Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo con unárbol secundario (2),

que está orientado con respecto al eje de accionamiento (1) en su dirección de eje (22), unaprimera disposición de soporte (6), que posiciona el árbol secundario (2) y el eje de accionamiento (1) de formagiratoria al menos parcialmente apoyada, un accionamiento auxiliar (5, 10) con un rotor (5), que está unido de modoefectivo de forma fija con respecto al giro con un primer elemento de engranaje (4) de un engranaje desuperposición (7), y con una segunda disposición de soporte (11), que sujeta al accionamiento auxiliar (5, 10) yapoya al rotor (5) de forma giratoria y está dispuesto de forma fija con respecto a la carrocería, en donde el rotor (5)del accionamiento auxiliar (5, 10) envuelve de forma coaxial al árbol secundario (2) y/o al eje de accionamiento (1), yen donde el engranaje de superposición (7) transmite el número de revoluciones del rotor (5) con una relación denúmero de revoluciones menor que 1 al número de revoluciones del árbol secundario (2), en donde entre el rotor (5)y el primer elemento de engranaje (4) está dispuesta una pieza intermedia (3) de tal forma que el rotor (5) está unidode modo eficaz con el primer elemento de engranaje (4) en dirección de giro exclusivamente mediante el intercaladode la pieza intermedia (3), caracterizado porque la pieza intermedia (3) está formada por un material conpropiedades elásticas y amortiguadoras, particularmente por un elastómero o un plástico con propiedadesamortiguadoras elásticas.

Dispositivo de superposición para la dirección de un vehículo

Estado de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo para la dirección de un vehículo para vehículos de motor con un accionamiento para ayudar al dispositivo de dirección, que está unido con un mecanismo de dirección a través de una disposición de engranajes con un eje de accionamiento, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Este tipo de accionamientos con un engranaje se emplean en dispositivos de dirección de vehículos para servodirecciones con apoyo eléctrico y para dispositivos de superposición del número de revoluciones.

En la servodirección con apoyo eléctrico se acopla una servofuerza sobre el árbol de dirección o sobre la barra dentada del sistema de dirección situada transversalmente, desde un motor eléctrico con un engranaje reductor conectado a continuación en función del ángulo de giro del volante. De este modo se reduce la fuerza necesaria en el volante para la dirección del vehículo. También es posible, con la ayuda de medios electrónicos de mando, preparar la oferta de fuerza de ayuda en el instante adecuado y de acuerdo con el comportamiento deseado, por ejemplo, también correspondientemente más fuerte que cuando el vehículo se encuentra detenido. Por esta razón, este tipo de servodirecciones con apoyo eléctrico se emplean cada vez más en la actualidad.

Otro campo de aplicación importante de este tipo de motores eléctricos – disposiciones de engranajes en sistemas de dirección se refiere particularmente al dispositivo de superposición del número de revoluciones con accionamiento auxiliar para un sistema de dirección para vehículos de motor no vinculados a rieles, que superpone el número de revoluciones del accionamiento auxiliar y de las actuaciones de dirección en el volante realizadas por el conductor y las transmite al movimiento de dirección de las ruedas.

Este tipo de dispositivos de superposición del número de revoluciones también se denominan en el estado de la técnica dispositivos de superposición de ángulo de giro, cuando se emplean para sistemas de dirección. Superposición del número de revoluciones y superposición de ángulo de giro son sinónimos.

En el estado de la técnica se conocen una serie de sistemas para la conformación de accionamientos auxiliares eléctricos con disposición de engranajes para el uso en las disposiciones anteriormente mencionadas.

Del documento de patente DE 600469 se conoce un engranaje cicloidal con una gran relación de reducción para un accionamiento sin huelgo. Para ello está previsto de modo ventajoso un acoplamiento instantáneo directo en el mismo eje del motor de accionamiento con el engranaje. No está previsto un desacoplamiento del eje de accionamiento del eje de entrada de la transmisión.

Los engranajes de superposición del número de revoluciones se realizan frecuentemente mediante engranajes planetarios, engranajes helicoidales o también mediante un engranaje harmonic-drive.

En el documento DE 19906703 A1 de este tipo, se presenta un elemento de ajuste de este tipo o un dispositivo de superposición de este tipo sobre la base de un engranaje planetario. En el documento DE19906703A1 se propone un elemento de ajuste, en el que un eje de entrada para el acoplamiento al volante del sistema de dirección y un eje de salida para el acoplamiento al engranaje de dirección del sistema de dirección así como un eje de rotor de un motor eléctrico, que está unido con un engranaje de superposición, están acoplados como engranaje de árboles sobre la base de un engranaje planetario. Cuando se somete a giro al rotor del motor eléctrico, se transmite al eje de salida el número de revoluciones del eje de entrada superpuesto al número de revoluciones del rotor.

En el documento WO 2007038884 se presentan otras variantes de dispositivos de superposición, en el que se representan diferentes modelos de engranaje. La solicitud publica sistemas correspondientes, en la figura 3 sobre la base de un engranaje harmonic-drive, en las figuras 4, 5 sobre la base de un engranaje de coronas dentadas, en la figura 6 sobre la base de un engranaje tambaleante.

En el documento WO 2006/072186 A1 se encuentra publicado un dispositivo de superposición para una dirección de un vehículo, en el que la superposición está representada por un engranaje de ruedas dentadas con discos dentados y otras ruedas dentadas, conocido por el término “engranaje de coronas dentadas”.

Todos los engranajes anteriormente mencionados tienen en común que el rotor del accionamiento auxiliar está acoplado con un primer elemento de engranaje del dispositivo de superposición.

En todos los ejemplos anteriormente mencionados del estado de la técnica resulta desventajoso el hecho de que su accionamiento esté asociado a una importante carga acústica no deseada.

Objeto de la invención

El objeto de la invención es el de ofrecer un dispositivo de superposición para un sistema de dirección de un vehículo de motor, que permita una reducción mejorada del ruido con una conformación sencilla.

Planteamiento de la solución

El objetivo se resuelve mediante un dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo con las características de la reivindicación 1.

Puesto que en un dispositivo de superposición del número de revoluciones con un árbol secundario, que está orientado con respecto al eje de accionamiento en su dirección de eje, una primera disposición de soporte, que posiciona el árbol secundario y el eje de accionamiento de forma giratoria al menos parcialmente apoyada, un accionamiento auxiliar con un rotor, que está unido de modo efectivo de forma fija con respecto al giro con un primer elemento de engranaje de un engranaje de superposición, y una segunda disposición de soporte, que sujeta al accionamiento auxiliar y apoya al rotor de forma giratoria y está dispuesto de forma fija con respecto a la carrocería, envolviendo el rotor del accionamiento auxiliar de forma coaxial al árbol secundario y/o al eje de accionamiento, y el engranaje de superposición transmite el número de revoluciones del rotor con una relación de número de revoluciones menor que 1 al número de revoluciones del árbol secundario, estando dispuesta una pieza intermedia entre el rotor y el primer elemento de engranaje de tal forma que el rotor está unido de modo eficaz con el primer elemento de engranaje en dirección de giro exclusivamente mediante el intercalado de la pieza intermedia, se impide una transmisión directa del ruido desde el rotor al engranaje de superposición. Mediante la solución de acuerdo con la invención se separa desde un punto de vista acústico el engranaje, que realiza la superposición del ángulo de dirección, del accionamiento auxiliar, que está preferentemente conformado como accionamiento auxiliar eléctrico, más preferentemente sobre la base de un motor eléctrico de excitación permanente sin escobillas.

Además del engranaje y del accionamiento auxiliar puede estar previsto un freno de seguridad, que en caso de fallo permite una actuación directa del engrane de la dirección sobre el piñón de la dirección. Este tipo de dispositivos de seguridad son conocidos en el estado de la técnica en diferentes formas de realización, y no necesitan por ello ser aquí descritos con mayor detalle.

La solución de acuerdo con la invención hace posible conformar el dispositivo de superposición del número de revoluciones de una forma compacta. Para ello, los grupos constructivos de accionamiento de fuerza auxiliar, freno de seguridad y engranaje de superposición están dispuestos coaxialmente entre sí, pero separados entre sí. Los grupos constructivos pueden incluso estar dispuestos en elementos de carcasa independientes con un elevado desacoplamiento acústico. La pieza intermedia permite una compensación de las tolerancias de posición que se producen.

Además de ello, mediante la solución de acuerdo con la invención se transmite el par de giro del rotor del accionamiento auxiliar mediante el intercalado del elastómero, que presenta unas características elásticas y amortiguadoras, sobre el primer elemento de engranaje del engranaje de superposición. De este modo se evita un contacto metálico entre las superficies correspondientes en el rotor y en el elemento de engranaje, a través de las que se... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo con un árbol secundario (2) , que está orientado con respecto al eje de accionamiento (1) en su dirección de eje (22) , una primera disposición de soporte (6) , que posiciona el árbol secundario (2) y el eje de accionamiento (1) de forma giratoria al menos parcialmente apoyada, un accionamiento auxiliar (5, 10) con un rotor (5) , que está unido de modo efectivo de forma fija con respecto al giro con un primer elemento de engranaje (4) de un engranaje de superposición (7) , y con una segunda disposición de soporte (11) , que sujeta al accionamiento auxiliar (5, 10) y apoya al rotor (5) de forma giratoria y está dispuesto de forma fija con respecto a la carrocería, en donde el rotor (5) del accionamiento auxiliar (5, 10) envuelve de forma coaxial al árbol secundario (2) y/o al eje de accionamiento (1) , y en donde el engranaje de superposición (7) transmite el número de revoluciones del rotor (5) con una relación de número de revoluciones menor que 1 al número de revoluciones del árbol secundario (2) , en donde entre el rotor (5) y el primer elemento de engranaje (4) está dispuesta una pieza intermedia (3) de tal forma que el rotor (5) está unido de modo eficaz con el primer elemento de engranaje (4) en dirección de giro exclusivamente mediante el intercalado de la pieza intermedia (3) , caracterizado porque la pieza intermedia (3) está formada por un material con propiedades elásticas y amortiguadoras, particularmente por un elastómero o un plástico con propiedades amortiguadoras elásticas.

2. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza intermedia (3) presenta un cuerpo de base (30) en forma de anillo y un número de dientes (31) orientados radialmente hacia el exterior.

3. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza intermedia (3) presenta unos dientes

(31) con flancos de diente (32) convexos a modo de un dentado envolvente.

4. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según la reivindicación 4, caracterizado porque los flancos de diente (32) de la pieza intermedia (3) presentan un punto central de curvatura, que se encuentra situado radialmente fuera de la circunferencia de fondo de los dientes (31) .

5. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer elemento de engranaje (4) porta una pieza de engrane (41) , y porque el rotor (5) porta una segunda pieza de engrane (51) , en donde las piezas de engrane (41, 51) están provistas de garras a modo de acoplamiento en unión positiva.

6. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según la reivindicación 6, caracterizado porque la las piezas de engrane (41, 51) están provistas de unas superficies activas cóncavas, que están conformadas de forma complementaria a los flancos de diente (32) convexos de la pieza intermedia (3) .

7. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza intermedia (3) está provista por al menos un lado de unos distanciadores (33) dispuestos sobre los dientes (31) en dirección axial.

8. Dispositivo de superposición del número de revoluciones para un sistema de dirección de un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza intermedia presenta un número par de dientes (31) , particularmente ocho dientes (31) .