio eje.

Según una solución conocida, el piñón se atornilla en el eje de turbina, pero es necesario considerar que, si la turbina está en configuración de turbohélice, entonces hay una etapa en la que la turbina genera un par de fuerzas mecánico y transfiere el mismo al árbol de transmisión, y una etapa en la que el árbol de transmisión acciona la turbina. En cualquiera de las dos etapas, según el sentido de la rosca de tornillo, el piñón puede desatornillarse del árbol.

El uso de chavetas o clavijas radiales es inviable, ya que induciría una excentricidad de las masas que, a la velocidad de rotación alcanzada por la turbina, determinaría un desgaste rápido de los cojinetes que soportan el propio árbol. Debido a estos problemas, el método de ensamblaje más extendido es del tipo "ajuste a presión", que significa que el piñón se engrana por fuerza en el eje de la turbina, obteniendo una única pieza que no puede desensamblarse, es decir, que es necesario que se rompa para separar sus partes o que es necesario que se caliente el piñón.

Tal solución no es óptima.

Sumario de la invención

La reivindicación independiente 1 se refiere a un método de fabricación de un piñón según la presente invención. La reivindicación independiente 7 se refiere a un piñón según la presente invención.

El piñón según la una realización de la presente invención, realizado en una única pieza, comprende dos porciones con simetría axial, una anular con respecto a la otra, en el que la porción externa está dentada y la porción interna tiene un orificio pasante coaxial dotado, al menos parcialmente, de una rosca.

La idea en la base de la presente invención es introducir variaciones de paso pequeñas y localizadas en la rosca del orificio pasante, por medio de los que el cuerpo del piñón se asocia al árbol de una respectiva turbina.

De este modo, se obtienen variaciones pequeñas localizadas del paso de la rosca, que aumentan ventajosamente la fricción de apriete del piñón en el eje de la turbina. Según un método preferido para llevar a cabo el piñón, se realizan cortes parciales según paralelos de las porciones internas, entonces se comprime o se tira axialmente del piñón y tras eso se realiza una rosca interna.

La porción interna tiene una extensión más grande que la porción externa, de modo que al menos uno de los extremos, según el eje de simetría del piñón, sobresale con respecto a la porción dentada.

Dichos cortes parciales se realizan en correspondencia con al menos uno de tales extremos.

Preferiblemente, se realizan diferentes cortes o bien consecutivos pero discontinuos en el mismo paralelo o bien en paralelos recíprocamente en paralelo, con un desplazamiento angular apropiada. De este modo, tal extremo tiende a debilitarse si está sometido a una compresión axial, que facilita la realización de dichas variaciones de paso localizadas de la rosca.

Según una realización alternativa preferida de la invención, uno de los dos extremos de la parte interna del piñón integra también un muelle de disco.

Las propiedades del muelle de disco se pueden aprovechar realizando un eje de turbina, que tiene una tuerca de anillo de puesta a tope fija y una rosca adyacente.

Atornillando el piñón en el eje de turbina, cuando el extremo del piñón que define el muelle de disco entra en contacto con la tuerca de anillo de puesta a tope fija, comienza una etapa en la que tal extremo comienza a comprimirse y deformarse almacenando energía de compresión. Tal energía de compresión evita que el piñón se desatornille debido a los pares de fuerzas aplicados al propio piñón durante el funcionamiento normal de la respectiva turbina.

Breve descripción de las figuras

Propósitos y ventajas adicionales de la presente invención se aclararán a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida (y de sus realizaciones alternativas) y los dibujos que se adjuntan al presente documento, que son meramente ilustrativos y no limitativos, en los que:

las figuras 1A y 1B muestran una vista axial y una vista lateral respectivamente de un piñón según la presente invención,

la figura 2 muestra una realización alternativa preferida del piñón mostrado en la figura 1B, mientras que la figura 3 muestra una vista lateral del piñón de la figura 3 y

la figura 4 muestra una vista lateral de un eje de turbina respectivo en el que el piñón mencionado anteriormente está previsto que se ensamble.

En las figuras los mismos números y letras de referencia identifican los mismos elementos o componentes.

Descripción detallada de realizaciones preferidas de la invención

Con referencia a la figura 1A, que muestra una vista axial del piñón P que es objeto de la presente invención y a la figura 1B, que muestra una vista lateral del mismo piñón, es posible ver inmediatamente que el piñón define una simetría axial según el eje X; además, a pesar de estar fabricado en una única pieza, comprende:

- una primera parte 1 interna con un orificio H pasante coaxial con un diámetro D interno y al menos dotado parcialmente de una rosca TH1 y

- una segunda parte 2 externa, dentada y anular con respecto a la primera parte,

en el que la primera parte 1 tiene una extensión EA1 axial más grande que la extensión EA2 axial de la segunda parte. Para una mayor conveniencia, la primera parte se define como axial y la segunda parte como anular, aunque están realizadas en una única pieza.

Al menos un extremo E y/o F de la parte axial sobresale axialmente con respecto a la parte anular.

Con referencia a la figura 1B, al menos un corte G1, G2, G3 parcial, según un paralelo de la porción 1 axial, se realiza en el extremo E y/o F en correspondencia con la porción axial del orificio coaxial previsto para estar dotado de una rosca TH1 y que tiene un diámetro D más pequeño.

En primer lugar, se realizan dichos uno o más cortes G1, G2, G3 parciales adicionales, después el piñón se somete a una compresión o tracción axial y tras eso se realiza la rosca TH1 interna.

La figura 1A muestra que los cortes G2 y G3 parciales se realizaron también consecutivamente en el mismo paralelo del extremo F, opuesto al extremo E mencionado anteriormente.

A partir de la figura 1A, puede entenderse que los cortes G1, G2, G3 parciales alcanzan, desde el exterior, el orificio H pasante.

Los cortes G2 y G3 consecutivos se realizan en el mismo paralelo.

Los cortes pueden realizarse en diferentes paralelos, pero preferiblemente de modo que estén angularmente desplazados entre dos paralelos adyacentes.

Cabe destacar que el término corte parcial tiene que interpretarse como un corte que no afecta a la circunferencia completa de la primera parte 1, sino a una porción preferiblemente más pequeña que 180°.

Con referencia a la figura 1B, puede observarse que el corte G1 está angularmente desplazado con respecto a los cortes G2 y G3, que pertenecen al mismo paralelo.

Tales cortes aumentan la elasticidad axial del piñón, de modo que el hecho de realizar la rosca mientras el piñón se somete a compresión o a tracción, determina una rosca que tiene de manera local un paso más grande o más pequeño respectivamente. Esto determina un aumento del par de fuerzas de apriete del piñón en el eje SH, lo que es ventajoso para evitar el desatornillado no deseado del piñón del eje.

Con referencia a la realización alternativa de la figura...

 

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