Árbol con una rueda dentada colada en el lado frontal y procedimiento para la fabricación de un árbol de este tipo.

Dispositivo con una rueda (1') dentada y un árbol (10') que presenta dos lados (S') frontales y un eje (A) derotación,

presentando el árbol (10') al menos en una zona (16) axial adyacente a al menos un primer lado de loslados (S') frontales la rueda (1') dentada con el mismo eje (A) de rotación, y presentando la rueda (1') dentada vistode radialmente dentro a radialmente fuera

1.1 una parte (3') de unión con un alojamiento (5) central para el árbol (10') y

1.2 una parte (2) externa con dientes, caracterizado porque

1.3 la parte (3') de unión está colada directamente entre el árbol (10, 10') y la parte (2) externa, porque

1.4 la parte (3') de unión sobrepasa el árbol (10') en la dirección axial y recubre el primer lado (S') frontal, porque

1.5 la parte (3') de unión y la parte (2) externa son axialmente igual de largas y están orientadas una hacia la otra, yporque

1.6 el árbol (10') atraviesa la rueda (1') dentada visto en la dirección axial sólo parcialmente.

Árbol con una rueda dentada colada en el lado frontal y procedimiento para la fabricación de un árbol de este tipo.

La invención se refiere a un dispositivo con una rueda dentada y un árbol según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento para la fabricación de un árbol de este tipo.

El documento De 32 44 621 A1 se considera el estado de la técnica más próximo con respecto a las reivindicaciones independientes 1 y 6.

Se conocen otros dispositivos por ejemplo por los documentos DE 22 28 572 A1 y JP -H04-75266 U.

Por ejemplo, en el campo de las direcciones asistidas se conocen las denominadas ruedas dentadas EPAS (EPAS: Electric Power Assisted Steering/dirección asistida eléctrica) , que se fijan sobre árboles. Las ruedas dentadas de este tipo presentan un anillo que por ejemplo se adhiere a un cubo metálico grande. A continuación se configura una corona dentada mediante arranque de virutas, en el lado externo del anillo. Alternativamente se conocen ruedas dentadas, en las que se inyecta un contorno de rueda dentada directamente en un cubo de acero grande.

Por cubo de acero o cubo metálico grande debe entenderse a este respecto un cubo que es más grande que medio diámetro de la rueda dentada configurada de este modo. Tales cubos pueden disponerse finalmente sobre árboles, en particular sobre o de manera contigua a los lados frontales de los árboles.

Por ejemplo, una rueda dentada de este tipo según el documento EP 1 777 439 A1 puede estar configurada con una parte externa, una parte de inserción y con una parte de unión para la unión con arrastre de forma de la parte externa y la parte de inserción, estando compuesta la parte de unión de un material colado entre la parte externa y la parte de inserción. La parte de inserción es por ejemplo un cubo para la disposición sobre un árbol o un gorrón de árbol.

Además se conoce inyectar directamente piñones sobre árboles, es decir, prescindiendo de los cubos mencionados anteriormente. Un procedimiento correspondiente para la fabricación de un piñón sobre un árbol puede deducirse del documento DE 10 2004 061 090 A1. Sin embargo, en el caso de tales piñones no se trata de las ruedas dentadas EPAS mencionadas anteriormente.

El objetivo de la invención consiste en simplificar adicionalmente una rueda dentada EPAS y diseñar los procesos de fabricación correspondientes, en particular el montaje de una rueda dentada EPAS sobre un árbol, de manera más económica y a este respecto simultáneamente reducir el espacio constructivo.

Este objetivo se soluciona mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1 o mediante un procedimiento para la fabricación de un árbol con las características de la reivindicación 6.

Configuraciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

El árbol del dispositivo según la invención tiene dos lados frontales enfrentados entre sí a lo largo de su eje de rotación. De manera adyacente a al menos uno de los lados frontales, el árbol presenta una zona axial, en la que está dispuesta una rueda dentada, en particular una rueda dentada EPAS, de manera coaxial al árbol. Según la invención la rueda dentada sobrepasa el árbol en el lado frontal, de modo que la zona axial del árbol es menor que el ancho axial de la rueda dentada.

La rueda dentada presenta, visto desde el árbol alojado radialmente dentro a radialmente fuera, una parte de unión con un alojamiento central para el árbol y una parte externa con dientes. Los dientes apuntan radialmente hacia fuera y están dispuestos distribuidos por la circunferencia de la parte externa. La parte de unión está colada directamente entre el árbol y la parte externa. Esto se produce preferiblemente con una colada central, en particular con una colada cónica.

La parte de unión recubre el árbol en el lado frontal, es decir, en al menos uno de los lados frontales, con una caperuza. La caperuza puede considerarse parte componente de la parte de unión, porque la caperuza con la parte de unión están conformadas de manera continua de una colada. Incluso cuando no toda la rueda dentada sobrepasa el árbol axialmente más allá del lado frontal correspondiente del árbol, sí lo hace al menos la parte de unión en una zona central con la caperuza conformada.

El lado frontal del árbol está completamente recubierto según una forma de realización ventajosa.

Por tanto, ventajosamente, se diseña una caperuza que recubre el lado frontal respectivo del árbol, que puede fabricarse de una sola pieza durante la colada central con la parte de unión. De este modo se ahorra un mecanizado por arranque de virutas, tras el procedimiento de fabricación, de una mazarota, porque la mazarota puede permanecer como caperuza. Se obtienen procedimientos de fabricación especialmente económicos.

La mazarota que permanece en el árbol en forma de caperuza protege el lado frontal del árbol frente a una contaminación y corrosión.

Una colocación a presión sobre un árbol de una rueda helicoidal o un cubo convencional con una rueda dentada conformada, a menudo va asociada a imprecisiones con respecto al desarrollo redondo resultante de la rueda dentada. Mediante la colada directa según la invención, en particular el moldeo por inyección con plástico, del árbol puede conseguirse una redondez óptima de la rueda dentada con respecto al árbol.

La colada central utilizada preferiblemente para el procedimiento de fabricación puede guiarse en un aparato de colada correspondiente con ahorro de espacio sobre el extremo de árbol libre.

Según una forma de realización ventajosa, la parte de unión presenta en una zona central, a lo largo del eje de rotación, contiguas entre sí,

- una sección de alojamiento dirigida a un centro axial del árbol y

- una sección de mazarota dirigida en sentido opuesto al centro axial del árbol.

La parte de unión soporta el árbol en la sección de alojamiento. Alternativamente el árbol en la sección de alojamiento puede llevar un cojinete para la rueda dentada. En la sección de mazarota, la parte de unión, como ya se describió anteriormente, está configurada como caperuza y recubre el lado frontal respectivo del árbol.

El alojamiento de la sección en el lado frontal del árbol en la zona central y el recubrimiento en el lado frontal del árbol mediante una caperuza se consigue según la invención mediante moldeo por inyección con plástico.

Según una forma de realización ventajosa, la parte de unión en la sección de alojamiento está en contacto directo con el árbol giratorio, de modo que el árbol está soportado de manera axial, radial y resistente al giro. Para ello, el árbol en la zona axial, en la que está dispuesta la rueda dentada, puede estar configurado acanalado, en particular presentar elevaciones y depresiones. Además en formas de realización ventajosas están previstas ranuras circulares o rebordes circulares sobre el árbol para el alojamiento del material colado en o para el apoyo de la rueda dentada sobre el árbol. Con ranuras circulares se hace posible además de un apoyo en la dirección axial también un flujo de material especialmente ventajoso.

En una forma de realización especialmente ventajosa, existe una superficie de la parte de unión, dirigida en sentido opuesto en la dirección axial al árbol, cerrada más allá de una zona central en la dirección radial. Discurre esencialmente en paralelo o exactamente en paralelo al lado frontal respectivo del árbol, de modo que la caperuza cierra el lado frontal radialmente dentro en la parte de unión a modo de disco. En la zona central, para ello, durante el procedimiento de fabricación, el material colado de manera central fluye en la dirección radial hacia fuera, casi en paralelo al lado frontal, hacia la parte externa. Así se consigue una forma de construcción especialmente compacta de la rueda dentada cerrada en el lado frontal.

Una superficie de la caperuza dirigida en sentido opuesto al lado frontal respectivo del árbol puede diseñarse, alternativamente a un diseño plano, también de manera acanalada, con dibujos, cóncava o convexa.

Un procedimiento para la fabricación de un árbol de este tipo con una rueda dentada de este tipo que va a disponerse en el lado frontal sobre el árbol presenta al menos las siguientes etapas de procedimiento consecutivas a) a c) :

a) proporcionar el árbol y la parte externa de la rueda dentada,

b) orientar de manera coaxial el árbol y la parte externa entre sí, de modo que presenten un eje de rotación común, y

c) colar de manera central la parte de unión de la rueda dentada entre la parte... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo con una rueda (1’) dentada y un árbol (10’) que presenta dos lados (S’) frontales y un eje (A) de rotación, presentando el árbol (10’) al menos en una zona (16) axial adyacente a al menos un primer lado de los lados (S’) frontales la rueda (1’) dentada con el mismo eje (A) de rotación, y presentando la rueda (1’) dentada visto de radialmente dentro a radialmente fuera

1.1 una parte (3’) de unión con un alojamiento (5) central para el árbol (10’) y

1.2 una parte (2) externa con dientes, caracterizado porque 1.3 la parte (3’) de unión está colada directamente entre el árbol (10, 10’) y la parte (2) externa, porque 1.4 la parte (3’) de unión sobrepasa el árbol (10’) en la dirección axial y recubre el primer lado (S’) frontal, porque 1.5 la parte (3’) de unión y la parte (2) externa son axialmente igual de largas y están orientadas una hacia la otra, y porque

1.6 el árbol (10’) atraviesa la rueda (1’) dentada visto en la dirección axial sólo parcialmente.

2. Dispositivo según la reivindicación 1,

caracterizado porque la parte (3’) de unión sobrepasa el árbol (10’) en la dirección axial y recubre el lado (S’) frontal completamente.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la parte (3’) de unión presenta en la zona del primer lado (S’) frontal contiguas entre sí

3.1 una sección (L) de alojamiento dirigida a un centro axial del árbol (10’) y

3.2 una sección (G) de mazarota dirigida en sentido opuesto al centro axial del árbol (10’) , en el que 3.3 la parte (3’) de unión soporta el árbol (10’) en la sección (L) de alojamiento y

3.4 la parte (3’) de unión está realizada en la sección (G) de colada como caperuza (32’) , que recubre el primer lado (S’) frontal.

4. Dispositivo según la reivindicación 3,

caracterizado porque la caperuza (32’) , en perpendicular al eje (A) de rotación radialmente hacia fuera en un límite externo de una zona (Z) central, es adyacente de manera plana, en particular sin costura, a una zona (M) radialmente media de la parte (3’) de unión, de modo que existe una superficie de la parte (3’) de unión, dirigida en sentido opuesto al árbol (10’) , cerrada más allá de la zona (Z) central, que discurre esencialmente en paralelo o exactamente en paralelo al lado (S’) frontal respectivo.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque en el primer lado (S’) frontal del árbol (10’) está dispuesto un orificio (14’) central, en particular un orificio con simetría de rotación con una orientación coaxial al eje (A) de rotación.

6. Procedimiento para la fabricación de un árbol (10’) con una rueda (1’) dentada dispuesta en una zona (16) axial de al menos un primer lado (S’) frontal del árbol (10’) , estando construida la rueda (1’) dentada visto de radialmente dentro a radialmente fuera al menos por una parte (3’) de unión y una parte (2) externa con dientes, que presenta las siguientes etapas de procedimiento consecutivas

a) proporcionar el árbol (10’) y la parte (2’) externa,

b) orientar el árbol (10’) y la parte (2) externa entre sí, de modo que sus ejes (A) de rotación sean idénticos entre sí, y

c) colar de manera central la parte (3’) de unión en la zona (16) axial, en el lado frontal, del árbol (10’) , con una mazarota que se extiende más allá del lado (S’) frontal, en el que el material introducido por la colada fluye en la dirección radial entre la parte (2) externa y el árbol (10’) y el lado (S’) frontal permanece recubierto al menos parcialmente por el material, de tal manera que el material introducido por la colada permanece en la dirección radial dentro de la zona (16) axial, que está predeterminada por la longitud axial de la parte (2) externa.

7. Procedimiento según la reivindicación 6,

caracterizado porque al comienzo del procedimiento en el árbol (10’) se realiza un entallamiento de un orificio (14’) central, en el lado frontal. 5

8. Procedimiento según la reivindicación 7,

caracterizado porque el orificio (14’) central, en el lado frontal, como colector de tapones está adaptado a la forma de un tapón, que procede de una boquilla de un aparato de colada y en particular está configurado de forma cónica. 10

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado porque la parte (3’) de unión se fabrica por medio de una colada cónica.