DISPOSITIVO DE ACCIONAMIENTO, EN PARTICULAR PARA ACCIONAR SISTEMAS DE BLOQUEO DE DIFERENCIAL DE VEHICULOS.

Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100), en particular para el accionamiento de sistemas de bloqueo de diferenciales de vehículos,

- con un árbol de accionamiento (12),

- con una unidad de accionamiento (16) para accionar el árbol de accionamiento (12), comprendiendo la unidad de accionamiento (16) un paquete de chapas de inducido (30) dispuesto a prueba de torsión sobre el árbol de accionamiento (12) así como un colector (32, 103) dispuesto a prueba de torsión sobre el árbol de accionamiento, y

- con una carcasa (20) realizada de una o varias partes, que rodea de forma ajustada la unidad de accionamiento (16), donde el extremo libre del árbol de accionamiento (12) sobresale fuera de la carcasa (20, 22, 24), y

- con una unidad sensora para medir el ángulo de giro del árbol de accionamiento (12), comprendiendo la unidad sensora por lo menos un disco transductor (66, 92, 102) acoplado de forma mediata con el árbol de accionamiento (12) y por lo menos un sensor (64, 82, 94, 116) acoplado de forma mediata con la carcasa (20) que explora la posición del disco transductor, donde el colector (32, 103) presenta una capa de contacto exterior (104), una capa intermedia (106) eléctricamente aislante y un núcleo que forma el disco transductor (102), estando prevista la capa intermedia aislante (106) entre la capa de contacto (104) y el núcleo que forma el disco transductor (102), y unas ranuras (110) dirigidas radialmente hacia el interior, cuyos fondos (114) están situados en el núcleo que forma el disco transductor (102), que subdividen el colector (32, 103) y forman láminas en la capa de contacto y segmentos del disco transductor en el núcleo

Dispositivo de accionamiento, en particular para accionar sistemas de bloqueo de diferencial de vehículos.

La invención se refiere a un dispositivo de accionamiento, en particular para el accionamiento de sistemas de bloqueo de diferencial de vehículos.

Esta clase de dispositivos de accionamiento se aplican principalmente en automóviles para asistir a los sistemas de accionamiento y frenado. Comprenden normalmente una unidad de accionamiento para accionar un árbol de accionamiento y una unidad de frenado para frenar el árbol de accionamiento. Por medio del árbol de accionamiento se puede conectar o desconectar un sistema de bloqueo de diferencial. El proceso de conmutación propiamente dicho lo realiza la unidad de accionamiento. La unidad de frenado mantiene al árbol de accionamiento en una posición predeterminada.

Por la Patente US 2.514.693 se conoce una disposición de motor con un freno magnético pero en el que no hay todavía ningún dispositivo de medición para medir el ángulo de giro del árbol de accionamiento.

Esta clase de dispositivos de accionamiento han de satisfacer requisitos rigurosos. En particular deberán soportar temperaturas de trabajo de varios cientos de grados C. Por otra parte, el árbol de accionamiento solamente puede tener una holgura muy reducida con el fin de poder garantizar un accionamiento del sistema de bloqueo de diferencial que ofrezca seguridad de funcionamiento.

El hecho de prever una unidad sensora para medir el ángulo de giro tiene la ventaja de que se puede determinar la posición exacta del árbol de accionamiento. Para efectuar una conexión o desconexión exacta, por ejemplo del sistema de bloqueo de diferencial, es necesario poder predeterminar o disponer con exactitud el ángulo de giro del árbol de accionamiento. Por el documento WO 99/43071 se conoce una unidad sensora destinada a la medición del ángulo de giro, donde el colector del motor está magnetizado, y el campo magnético que gira junto con el colector se evalúa por medio de un sensor adecuado. En las formas de realización conocidas por el documento WO 99/43071 la zona magnetizada del colector está distanciada en dirección axial de la zona de contacto del colector, por lo cual se requiere una longitud de construcción axial mayor del colector.

La presente invención se plantea por lo tanto como objetivo proponer un dispositivo de accionamiento en el que resulte especialmente posible realizar un accionamiento de gran precisión del árbol de accionamiento. Al mismo tiempo el dispositivo de accionamiento debe presentar el menor número posible de componentes. El dispositivo de accionamiento deberá presentar además una estructura sencilla y se debe poder montar de modo sencillo. Además, el dispositivo de accionamiento debe ser de construcción compacta.

Este objetivo lo resuelve un dispositivo de accionamiento que presenta las características de la reivindicación 1.

En una forma de realización preferida de la invención, el disco transductor está dispuesto en la brida del buje del freno. Esto tiene la ventaja de que no es necesario prever ningún componente independiente para disponer el disco transductor sobre el árbol de accionamiento. De este modo se reduce el número de tolerancias resultante que se suman en el entrehierro entre el disco transductor que está girando y el sensor fijo. Además no se requiere un montaje independiente del disco transductor sobre el árbol de accionamiento.

El disco transductor está realizado preferentemente de una sola pieza con la brida del buje del freno. La brida del buje del freno que comprende el disco transductor se puede manejar por lo tanto como un componente independiente. Debido a la realización en una sola pieza se reducen además las tolerancias del componente.

En otra realización de la invención está previsto que el disco transductor esté situado en la brida del buje del freno sobre el lado opuesto al extremo libre del árbol de accionamiento o sobre el lado orientado hacia el colector. Esto tiene la ventaja de que el disco transductor está situado en una zona que no se precisa para otros componentes.

Por otra parte cabe imaginar no situar el disco transductor en la brida del buje del freno, sino en el colector. Esta disposición también ofrece la ventaja de que no es necesario ningún montaje adicional del disco transductor en el árbol de accionamiento. Por otra parte se reduce el número de tolerancias; la dimensión del entrehierro especificada entre el disco transductor y el sensor se puede mantener con un menor gasto técnico de fabricación.

El disco transductor está situado preferentemente en la cara frontal del colector alejada del paquete del inducido. En esta zona del colector se puede disponer el disco transductor sin perjuicio para otros componentes.

Una forma de realización especialmente preferida de la invención se caracteriza porque el disco transductor está integrado en el colector. Esto tiene la ventaja de que no es necesario disponer espacio adicional para el disco transductor. De este modo el conjunto del dispositivo de accionamiento puede presentar una construcción más reducida.

Es ventajoso si el colector presenta una superficie de contacto exterior y un núcleo interior que forma el disco transductor. La capa de contacto es preferentemente de un material eléctricamente conductor tal como por ejemplo cobre. Sirve como asiento de contacto de las escobillas que actúan juntamente con el colector.

Entre la capa de contacto y el núcleo que forma el disco transductor está prevista ventajosamente una capa intermedia. Esta capa intermedia puede ser eléctricamente aislante, siendo en particular de una masa prensada. Una capa intermedia de esta clase ofrece la ventaja de que se pueden suprimir posibles interacciones entre la capa de contacto y el núcleo del colector que forma el disco transductor.

Una realización ventajosa del colector se caracteriza porque el colector presenta unas ranuras dirigidas radialmente hacia el interior que subdividen la capa de contacto en láminas o en segmentos anulares. Las ranuras tienen preferentemente una profundidad tal que subdividen el disco transductor en segmentos de disco transductor, estando los fondos de las ranuras situadas en el núcleo que forma el disco transductor. Esto tiene la ventaja de que para fabricar el colector primeramente se realizan tanto el núcleo como también la capa de contacto como un cilindro de forma anular. En una siguiente operación de trabajo puede tener lugar el ranurado del colector, donde debido a las ranuras el núcleo del disco transductor queda subdividido en segmentos de disco transductor. Un colector de esta clase se puede fabricar por lo tanto muy económicamente.

Las láminas o segmentos anulares del colector forman ventajosamente el disco transductor. Las láminas o los segmentos anulares tendrán que ser entonces de un material correspondiente. Una realización de esta clase de la invención tiene la ventaja de que se puede prescindir de un disco transductor independiente, con lo cual se ahorran componentes y operaciones de trabajo. El palpado directo de las láminas o segmentos anulares del colector tiene lugar ventajosamente en la zona de los enganches de soldadura.

Otra forma de realización preferente de la invención se caracteriza porque por el lado del colector próximo al extremo libre del árbol de accionamiento o entre la brida del buje del freno y el colector está dispuesta una placa portaescobillas con portaescobillas tubulares y escobillas para establecer contacto con el colector. La placa portaescobillas soporta preferentemente además de los portaescobillas tubulares y las escobillas también el sensor. Para ello el disco transductor puede estar situado en el colector o integrado en éste o estar previsto en la brida del buje del freno.

El sensor puede palpar por una parte al disco transductor en dirección radial y por otra en dirección axial.

La unidad sensora puede estar realizada preferentemente como unidad sensora de Hall. Por una parte, el sensor puede estar sometido a una tensión magnética previa, y el disco transductor puede ser de material ferrítico. Por otra parte, el sensor puede no tener ninguna tensión inicial magnética y ser el disco transductor el que está realizado de material magnético o como anillo multipolos.

La carcasa presenta convenientemente una carcasa base en forma de cazoleta y una tapa de carcasa con una penetración para el árbol de accionamiento. La unidad de accionamiento puede estar alojada en la carcasa base y la unidad...

1. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100), en particular para el accionamiento de sistemas de bloqueo de diferenciales de vehículos,

- con un árbol de accionamiento (12),

- con una unidad de accionamiento (16) para accionar el árbol de accionamiento (12), comprendiendo la unidad de accionamiento (16) un paquete de chapas de inducido (30) dispuesto a prueba de torsión sobre el árbol de accionamiento (12) así como un colector (32, 103) dispuesto a prueba de torsión sobre el árbol de accionamiento, y

- con una carcasa (20) realizada de una o varias partes, que rodea de forma ajustada la unidad de accionamiento (16), donde el extremo libre del árbol de accionamiento (12) sobresale fuera de la carcasa (20, 22, 24), y

- con una unidad sensora para medir el ángulo de giro del árbol de accionamiento (12), comprendiendo la unidad sensora por lo menos un disco transductor (66, 92, 102) acoplado de forma mediata con el árbol de accionamiento (12) y por lo menos un sensor (64, 82, 94, 116) acoplado de forma mediata con la carcasa (20) que explora la posición del disco transductor, donde el colector (32, 103) presenta una capa de contacto exterior (104), una capa intermedia (106) eléctricamente aislante y un núcleo que forma el disco transductor (102), estando prevista la capa intermedia aislante (106) entre la capa de contacto (104) y el núcleo que forma el disco transductor (102), y unas ranuras (110) dirigidas radialmente hacia el interior, cuyos fondos (114) están situados en el núcleo que forma el disco transductor (102), que subdividen el colector (32, 103) y forman láminas en la capa de contacto y segmentos del disco transductor en el núcleo.

2. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según la reivindicación 1, caracterizado porque sobre el lado del colector (32, 103) orientado hacia el extremo libre del árbol de accionamiento (12) o entre la brida del buje del freno (42) y el colector (32, 103) está situada una placa de soporte de escobillas (40) con portaescobillas tubulares (34) y escobillas (36) para establecer contacto con el colector (32, 103).

3. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según la reivindicación 2, caracterizado porque sobre el sensor (64, 82, 94, 116) está situado en la placa de soporte de escobillas (40).

4. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor (64, 116) explora el disco transductor (66, 92, 102) en dirección radial.

5. Dispositivo de accionamiento (80) según una de las reivindicaciones anteriores 1-3, caracterizado porque el sensor (82) explora el disco transductor (66) en dirección axial.

6. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco transductor (66, 92, 102) está realizado a modo de rueda dentada.

7. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad sensora es una unidad sensora de Hall.

8. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según la reivindicación 7, caracterizado porque el sensor (64, 82, 94, 116) está pretensado magnéticamente, y porque el disco transductor (66, 92, 102) es de material ferrítico.

9. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según la reivindicación 8, caracterizado porque el sensor (64, 82, 94, 116) no está pretensado magnéticamente y porque el disco transductor (66, 92, 102) está realizado de material magnético o como anillo multipolar.

10. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (20) presenta una carcasa base (22) en forma de cazoleta y una tapa de carcasa (24), con una penetración para el árbol de accio- namiento (12).

11. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de accionamiento (16) está dispuesta en la zona de la carcasa base (22), y la unidad de frenado (18) en la zona de la tapa de la carcasa (24).

12. Dispositivo de accionamiento (10, 80, 90, 100) según una de las reivindicaciones anteriores, con una unidad de frenado electromagnética (18) para frenar y/o mantener frenado el árbol de accionamiento (12), comprendiendo la unidad de frenado (18) una brida del buje del freno (42) dispuesta a prueba de torsión sobre el árbol del inducido (12), y con una carcasa (20) que rodea de forma ajustada la unidad de accionamiento y la unidad de frenado, realizada en una o varias partes, donde el extremo libre del árbol de accionamiento (12) sobresale fuera de la carcasa (20, 22, 24).