Juntas homocinéticas: tipos y usos

Tirando de la etimología de "homocinética", "homo" quiere decir "igual", y "cinética" se refiere al movimiento, por lo que "homocinético/a" apunta a un movimiento igual, uniforme, estable. Y esto no es así en una junta cardan. Una junta homocinética o un cárdan es un conjunto de elementos mecánicos dispuestos de forma que puedan variar el movimiento transmitido por un árbol en un cierto ángulo entre los árboles de entrada y salida. De esta manera, un cárdan es exactamente esto:



Dada su construcción y tirando de manual, tienen la particularidad de que "cuando los ejes giran desalineados quedan sometidos a variaciones de velocidad angular y, por tanto, a esfuerzos alternos que aumentan la fatiga de los materiales de los que están construidos", así como una transmisión del movimiento no lineal sino pulsatoria, de la siguiente manera:




Cuanto mayor es es ángulo, más se aprecia la variación de la velocidad de transmisión del árbol. Para evitar este efecto hemos de montar otro cárdan de manera invertida, exactamente de la siguiente manera, con la condición por tanto de que el eje inicial y final de una transmisión donde hay dos cárdan deberán ser paralelos:




Por esto un cárdan normalmente sólo se usa como ese de transmisión cuando los ángulos con que se trabaja son muy pequeños, porque como hemos visto según aumentamos su ángulo de trabajo comienza a aparecer esa oscilación inherente a sus características constructivas, ¿Ajá? 


¿Qué soluciones tenemos entonces? Las juntas homocinéticas, que las hay muchas y de muchos tipos 

- Junta Glaencer-Spicer: "Consiste en dos juntas cardan unidas por una pieza de doble horquilla, de forma que el giro alterado por una de ellas es rectificado por la otra, transmitiendose así un movimiento uniforme a las ruedas. Esta junta se puede decir que se compone de dos juntas cardan simples que se acoplan entre sí mediante un árbol muy corto. Además posee un dispositivo de centrado constituido por una rótula y una pequeña esfera, de manera que pueden deslizar a lo largo del árbol conducido"



"Esta junta es de engrase permanente y se caracteriza por su reducido volumen. Tiene un rendimiento muy elevado y muy poca resistencia al deslizamiento, la junta trípode deslizante Glaencer se comporta homocineticamente bajo cualquier ángulo, con una gran capacidad para la transmisión de pares y un elevado rendimiento mecánico"




- Junta Rzeppa (leído "cepa") o "de bolas": de las más utilizadas hoy en día. "Suele utilizarse combinada con la Glaenzer de trípode deslizante, esta ultima montada en el lado caja de cambios y la junta Rzeppa en el lado rueda, pues trabaja perfectamente bajo condiciones de gran angularidad. Debido a su complejidad constructiva no se ha impuesto su utilización hasta no hace muchos años. Consta de seis bolas que se alojan en una jaula especial o caja de bolas. A su vez, las bolas son solidarias del árbol conductor y del conducido; este acoplamiento se produce debido a que las bolas también se alojan en unas gargantas tóricas, que están espaciadas uniformemente a lo largo de dos piezas interior y exterior. La pieza exterior, en forma de campana, esta unida al árbol conducido, en el lado rueda. La pieza interior es el núcleo del eje conductor, eje que, a su vez, se une a la junta homocinética que sale de la caja de cambios.
La disposición de las bolas y las gargantas hace que sean dos bolas las que transmiten el par, mientras que las otras cuatro aseguran el plano bisector. Tras una pequeña rotación, otras dos bolas son las que pasan a transmitir el par, mientras que las dos bolas que acaban de trabajar pasan al lado bisector. Una de las ventajas de la junta Rzeppa es su larga vida, superior generalmente a la del automóvil (esto es en teoría, por que en la practica vemos muchos automóviles tirados en la carretera debido a la perdida de la grasa que esta en el interior del guardapolvos y que provoca una avería en la junta homocinética)"
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- Junta Tracta o "de nueces": "Desarrollada en los años 20 del siglo pasado, se trata de una junta sencilla y relativamente fácil de fabricar. Los árboles de entrada y salida incorporan unas horquillas que se acoplan a dos piezas centrales, que hacen el efecto del árbol intermedio de las juntas. Estas dos piezas centrales, que se denominan "nueces". Las nueces son macho y hembra, y se acoplan entre sí de manera que los elementos que transmiten el movimiento están siempre en el plano bisector. Los ángulos a los que puede trabajar esta junta son importantes; no obstante, cuando alcanzan valores del orden de 45º no permiten la transmisión de pares de elevado valor. La angularidad de la junta viene limitada por la geometría y la resistencia; en esas condiciones surgen movimientos relativos entre las piezas que dan lugar a rozamientos intensos que producen incrementos de temperatura. Ello limitara la vida de la junta, por lo que los pares a transmitir bajo ángulos fuertes tienen que ser mas bajos que los que podría transmitir con los arboles conductor y conducido en prolongación uno del otro"
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- Junta Bendix-Weiss: "Esta junta, como la Rzeppa, utiliza bolas que proporcionan los puntos de contacto propulsores. En ésta no hay jaula que controle las bolas, las cuales van perfectamente ajustadas en sus pistas entre las dos mitades del acoplamiento. Las cuatro bolas deslizantes son fijadas por una bola interior taladrada que gira sobre un pasador alojado en el semieje exterior. El plano de los puntos de contacto se mantiene en la bisectriz del ángulo de los dos semiejes, pero la posición de las bolas se consigue por el "roce del rodamiento" entre las cuatro bolas y sus pistas"
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En cualquier caso, para su aplicación en el coche lo más normal es combinarlas, como en el siguiente ejemplo:

 

Más información en:

http://www.mecanicavirtual.org/transmisiones.htm

http://www.mecanicavirtual.org/transmision-delantera.htm

http://www.sabelotodo.org/automovil/homocinetica.html

Autor: NRGz del foro Micra Sport Club: http://micrasportclub.mundoforo.com/viewtopic.php?t=744