Servodirección electromecánica con ajuste de juego para el engranaje helicoidal.

Servodirección electromecánica con un servomotor (1) eléctrico que acciona un árbol helicoidal

(2) que engrana con una rueda helicoidal (7) dispuesta sobre un árbol de dirección (8), estando la rueda helicoidal (7) en unión activa con un árbol de entrada de un engranaje de dirección y estando soportados el árbol helicoidal (2) y el árbol de dirección (8) de forma giratoria en una carcasa de engranaje (9) común, presentando el árbol helicoidal (2) un extremo (12) libre, alejado del motor, que está soportado en un rodamiento (13) con un anillo interior (14), cuerpos de rodamiento (15) y un anillo intermedio (16) con una superficie de rodadura interior para los cuerpos de rodamiento (15), caracterizada por que el anillo intermedio presenta una superficie de rodadura exterior para cuerpos de rodamiento (17) exteriores, estando dispuestas de forma excéntrica una respecto a otra la superficie de rodadura interior y la superficie de rodadura exterior del anillo intermedio (16).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/001276.

Solicitante: THYSSENKRUPP PRESTA AG.

Nacionalidad solicitante: Liechtensein.

Dirección: ESSANESTRASSE 10 9492 ESCHEN LIECHTENSTEIN.

Inventor/es: GALEHR, ROBERT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado... > Dirección asistida o de relé de potencia (para... > B62D5/04 (eléctrica, p. ej. utilizando un servomotor eléctrico conectado o que forma parte del mecanismo de dirección)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TRANSMISIONES > Partes constitutivas generales de las transmisiones... > F16H57/022 (Ajuste de ejes de engranaje o de rodamientos (para la compensación del desalineamiento de ejes de engranajes dentados sin movimiento orbital F16H 1/26; para la compensación del desalineamiento de ejes de engranajes planetarios F16H 1/48))

PDF original: ES-2538330_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Servodirección electromecánica con ajuste de juego para el engranaje helicoidal La presente invención se refiere a una servodirección electromecánica con las características del preámbulo de la reivindicación 1 o de la reivindicación 6.

Para el montaje de árboles es posible usar cojinetes de deslizamiento que presenten un anillo exterior con una superficie circunferencial exterior dispuesta de forma excéntrica con respecto a la superficie del cojinete. Este soporte sin embargo sólo resulta adecuado para árboles rotatorios. Resulta desventajoso si un árbol se para frecuentemente, porque los cojinetes de deslizamiento presentan un elevado par de arranque. Además, básicamente requieren una lubricación continua y una vigilancia durante el funcionamiento. Por lo tanto, los cojinetes de deslizamiento no se usan para el soporte de árboles de accionamiento de servodirecciones electromecánicas.

La patente europea EP1727723B1 muestra un cojinete de bolas en una servodirección electromecánica con un anillo exterior excéntrico con el que se puede ajustar la posición de un árbol soportado en el rodamiento. Después del ajuste ha de fijarse el semicojinete exterior en el asiento de soporte. Sin embargo, no está previsto un ajuste de juego durante el funcionamiento, tal como puede ser necesario por ejemplo por desgaste.

El documento US6, 357, 313B1 muestra una servodirección electromecánica con un engranaje helicoidal en el que el extremo libre del árbol helicoidal está soportado en un cojinete de bolas con un anillo exterior concéntrico de cojinete. El cojinete de bolas mismo está dispuesto en una excéntrica que está dispuesta en la carcasa de dirección de forma giratoria alrededor de un eje que presenta una distancia con respecto al eje de giro del rodamiento. De esta manera, mediante el giro de la excéntrica dentro de la carcasa se puede deslizar la posición del rodamiento y de esta manera ajustar el engrane del árbol helicoidal en la rueda helicoidal asignada. En una forma de realización, la excéntrica se puede cargar con un pretensado de resorte, de modo que el rodamiento puede estar pretensado con el árbol contra el engrane de dentado. La excéntrica está soportada con un soporte deslizante con respecto a la carcasa de engranaje.

Además, por el documento DE102007019324A1 se dio a conocer un engranaje helicoidal de una servodirección electromecánica que corresponde a las características según el preámbulo de la reivindicación 1, mientras que el documento EP1676768A1 corresponde al preámbulo de la reivindicación 6 independiente.

La última forma de realización mencionada del estado de la técnica que se considera formadora de género resulta adecuada para compensar durante el funcionamiento en marcha un cambio del engrane de dentados entre el árbol helicoidal y la rueda helicoidal. Sin embargo, las fuerzas o pares necesarios para ello que finalmente han de aplicarse a través del engrane de dentados son relativamente elevados, ya que el soporte deslizante de la excéntrica en la carcasa del engranaje presenta un elevado par inicial de arranque. Correspondientemente alta es la solicitación de los componentes del engranaje cuando el árbol helicoidal y la rueda helicoidal se encuentran en un engrane demasiado estrecho.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un soporte de autoajuste para un árbol helicoidal en el engranaje de una servodirección electromecánica en la que son menores las fuerzas necesarias para el ajuste automático.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1 o 6.

Dado que en una servodirección electromecánica con un servomotor eléctrico que acciona un árbol helicoidal que engrana con una rueda helicoidal dispuesta sobre un árbol de dirección, estando la rueda helicoidal en unión activa con un árbol de entrada de un engranaje de dirección y estando soportados el árbol helicoidal y el árbol de dirección de forma giratoria en una carcasa de engranaje común, el árbol helicoidal presenta un extremo libre, alejado del motor, que está soportado en un rodamiento con un anillo interior, cuerpos de rodamiento y un anillo intermedio, presentando el anillo intermedio una superficie de rodadura interior para los cuerpos de rodamiento y una superficie de rodadura exterior para cuerpos de rodadura exteriores, estando dispuestas de forma excéntrica una respecto a otra la superficie de rodadura interior y la superficie de rodadura exterior del anillo intermedio, el árbol helicoidal puede desviarse rápidamente en caso de solicitaciones o cambios del engrane causados por influjos de temperatura. El soporte por rodamiento de la excéntrica en la carcasa de engranaje permite una reacción de desvío rápida gracias al bajo par inicial de arranque que ha de superarse para la reacción de desvío.

Si el anillo intermedio forma junto a los cuerpos de rodamiento y un anillo exterior un rodamiento que es excéntrico con respecto al rodamiento y cuyo anillo exterior está asentado en un asiento de soporte en la carcasa de engranaje, sigue mejorando el funcionamiento. Preferentemente, el anillo intermedio se pretensa con medios de resorte de tal forma que el árbol helicoidal es forzado a entrar en engrane con la rueda helicoidal.

La disposición resulta especialmente compacta si el rodamiento en el extremo libre del árbol helicoidal es un rodamiento de agujas.

Un ajuste especialmente suave se consigue si el rodamiento que soporta el anillo intermedio dentro de la carcasa de engranaje es un rodamiento de bolas.

Además, el objetivo se consigue porque en una servodirección electromecánica con un servomotor eléctrico que acciona un árbol helicoidal que engrana con una rueda helicoidal dispuesta sobre un árbol de dirección, estando la rueda helicoidal en unión activa con un árbol de entrada de un engranaje de dirección y estando soportados el árbol helicoidal y el árbol de dirección de forma giratoria en una carcasa de engranaje común, el árbol helicoidal presenta un extremo libre, alejado del motor, que está soportado en un rodamiento con un anillo interior, cuerpos de rodamiento y un anillo intermedio, estando asentado el rodamiento en una palanca excéntrica que está soportada dentro de la carcasa de engranaje de forma pivotante alrededor de un eje de pivotamiento situado fuera del rodamiento, estando previsto un actuador electromecánico para ajustar o regular mediante el accionamiento de la palanca excéntrica la posición del árbol helicoidal con respecto a la rueda helicoidal con dependencia de un control.

De manera ventajosa, la palanca excéntrica está pretensada mediante un rueda helicoidal de tal forma que el árbol helicoidal es forzado a entrar en engrane con la rueda helicoidal.

También puede estar previsto que un actuador electromecánico esté dispuesto dentro de la carcasa de engranaje de tal forma que mediante el accionamiento del anillo intermedio es capaz de ajustar o regular el árbol helicoidal con respecto a la rueda helicoidal con dependencia de un control. Especialmente, puede estar previsto que el control o la regulación se realicen con dependencia de un par de giro aplicado por el servomotor. De esta manera, el engrane puede ser controlado en función de la carga.

A continuación se describen ejemplos de realización de la presente invención con la ayuda del dibujo. Muestran:

la figura 1: el engranaje de una servodirección según la invención en una sección longitudinal a lo largo del árbol helicoidal;

la figura 2: el árbol helicoidal con su soporte en una representación en perspectiva;

la figura 3: el árbol helicoidal de la figura 2 con un pretensado por resorte; y la figura 4: una representación según... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Servodirección electromecánica con un servomotor (1) eléctrico que acciona un árbol helicoidal (2) que engrana con una rueda helicoidal (7) dispuesta sobre un árbol de dirección (8) , estando la rueda helicoidal (7) en unión activa con un árbol de entrada de un engranaje de dirección y estando soportados el árbol helicoidal (2) y el árbol de dirección (8) de forma giratoria en una carcasa de engranaje (9) común, presentando el árbol helicoidal (2) un extremo (12) libre, alejado del motor, que está soportado en un rodamiento (13) con un anillo interior (14) , cuerpos de rodamiento (15) y un anillo intermedio (16) con una superficie de rodadura interior para los cuerpos de rodamiento (15) , caracterizada por que el anillo intermedio presenta una superficie de rodadura exterior para cuerpos de rodamiento (17) exteriores, estando dispuestas de forma excéntrica una respecto a otra la superficie de rodadura interior y la superficie de rodadura exterior del anillo intermedio (16) .

2. Servodirección según la reivindicación 1, caracterizada por que el anillo intermedio (16) forma junto a los cuerpos de rodamiento (17) y un anillo exterior (18) un rodamiento que es excéntrico con respecto al rodamiento (13) y cuyo anillo exterior (18) está asentado en un asiento de soporte (19) en la carcasa de engranaje (9) .

3. Servodirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el anillo intermedio (16) se pretensa con medios de resorte (21) de tal forma que el árbol helicoidal (2) es forzado a entrar en engrane con la rueda helicoidal (7) .

4. Servodirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el rodamiento (13) en el extremo libre (12) del árbol helicoidal (2) es un rodamiento de agujas.

5. Servodirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el rodamiento que soporta el anillo intermedio (16) dentro de la carcasa de engranaje (9) es un rodamiento de bolas.

6. Servodirección electromecánica con un servomotor (1) eléctrico que acciona un árbol helicoidal (2) que engrana con una rueda helicoidal (7) dispuesta sobre un árbol de dirección (8) , estando la rueda helicoidal (7) en unión activa con un árbol de entrada de un engranaje de dirección y estando soportados el árbol helicoidal (2) y el árbol de dirección (8) de forma giratoria en una carcasa de engranaje (9) común, presentando árbol helicoidal (2) un extremo

(12) libre, alejado del motor, que está soportado en un rodamiento (22) con un anillo interior, cuerpos de rodamiento y un anillo intermedio, estando asentado el rodamiento (22) en una palanca excéntrica (23) , caracterizada por que la palanca excéntrica (23) está soportada dentro de la carcasa de engranaje (9) de forma pivotante alrededor de un eje de pivotamiento (24) situado fuera del rodamiento (22) , y por que está previsto un actuador electromecánico para ajustar o regular mediante el accionamiento de la palanca excéntrica la posición del árbol helicoidal (2) con respecto a la rueda helicoidal (7) con dependencia de un control.

7. Servodirección según la reivindicación 6, caracterizada por que la palanca excéntrica (23) está pretensada mediante un rueda helicoidal (25) de tal forma que el árbol helicoidal (2) es forzado a entrar en engrane con la rueda helicoidal (7) .

8. Servodirección según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizada por que está previsto un actuador electromecánico para ajustar o regular la posición del árbol helicoidal (2) con respecto a la rueda helicoidal

(7) mediante el accionamiento del anillo intermedio, con dependencia de un control.

9. Servodirección según la reivindicación 8, caracterizada por que el control o la regulación se realizan con dependencia de un par de giro aplicado por el servomotor (3) .