D E S C R I P C I Ó N

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de sujeción del eje intermedio utilizado normalmente en motores de combustión interna con cilindros opuestos o motores tipo bóxer, donde dicho sistema tiene aplicación en la industria de automoción.

Este sistema de sujeción del eje intermedio tiene como función principal la transmisión del movimiento rotacional del cigüeñal del motor hasta las culatas donde se ubican las válvulas, los inyectores, así como los sistemas de distribución variable "variocam". En caso de rotura, actualmente el sistema de sujeción del eje intermedio desemboca en un fallo general del motor resultando un destrozo completo y dejando todos los órganos vitales de motor inservibles. Con el nuevo sistema ideado, mejoramos notablemente la seguridad, ya que en caso de rotura, el eje intermedio nunca se descolgaría como pasa con el sistema de sujeción del eje intermedio convencional, y así evitaríamos el fallo y destrozo general del motor.

Además, el usuario detectaría el fallo debido a que, en el nuevo sistema, existen unos avisadores que, en caso de fallo, producen una alta vibración que obligaría al usuario a apagar el motor, por lo que de esa manera se salva del fallo general. ANTECEDENTES DE LA INVENCION

A modo de introducción, un sistema de sujeción del eje intermedio es utilizado normalmente en motores de combustión interna tipo bóxer.

Este sistema se encuentra acoplado interiormente respecto del cigüeñal del motor situado interiormente porque así se consigue, entre otras cosas, bajar el centro de gravedad del motor, ya que dichos motores suelen estar relacionados con vehículos de carácter deportivo y de altas prestaciones.

Al eje intermedio se le transmite el movimiento desde cigüeñal mediante una cadena, así mismo del eje intermedio parten dos cadenas mas, una para cada lado del motor, o para cada culata, de esa manera se relaciona dicho movimiento del cigüeñal hasta los respectivos árboles de levas. Así existe una relación directa entre el movimiento rotacional del cigüeñal y la apertura y cierre de las válvulas asociadas a cada árbol de levas.

Es conocida la problemática actual referida a este sistema de sujeción del eje intermedio, el cual sufre habitualmente roturas por fatiga, ya que originalmente comprende un diseño endeble en referencia a los elevados esfuerzos que ahí se generan. Esto es debido principalmente a que el sistema de sujeción del eje intermedio actualmente utilizado, comprende un eje de giro acoplado a un único rodamiento de bolas de una calidad muy justa para el trabajo requerido. Este rodamiento se encuentra en contacto con una corona exterior, que relaciona el cigüeñal con las culatas mediante una cadena. Al sufrir elevados esfuerzos mecánicos continuados, se produce la rotura del rodamiento y, por ende, se parte el eje porta-rodamiento por lo que el eje intermedio se queda sin sustentación y se descuelga, de modo que no se transmite la relación de movimiento del cigüeñal a las culatas.

En este punto, los distintos elementos incluidos en las culatas, tales como válvulas, árboles, bombas de aceite auxiliares, resortes, etc se detienen, y chocan contra piezas aun en movimiento, tales como los propios pistones, originando costosas roturas del bloque de motor, cigüeñal, camisas de los pistones y válvulas, todo ello con una muy difícil reparación, que desemboca en una sustitución completa del motor.

Una de las posibles soluciones es centrarse en los materiales utilizados en el rodamiento de unión entre el eje de giro y la corona exterior, de manera que el rodamiento comprenda materiales altamente resistentes y que alarguen la vida útil del sistema de sujeción del eje intermedio. Dichos materiales utilizados en los rodamientos son tales como material cerámico y silicio sinterizado, los cuales solucionan parte de los problemas referidos a la rotura por fatiga del rodamiento en cuestión. Estos materiales son sustancialmente más caros que los rodamientos utilizados inicialmente para dicho sistema, y que los hacen casi prohibitivos para su instalación en vehículos con motores de estas características en producciones seriadas.

Otra posible solución es la ideada por la empresa 'LN Engineering LLC que, incluye un diseño idéntico al original pero con un rodamiento algo mejorado. Aun así, este sistema de LN tiene el inconveniente principal de que, en caso de que igualmente se quiebre el rodamiento en cuestión, se produzcan los mismos fallos anteriormente descritos, de forma que entren en contacto piezas móviles interiores al motor y la avería producida sea la rotura del motor. Es por ello que se hace necesaria la aparición de un nuevo sistema de soporte del eje intermedio, que subsane en mayor medida los inconvenientes anteriormente mencionados. En la línea de alargar la vida útil del sistema y sobre todo mejorar su fiabilidad, en caso de rotura del rodamiento principal, se ha previsto un mecanismo o elementos adicionales que impidan que se descuelgue el eje de giro y se produzca el destrozo general del propio motor.

Asimismo, se ha tenido en cuenta que el coste de este sistema no sea elevado, de forma que pueda implantarse en vehículos existentes que comprendan dicho soporte de sujeción del eje intermedio, dando así una solución, aparte de una mejora al sistema de sujeción del eje intermedio.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de sustentación del eje intermedio para motores de combustión interna con cilindros opuestos o boxer, que permite una mejora en la fiabilidad del sistema objeto de invención, siendo la finalidad principal aumentar la durabilidad del sistema y además evitar descuelgues del eje intermedio que ocasionen roturas de importancia en piezas interiores del propio motor.

El sistema de sustentación del eje intermedio para motores de combustión interna con cilindros opuestos que la invención propone comprende

una pieza porta-eje acoplada a un bloque de un motor, donde dicha pieza porta-eje comprende una cavidad interior abierta en ambos extremos,

un eje porta-rodamientos insertado en el interior, tanto de dicha pieza porta-eje como de una corona del eje intermedio,

además de un primer rodamiento en contacto con dicho eje y con dicha corona del eje intermedio, un segundo rodamiento en contacto con dicho eje porta-rodamientos, y que puede entrar en contacto con dicha corona del eje intermedio, en caso de fallo del sistema.

De esta manera, se observa cómo las piezas que comprenden el sistema son las utilizadas habitualmente en los sistemas de sujeción del eje intermedio, con la excepción de la inclusión de dicho, al menos, un nuevo elemento denominado segundo rodamiento, que se encuentra acoplado en el eje porta-rodamientos y tiene la característica técnica novedosa de no estar en contacto con la corona del eje intermedio, cuando el sistema funciona correctamente, es decir, cuando el sistema de sujeción del eje intermedio funciona correctamente, el primer rodamiento se encuentra en contacto con la corona, para que pueda girar libremente y transmitir el movimiento desde el cigüeñal hasta los respectivas culatas. Por tanto, se comporta como un sistema de eje intermedio habitual pero, cuando se produce un fallo por un sobreesfuerzo o fatiga en el sistema objeto de invención, el primer rodamiento rompe y el segundo rodamiento, que inicialmente no se encontraba en contacto con la corona, pasa a ejercer la función de soporte y apoyo a dicha corona, permitiendo el libre giro de ésta y sin que se produzcan fallos en el sistema por posibles descuelgues y/o desplazamientos giratorios oscilantes

Es, por tanto, que la inclusión de dicho, al menos, un segundo rodamiento en el sistema de sujeción del eje intermedio, soluciona la problemática anteriormente expuesta, de manera que con un elemento adicional, dispuesto de tal manera, que no entre en contacto con la corona hasta que no se produzca el fallo del primer rodamiento. De esta manera, se mejora la fiabilidad del sistema sin influir en su correcto funcionamiento, todo ello con un elemento adicional novedoso, de sencilla implantación en motores que comprendan sistemas de sujeción de ejes intermedios. Complementariamente, se contempla la posibilidad de que el sistema de sujeción del eje intermedio comprenda una pluralidad de tetones acoplados, a la periferia de la pieza porta-eje, y que pueden entrar en contacto con la corona del eje intermedio, en caso de fallo del sistema, produciendo una vibración tal que el usuario se dé cuenta que algo está fallando en la transmisión del movimiento del vehículo.

Con estos tetones, en caso de avería, se limita el desplazamiento axial de la corona dentada, de manera que, cuando entren en contacto los citados tetones con la periferia de la corona, se originen esas aludidas vibraciones que sonorizan la avería en el citado sistema.

A modo aclaratorio, las piezas o elementos que comprenden el sistema objeto de invención se comportan tal que:

- la pieza porta-eje se encuentra acoplada a una de las paredes del bloque motor, y es la que sustenta parte del eje que comprende, tanto el primer rodamiento como dicho, al menos un, segundo rodamiento;

- el eje porta-rodamientos insertado en el interior de dicha pieza porta-eje, es el encargado de sustentar tanto el primer como dicho, al menos, un segundo rodamiento y permitir el libre giro de la corona del eje intermedio.

Se contempla la posibilidad de que el eje comprende una geometría cilindrica con una protuberancia toroidal intermedia que define el apoyo por un lado del primer rodamiento y por otro lado de dicho, al menos, un segundo rodamiento. Además, es la portadora de las juntas toroidales, que evitan fugas de aceite. Es por ello que, a diferencia del estado de la técnica conocido, el eje comprende una geometría más alargada que los ejes utilizados actualmente, de manera que permita la inclusión de dicho, al menos un, segundo rodamiento a continuación del primero.

La protuberancia toroidal intermedia realiza la función de evitar posibles desplazamientos axiales de los rodamientos colindantes con ella, pudiendo disponerse de protuberancias toroidales adicionales para definir separaciones entre rodamientos adicionales o para impedir movimientos axiales en todo el sistema objeto de invención.

De manera preferente, el eje dispondrá de una dimensión adecuada para que disponga de una elevada robustez ante esfuerzos de fatiga producidos en dicho eje (en torno a 20 mm. de diámetro preferentemente)

Como hemos comentado, se completa la novedad de este sistema de sujeción del eje intermedio, con una pluralidad de tetones acoplados, en contacto con la periferia de dicha pieza porta-eje, y que pueden entrar en contacto con la corona del eje intermedio, en caso de fallo del sistema, produciendo la vibración antes comentada para que el usuario se de cuenta del fallo.

Dichos tetones comprenden preferentemente una geometría cilindrica y están acoplados radialmente en la pieza porta-eje, de forma que en situación normal del sistema, los tetones no realizan ninguna función específica, estando dispuestos de manera que no afecten a la distribución de pesos del sistema objeto de invención; pero en caso de rotura del primer rodamiento, la desnivelación producida por el eje, da lugar a que los tetones entren en contacto con la corona del eje intermedio, produciendo unas vibraciones acusadas que serán detectadas por el usuario y que le advierten de la rotura o fallo en el sistema de sujeción del eje intermedio; y en caso de que el usuario no perciba dónde se ha producido la rotura, a tenor de las vibraciones y ruidos parará el motor, e impedirá que puedan existir roturas de mayor calibre, que le supondrían la sustitución del motor.

De manera preferente la pluralidad de tetones están conformados de acero de alta resistencia templado y sellado.

Se contempla la posibilidad de que la pieza porta-eje comprenda una superficie sensiblemente plana en uno de sus laterales, que es el que se encuentra en contacto con el bloque motor, donde dicha superficie sensiblemente plana comprende medios de acoplamiento entre la pieza porta-eje y el bloque motor.

En el sistema de sujeción del eje intermedio convencional la pieza porta-eje comprende módulos mecanizados independientes, donde se encuentran respectivamente los medios de acoplamiento de la pieza porta- eje al bloque motor. En caso de sobre-esfuerzo o fatiga continuada pueden producirse roturas en los respectivos módulos. En el dispositivo objeto de invención al disponer de una superficie sensiblemente plana en la pieza porta-eje, se consigue que cuando se acopla al bloque motor, todo ello forme un único bloque, consiguiendo una mayor rigidez estructural y sin existir puntos o zonas de concentración de tensiones tales como aristas vivas o geometrías similares.

De esta manera tanto dicha, al menos una, tapa soporte como dicho, al menos, un medio de sujeción tienen como función principal el correcto acoplamiento entre dicho, al menos, un segundo rodamiento y el eje; de forma que no existan posibles holguras ni fallos de servicio; impidiendo que, ante esfuerzos axiales, los rodamientos puedan extraerse del eje, y donde dicha tapa no afecte negativamente al correcto funcionamiento del sistema de sujeción del eje intermedio y no entre en contacto con ninguna pieza móvil cercana a éste.

Preferentemente dicha, al menos una, tapa será de configuración cilindrica y dispondrá de dos cavidades interiores cilindricas, de modo que puedan acoplarse a ellas los respectivos medios de sujeción, siendo dichos medios de sujeción, preferentemente, tornillos.

Se contempla la posibilidad de que el soporte del sistema de sujeción del eje intermedio comprende:

al menos, una arandela de retención acoplada al eje y en contacto con la pieza porta-eje, y

una tuerca acoplada al eje, en uno de sus extremos, y en contacto con dicha arandela de retención. De forma usual, cuando se produzca una avería o se precise realizar un mantenimiento preventivo, será dicha tuerca la que se retirará para la correcta extracción desde la zona exterior del motor, facilitando las revisiones al mecánico encargado. Por último y como realizaciones preferentes, se contemplan las posibilidades de que:

- el primer rodamiento es un rodamiento de bolas, y donde

- dicho, al menos, un segundo rodamiento es un rodamiento de bolas y rodillos preferentemente, de forma que soporte elevados esfuerzos radiales y axiales.

Así pues, de acuerdo con la invención descrita, sistema de sujeción del eje intermedio para motores de combustión interna con cilindros opuestos que la invención propone constituye un avance en los sistemas de eje intermedio hasta ahora utilizados, y resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en la línea de alargar la vida útil del sistema, mejorar su fiabilidad ya que en caso de rotura del rodamiento principal existe un mecanismo o elementos adicionales que impiden que el eje intermedio se descuelgue y puedan entrar en contacto piezas móviles con piezas interiores del propio motor, y donde adicionalmente el coste de este sistema no es tan elevado de forma que puede implantarse en vehículos existentes que comprendan dicho sistema de sujeción del eje intermedio convencional.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 .- Muestra una vista general del motor y la ubicación del sistema de sujeción del eje intermedio dispuesto en el bloque de motor y en el interior de la corona del eje intermedio.

La figura 2.- Muestra una vista de alzado con un corte en sección del sistema de sujeción del eje intermedio.

La figura 2a.- Representa a una vista en perspectiva de citado sistema de sujeción del eje intermedio.

La figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de parte de los elementos que componen el sistema de sujeción del eje intermedio.

La figura 4.- Muestra una vista en perfil del eje. La figura 5.- Muestra una vista en perspectiva de la pieza porta- eje.

La figura 6.- Muestra una vista en perspectiva de la tapa soporte que va sujeta a un extremo del eje

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de las figuras 2 y 2a puede observarse como en una de las posibles realizaciones del sistema de sujeción del eje intermedio utilizado en motores de combustión interna con cilindros opuestos que la invención propone comprende:

una pieza porta-eje (1 ) acoplada a un bloque motor, que comprende una cavidad interior (1 a) abierta en ambos extremos, y de una superficie sensiblemente plana en la cara de contacto con el bloque motor.

un eje (3) insertado en el interior, tanto de dicha pieza porta-eje

(1 ) como de una corona del eje intermedio (2) que forma parte del sistema de transmisión del movimiento del motor,

un primer rodamiento (4) en contacto con dicho eje (3) y con dicha corona del eje intermedio (2), y

un segundo rodamiento (5) en contacto con dicho eje (3) y que puede entrar en contacto con dicha corona del eje intermedio (2) en caso de fallo del sistema.

Se observa cómo la distribución de todos los elementos se encuentra repartida de forma tal que, el centro de gravedad del sistema, se encuentre en el eje de revolución del eje (3) y no existan inercias indeseadas, cuando la corona del eje intermedio (2) se encuentre en movimiento giratorio.

A la vista de la figura 4, se observa cómo el eje (3) comprende una geometría cilindrica con una protuberancia toroidal intermedia (3a) que define el apoyo, por un lado, del primer rodamiento (4) y, por otro lado, del segundo rodamiento (5).

Complementariamente, en la figura 2 puede apreciarse cómo el sistema de sujeción del eje intermedio comprende una pluralidad de tetones (6) acoplados a la periferia de dicha pieza porta-eje (1 ), y que pueden entrar en contacto con corona del eje intermedio (2) perteneciente al bloque motor, en caso de fallo del sistema. Es vario el número de tetones (6) distribuidos en los vértices de forma poligonal regular ficticia, con el centro del eje de revolución en el eje (3), donde adicionalmente puede visualizarse cómo ante una rotación de la pieza porta-eje (1 ), serán los tetones (6) los que entren en contacto con la corona del eje intermedio (2) y avisarán del fallo del dispositivo. Dichos tetones (6) son de acero de alta resistencia templado y sellado.

Tal y como puede observarse en las figuras 3 y 5, la pieza porta- eje (1 ) comprende una superficie sensiblemente plana (1 b) en uno de sus laterales que se encuentra en contacto con el bloque motor, donde dicha superficie sensiblemente plana (1 b) comprende medios de acoplamiento (7) entre la pieza porta-eje (1 ) y el bloque motor (no representado). Siendo los medios de acoplamiento (7) tornillos de alta resistencia y dispuestos en los vértices de un triángulo.

A la vista de la figura 5, puede apreciarse la superficie plana (1 b) que se mecaniza en un solo bloque y no se aprecian aristas vivas que puedan ser focos de concentración de tensiones.

El sistema se sujeta, por un lado del eje (3) mediante una tuerca (1 1 ) apoyada a su vez en la arandela de retención (10), que soporta al cierre del retén de labio (12); y por el otro extremo, mediante la tapa (8) y los tornillos (9).

La función de la colocación del retén de labio (12) se basa en ejercer de barrera a la fuga de aceite hacia la tuerca (1 1 ), en caso de fallo de las juntas toroidales próximas a la protuberancia (3a) del eje (3).

Por último en la figura 6 se observa la tapa soporte (8) de dicho segundo rodamiento (5) situada en el lado opuesto de corona del eje intermedio (2), y a su vez, se observan dos orificios, donde se acoplarán los medios de sujeción (9) entre dicha tapa soporte (8) y entre dicho eje (3). Siendo tales medios de sujeción (9) dos tornillos.

A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invención reivindicada.