Transmisión de rosca a bolas, especialmente para un freno de estacionamiento de un vehículo automóvil.

Transmisión de rosca a bolas (1) que comprende una tuerca (8) dispuesta sobre un husillo roscado (7) y un canal de bolas (12) de forma helicoidal delimitado por estrías de bolas (10,

11) del husillo roscado (7) y la tuerca (8), en cuyo canal están dispuestas unas bolas (13), una jaula de bolas (14) que recibe las bolas (13) y un elemento de muelle (16a, 17a) que está apoyado con un primer extremo de muelle en la tuerca (8) y con el otro extremo de muelle en la jaula de bolas (14), en donde el elemento de muelle (16a, 17a) está dispuesto en una rendija anular delimitada por la tuerca (8) y el husillo roscado (7) y en posición axialmente contigua a la jaula de bolas (14), caracterizada porque está previsto un elemento de apoyo (18) que está dispuesto en la rendija anular y sujeto a la tuerca (8) y en el que se apoya el primer extremo de muelle, y porque el elemento de apoyo (18) está configurado como un anillo de apoyo (19) con un apoyo (22a, 23a) que sobresale especialmente en dirección radial hacia dentro y sirve de asiento para el primer extremo de muelle.

Transmisión de rosca a bolas, especialmente para un freno de estacionamiento de un vehículo automóvil.

La presente invención concierne a una transmisión de rosca a bolas tal como la que es conocida, por ejemplo, por el documento DE-A-10 2009 012 235. Las transmisiones de rosca a bolas convierten un movimiento de giro entre un husillo roscado y una tuerca en un desplazamiento relativo en traslación entre el husillo roscado y la tuerca. La invención concierne también a frenos de estacionamiento de vehículos automóviles que están provistos de tales transmisiones de rosca a bolas. En esta aplicación se puede trasladar axialmente, por ejemplo, la tuerca bajo rotación de la misma y se la puede presionar contra un pistón de freno que a su vez puede presionar un forro de freno contra un disco de freno.

Por el documento WO 2009/046899 A1, por ejemplo, se ha dado a conocer una transmisión de rosca a bolas para un freno de vehículo automóvil electromecánicamente maniobrable. La figura 20 de este documento muestra una transmisión de rosca a bolas con una tuerca dispuesta sobre un husillo roscado. La tuerca y el husillo roscado delimitan con sus estrías de bolas un canal de bolas que se enrosca de forma helicoidal alrededor del eje longitudinal del husillo roscado y en el que están dispuestas bolas.

Las bolas están alojadas en cavidades de bolas de una jaula de bolas de forma de casquillo. La jaula de bolas está provista de un gran número de cavidades de bolas distribuidas por su perímetro y dispuestas a lo largo del canal de bolas. La jaula de bolas dispuesta coaxialmente con respecto al husillo roscado se extiende por toda la longitud axial de la tuerca y se proyecta en dirección axial bastante más allá de un extremo de la tuerca. Sobre esta parte sobresaliente de la jaula de bolas está dispuesto un elemento de muelle configurado como muelle de compresión y torsión. Este muelle de compresión y torsión está formado por un alambre de muelle que está enroscado helicoidalmente alrededor del eje longitudinal del husillo roscado y en el que uno de sus extremos está sujeto en la parte sobresaliente de la jaula de bolas y su otro extremo está sujeto en la tuerca.

En tales frenos puede ser suficiente un pequeño giro de la jaula para lograr un avance axial deseado de la tuerca. El muelle de compresión y torsión cuida de que, estando descargada la transmisión de rosca a bolas, la jaula de bolas sea trasladada en dirección axial hasta una posición de partida. Estando descargada la transmisión de rosca a bolas, la jaula de bolas puede ser desplazada sin giro relativo entre la tuerca y el husillo roscado realizando un movimiento de atornillamiento a lo largo del canal de bolas, puesto que las bolas únicamente resbalan y no ruedan en las estrías de bolas del husillo roscado y de la tuerca.

En esta transmisión de rosca a bolas puede ser desventajosa su demanda de espacio de montaje axial. Asimismo, cuando se instala la transmisión de rosca a bolas en una pieza de maquinaria, por ejemplo en un pistón de freno, se puede dañar el muelle de compresión y torsión dispuesto en posición abierta o se puede apalancar un extremo del muelle hacia fuera de un punto de apoyo.

El problema de la invención consistía en indicar una transmisión de rosca a bolas según las características del preámbulo de la reivindicación 1, en la que se eviten estas desventajas.

Según la invención, este problema se resuelve con las características de la reivindicación 1.

En esta transmisión de rosca a bolas según la invención se ha reducido considerablemente la demanda de espacio de montaje axial. Asimismo, se puede efectuar un montaje de la transmisión de rosca a bolas en una pieza de maquinaria sin que exista el riesgo de que se dañe el elemento de muelle.

La tuerca puede ser fabricada de manera económica en grandes números de unidades mediante un procedimiento de conformación sin arranque de virutas. En un perfeccionamiento según la invención se contempla que en la rendija anular esté previsto un elemento de apoyo sujeto a la tuerca, en el que esté apoyado un extremo del elemento de muelle. Este elemento de apoyo puede estar inserto en la tuerca y unido con esta tuerca mediante una unión por forma y/o por fuerza. Para una unión por forma puede estar practicado en el perímetro interior de la tuerca, por ejemplo, un rebajo en forma de una pequeña concavidad, pudiendo estar formado el saliente por un abombamiento del elemento de apoyo adaptado a la concavidad. La concavidad prevista en la tuerca puede ser proporcionada de manera sencilla con un procedimiento de conformación sin arranque de virutas.

El elemento de apoyo está configurado como un anillo de apoyo que está provisto de un apoyo que sobresale especialmente en dirección hacia dentro y sirve de asiento para un extremo del elemento de muelle. Tales anillos de apoyo pueden ser proporcionados también con un procedimiento de conformación sin arranque de virutas. Es adecuado aquí especialmente la embutición profunda, con la cual se puede conformar también de manera sencilla el apoyo sobresaliente en dirección radial hacia dentro. Así, el apoyo puede estar formado de manera sencilla por una pata conformada en una sola pieza en el anillo de apoyo y acodada con respecto a este anillo de apoyo.

Un perfeccionamiento especialmente favorable según la invención prevé que en la rendija anular esté dispuesto otro elemento de muelle, contrayéndose y expandiéndose elásticamente ambos elementos de muelle en direcciones de

muelle opuestas una a otra y estando apoyados ambos elementos de muelle en cada caso con uno de sus extremos de muelle en la tuerca y con su otro extremo de muelle en la jaula de bolas. Este perfeccionamiento según la invención es adecuado especialmente para los frenos de estacionamiento de vehículos automóviles que se han mencionado más arriba. Estando descargada la transmisión de rosca a bolas - es decir que las bolas resbalan en el canal de bolas sin rodar en las estrías de bolas - la jaula de bolas se encuentra en su posición de partida, estando descargados ambos elementos de muelle o estando en equilibrio de fuerzas uno respecto de otro. Si la jaula de bolas está dispuesta fuera de su posición de partida prevista, uno de los dos elementos de muelle está cargado, por ejemplo, a compresión o a tracción; reduciendo esta fuerza de muelle se traslada la jaula de bolas a su posición de partida mientras está descargada la transmisión de rosca a bolas.

Preferiblemente, los dos elementos de muelle están configurados cada uno de ellos como un llamado muelle de gusanillo y dispuestos a lo largo de las estrías de bolas. El diámetro del muelle de gusanillo es aquí preferiblemente más pequeño que el diámetro del canal de bolas. En un muelle de gusanillo el alambre de muelle está enroscado en forma helicoidal alrededor de un eje.

La jaula de bolas configurada en forma de casquillo puede estar provista de un gran número de cavidades de bolas distribuidas por su perímetro, dispuestas a lo largo del canal de bolas y destinadas a recibir las bolas. Según la carga de la transmisión de rosca a bolas, en cada cavidad pueden estar dispuestas una o varias bolas. Para que quede garantizado un resbalamiento de las bolas puede estar prevista en el canal de bolas, en un perfeccionamiento según la invención, una holgura radial de las bolas comprendida entre 20 μm y 200 μm.

A continuación, se explica la invención con más detalle ayudándose de los ejemplos de realización representados en un total de 12 figuras. Muestran:

La figura 1, una sección longitudinal a través de un freno de estacionamiento de un vehículo automóvil con una transmisión de rosca a bolas según la invención, La figura 2, la transmisión de rosca a bolas de la figura 1 en forma ampliada y en sección longitudinal, La figura 3, una sección transmisión a través de la transmisión de rosca a bolas de la figura 2, La figura 4, una ampliación de un fragmento de la figura 2, La figura 5, un anillo de apoyo de la transmisión de rosca a bolas según la invención en representación en perspectiva, La figura 6, el anillo de apoyo de la figura 5 en sección longitudinal, Las figuras 7 y 8, una jaula de bolas de la transmisión de rosca a bolas según la invención en diferentes representaciones en perspectiva, La figura 9, una tuerca de la transmisión de rosca a bolas según la invención en representación en perspectiva, La figura 10, una tuerca de la figura 9 en una vista en planta, La figura 11, la tuerca de la figura... [Seguir leyendo]

1. Transmisión de rosca a bolas (1) que comprende una tuerca (8) dispuesta sobre un husillo roscado (7) y un canal de bolas (12) de forma helicoidal delimitado por estrías de bolas (10, 11) del husillo roscado (7) y la tuerca (8) , en cuyo canal están dispuestas unas bolas (13) , una jaula de bolas (14) que recibe las bolas (13) y un elemento de muelle (16a, 17a) que está apoyado con un primer extremo de muelle en la tuerca (8) y con el otro extremo de muelle en la jaula de bolas (14) , en donde el elemento de muelle (16a, 17a) está dispuesto en una rendija anular delimitada por la tuerca (8) y el husillo roscado (7) y en posición axialmente contigua a la jaula de bolas (14) , caracterizada porque está previsto un elemento de apoyo (18) que está dispuesto en la rendija anular y sujeto a la tuerca (8) y en el que se apoya el primer extremo de muelle, y porque el elemento de apoyo (18) está configurado como un anillo de apoyo (19) con un apoyo (22a, 23a) que sobresale especialmente en dirección radial hacia dentro y sirve de asiento para el primer extremo de muelle.

2. Transmisión de rosca a bolas según la reivindicación 1, en la que el elemento de apoyo (18) está alojado especialmente en el perímetro interior de la tuerca (8) con ayuda de una unión por fuerza y/o una unión por forma.

3. Transmisión de rosca a bolas (1) según la reivindicación 1, en la que el anillo de apoyo (19) se ha fabricado de chapa mediante un procedimiento de conformación, estando formado el apoyo (22a, 23a) por un ala (22, 23) conformada en una sola pieza en el anillo de apoyo (19) y acodada respecto de dicho anillo de apoyo (19) .

4. Transmisión de rosca a bolas (1) según la reivindicación 1, en la que está dispuesto en la rendija anular otro elemento de muelle (16a, 17a) y en la que ambos elementos de muelle (16a, 17a) , que se contraen y se expanden elásticamente ambas en direcciones de muelle opuestas una a otra, están apoyados cada uno de ellos con su primer extremo de muelle con respecto a la tuerca (8) y con su otro extremo de muelle en la jaula de bolas (14) .

5. Transmisión de rosca a bolas (1) según la reivindicación 1, en la que la jaula de bolas (14) configurada en forma de casquillo está provista de un gran número de cavidades de bolas (24) distribuidas por su perímetro, dispuestas a lo largo del canal de bolas (12) y destinadas a recibir las bolas (13) .

6. Transmisión de rosca a bolas (1) según la reivindicación 1, en la que está prevista una holgura radial de las bolas

(13) en el canal de bolas (12) comprendida entre 20 μm y 200 μm.

7. Freno de estacionamiento de un vehículo automóvil, que comprende un pistón de freno (6) dispuesto de forma desplazable a lo largo de su eje para lograr una acción de frenado, y una transmisión de rosca a bolas (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores para maniobrar el pistón de freno (6) .

8. Freno de estacionamiento de un vehículo automóvil según la reivindicación 7, en el que la tuerca (8) y el pistón de freno (6) están provistos de superficies de tope (26, 27) para hacer tope una contra otro.