HUSILLO A BOLAS.

Disposición de bolas circulantes, en especial husillo (1) roscado con bolas circulantes,

con un cuerpo (2) de guía que presenta al menos una primera vía (7) de rodadura para bolas (7) de cojinete, presentando la primera vía (7) de rodadura, un perfil portante, con un cuerpo (3) guiado que presenta dos superficies frontales y al menos una segunda vía (8) de rodadura para las bolas (6) de cojinete, estando asignado a cada segunda vía (8) de rodadura, un canal (9) de retorno de las bolas, y transformándose cada uno de los perfiles de la segunda vía (8) de rodadura, en un punto en los extremos de la vía (8) de rodadura, en un perfil de la vía de retorno que se diferencia de él, y cuyos puntos están distanciados de la correspondiente superficie frontal del cuerpo (3) guiado, con cuerpos (4, 5) de desviación que presentan cada uno, al menos una vía (16) de desviación, para unir cada segunda vía (8) de rodadura con cada uno de los canales (9) de retorno de las bolas, y que están aplicados en las caras frontales, caracterizada porque el cuerpo (4, 5) de desviación presenta un apéndice (19) que se extiende dentro de un canal (9) de retorno de las bolas, que contiene la vía (14) de retorno, y está configurado en forma de cubeta, conectándose el apéndice (19) únicamente en la parte exterior de la vía (16) de desviación

Husillo a bolas.

La invención se refiere a una disposición de bolas circulantes, como en especial a un husillo roscado con bolas circulantes.

En la técnica se conocen una multitud de disposiciones en las que entre un cuerpo de guía y un cuerpo guiado en este cuerpo de guía, están dispuestas bolas de cojinete que se guían en una circulación cerrada. Básicamente este principio se aplica en guías lineales, guías en arco, o también en husillos roscados con bolas circulantes.

En especial en husillos roscados con bolas circulantes, se presenta por lo regular una limitación de espacio que, en los extremos de las tuercas roscadas, exige la desviación de las bolas que salen de la rosca en un arco estrecho, a la vía de retorno configurada en general recta. Correspondientemente estrecho es también el radio del arco de desviación situado opuesto, en el que las bolas se introducen de nuevo en la rosca. Además, interesa aquí que las bolas salgan del filete de la rosca, y se transfieran a la vía de retorno, lo más suavemente posible. Del mismo modo las bolas se deben de introducir suavemente, de nuevo en el filete de la rosca, para asegurar un funcionamiento de bajo desgaste, sin sacudidas.

Por el documento DE 198 03 026 A1 se conoce un husillo roscado con bolas circulantes, cuya tuerca roscada presenta frontalmente discos de cierre. Estos contienen vías de desviación para la transferencia de las bolas, desde la vía helicoidal a la vía de retorno, y a la inversa. En este estado actual de la técnica, se toma en consideración la curvatura de la vía de desviación. No obstante se presta poca atención a los acuerdos en la vía.

Por el documento US-PS 5063809 se conoce un husillo roscado con bolas, similar en principio, en el que se provoca la desviación de las bolas en las caras frontales de la tuerca roscada, mediante los correspondientes discos de cierre con vía conformada. Las vías de desviación se conectan tangencialmente a las vías de rodadura de las bolas en la tuerca roscada. Los perfiles de las vías, de la tuerca roscada, del husillo roscado y de la vía de retorno, coinciden unos con otros

Bajo carga, se produce una deformación de la tuerca roscada contra el husillo roscado, que conduce a que las bolas de cojinete se sometan a una carga al entrar en la tuerca roscada, y se descarguen al salir de la misma. Se produce eventualmente una marcha inestable.

El documento DE 34 25 285 A1 que representa el estado actual más reciente de la técnica, hace público un accionador de rosca con bolas, con un cuerpo de tuerca, con un husillo y con un número de bolas que circulan en un canal de forma helicoidal para la circulación de las bolas, que soporta una carga; con dos piezas desviadoras aplicadas frontalmente al cuerpo de tuerca, así como con un canal de retorno configurado en el cuerpo de la tuerca. Cada pieza desviadora está configurada como una arandela que presenta dedos desviadores que discurren en forma de líneas helicoidales, y que forman una rosca, y se encajan casi hasta el fondo en las ranuras helicoidales del husillo. Mientras los dedos desviadores en funcionamiento normal, solamente hacen salir las bolas previamente descargadas, del filete de la rosca del husillo, sin tocar el husillo, en caso de avería del accionador de rosca con bolas, por ejemplo, por pérdida de bolas, forman una rosca auxiliar que en el caso de perturbación, impide una movilidad axial libre del cuerpo de tuerca respecto al husillo.

El documento DE 298 01 280 U1 hace público un accionador de rosca con bolas, en el que la vía de circulación de las bolas presenta en el acuerdo de la vía de circulación en carga al canal de desviación, un curso tangencial y de curvatura continua, por ejemplo, de forma de clotoide. De este modo se impiden modificaciones abruptas de la aceleración experimentada por las bolas circulantes, con lo que se disminuyen las fuerzas de choque y de rozamiento que se presentan, las vibraciones y los ruidos.

Es misión de la invención crear un husillo roscado con bolas que funcione suave y uniformemente, tanto en marcha en vacío, como también bajo carga.

Esta misión se resuelve con una disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1.

La disposición de bolas circulantes según la invención, que puede estar configurada en especial como husillo roscado con bolas circulantes, presenta un cuerpo de guía, es decir, por ejemplo, un husillo roscado, y un cuerpo guiado en él, como por ejemplo, una tuerca roscada. En las caras frontales de la tuerca roscada están dispuestos cuerpos de desviación. Las vías de rodadura del cuerpo de guía y del cuerpo guiado presentan en sección transversal, por ejemplo, un perfil ojival, de manera que cada bola encuentra las mismas condiciones definidas con respecto a la transmisión de la carga. De este modo todas las bolas circulan en las vías de rodadura en radios bien coincidentes del husillo roscado y de la tuerca roscada, lo cual minimiza las pérdidas por rozamiento. Las vías de desviación en las piezas terminales de la tuerca roscada, o del otro cuerpo guiado, presentan, no obstante, por ejemplo, un perfil de arco de medio punto. El acuerdo del perfil ojival al perfil de arco de medio punto, está dispuesto todavía en los extremos del filete de la rosca de la tuerca roscada. Esta medida conduce a características mejoradas de marcha, a las que pertenecen, un par de rotación constante en marcha en vacío, una emisión reducida de ruidos una entrada y salida de las bolas, de la rosca, sin sacudidas. La geometría se puede terminar, además, por completo mecánicamente, lo cual disminuye las dispersiones ejemplares respecto a un alisado manual de los acuerdos de la vía de rodadura. Mediante la producción mecánica de los perfiles de la vía de retorno en la entrada y en la salida del perfil de la tuerca roscada, se puede conseguir una coincidencia entre el perfil al final del filete de la rosca, y el perfil de la vía de retorno. De este modo las bolas circulan suavemente y sin sacudidas, de la rosca a la vía de retorno. Por el contrario, si en el comienzo de la rosca y en el final, se alisa algo y, por tanto, se redondea a mano el perfil ojival existente, existe una zona de acuerdo geométricamente indefinida entre el perfil portante de carga (ojival) y el perfil de retorno (circular), directamente en la entrada y en la salida de la rosca. Junto a una elevada dispersión de la fabricación, esto conduce ocasionalmente también a una marcha ruidosa. En el caso de la disposición de bolas circulantes según la invención, el acuerdo de perfiles geométricamente bien definido, producido mecánicamente, está dispuesto por el contrario, a una distancia, si bien pequeña, a la superficie frontal de la tuerca. En lugar del perfil ojival para las vías de rodadura, y del perfil de arco de medio punto para la vía de retorno, en caso necesario se pueden aplicar también otros perfiles. Por ejemplo, la vía de retorno puede presentar un perfil elíptico, mientras la vía de rodadura presenta un perfil de arco de medio punto, o un perfil elíptico diferente.

La fabricación se puede llevar a cabo completa en estado blando antes del temple de la tuerca, lo cual previene contra una pérdida de dureza, como se podría presentar prematuramente en el alisado manual de una tuerca templada.

En especial, la disposición del acuerdo entre el perfil de la vía de rodadura de la vía de desviación o de la vía de retorno, y el perfil de la vía de rodadura en la vía portante de rodadura del cuerpo guiado o del husillo roscado, conduce a características mejoradas de marcha de la disposición de bolas circulantes. La carga y descarga de la bola tiene lugar pues en el filete de la tuerca roscada y del husillo roscado, y ya no en los extremos frontales de la tuerca roscada.

El perfil de la vía de rodadura del husillo roscado, coincide de preferencia con el perfil de la vía de rodadura de la tuerca roscada. En los extremos de las caras frontales de la tuerca roscada, en los que el perfil de la vía de rodadura cambia al perfil de la vía de desviación o de la vía de retorno, existe pues en cada uno un trecho pequeño, en el que la bola continúa la vía helicoidal, modificándose el perfil de la vía de rodadura únicamente en el lado de la tuerca. Aquí tiene lugar la carga y descarga de las bolas. Hasta después de la descarga de las bolas o se transfieren estas al cuerpo de desviación. Por lo tanto las bolas de cojinete pasan cada juntura de separación entre el cuerpo de desviación y la tuerca roscada, en estado libre de carga.

Una marcha...

1. Disposición de bolas circulantes, en especial husillo (1) roscado con bolas circulantes,

con un cuerpo (2) de guía que presenta al menos una primera vía (7) de rodadura para bolas (7) de cojinete, presentando la primera vía (7) de rodadura, un perfil portante,

con un cuerpo (3) guiado que presenta dos superficies frontales y al menos una segunda vía (8) de rodadura para las bolas (6) de cojinete, estando asignado a cada segunda vía (8) de rodadura, un canal (9) de retorno de las bolas, y transformándose cada uno de los perfiles de la segunda vía (8) de rodadura, en un punto en los extremos de la vía (8) de rodadura, en un perfil de la vía de retorno que se diferencia de él, y cuyos puntos están distanciados de la correspondiente superficie frontal del cuerpo (3) guiado,

con cuerpos (4, 5) de desviación que presentan cada uno, al menos una vía (16) de desviación, para unir cada segunda vía (8) de rodadura con cada uno de los canales (9) de retorno de las bolas, y que están aplicados en las caras frontales,

caracterizada porque el cuerpo (4, 5) de desviación presenta un apéndice (19) que se extiende dentro de un canal (9) de retorno de las bolas, que contiene la vía (14) de retorno, y está configurado en forma de cubeta, conectándose el apéndice (19) únicamente en la parte exterior de la vía (16) de desviación.

2. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque los cuerpos (4, 5) de desviación están configurados de un material cerámico.

3. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque los cuerpos (4, 5) de desviación están configurados de un metal duro.

4. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque los cuerpos (4, 5) de desviación están fabricados en un procedimiento de moldeo por inyección.

5. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (2) de guía es un husillo roscado, cuya primera vía (7) de rodadura forma una rosca exterior, y porque el cuerpo (3) guiado es una tuerca con bolas circulantes, cuya segunda vía (8) de rodadura es una rosca interior que se ajusta a la rosca exterior.

6. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el perfil portante de la segunda vía (8) de rodadura del cuerpo (3) guiado, es un perfil ojival.

7. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el perfil de la vía de retorno, es un perfil de arco de medio punto.

8. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el acuerdo (23) entre el perfil portante y el perfil de retorno, está dispuesto en los extremos de la segunda vía (8) de rodadura en una zona de curvatura constante de la vía, produciéndose con respecto al eje de la rosca, en dirección radial de la visual, un acuerdo tangencial, o sea, sin codos, entre los dos perfiles de las vías.

9. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque las tangentes T trazadas en el punto (23) de acuerdo de los perfiles de la vía en el lado derecho e izquierdo, forman una con otra un ángulo α que es menor que el ángulo β de rozamiento de rodadura de las bolas (6) de cojinete.

10. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el canal (9) de retorno de las bolas conduce a través del cuerpo (3) guiado, que está configurado de una sola pieza.

11. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque en el cuerpo (3) guiado, entre el canal (9) de retorno de las bolas, y la segunda vía (8) de rodadura, está configurada una garganta (17) de rodadura sin interrupción, que en la sección transversal presenta un perfil de arco de medio punto.

12 Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 11, caracterizada porque el perfil de arco de medio punto se completa con el perfil de la vía (16) de desviación, para formar un círculo completo.

13. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (4, 5) de desviación presenta al menos un apéndice (19a, 19b, 19c), con el cual el respectivo cuerpo (4, 5) de desviación está centrado en el cuerpo (3) guiado respecto a la vía (14) de retorno.

14. Disposición de bolas circulantes según la reivindicación 1, caracterizada porque el radio de curvatura de la segunda vía (8) de rodadura, de la vía (16) de desviación y de la vía (14) de retorno de las bolas, es mayor o igual que el diámetro de las bolas, en todos los puntos del recorrido completo.