Dispositivo de bloqueo, unidad motriz de engranajes que contiene un dispositivo de bloqueo de esta clase, así como un método para la fabricación de una unidad motriz de engranajes de esta clase.

Dispositivo de bloqueo (30) para el bloqueo de un movimiento de rotación de un eje (14) en relación con unacarcasa (16) de una unidad motriz de engranajes (10),

con un primer elemento de bloqueo (32) y un segundoelemento de bloqueo (34), que se puede desplazar mediante un electroimán (44) y, al menos, un elemento deretorno (42), en relación con el primer elemento de bloqueo (32), en donde los elementos de bloqueo (32, 34) en elestado bloqueado en el sentido axial (15), engranan uno dentro de otro mediante una conexión por arrastre de forma(85), caracterizado porque entre la conexión por arrastre de forma (85) y el electroimán (44), se encuentradispuesto axialmente, al menos, un elemento amortiguador acústico (28), en donde el elemento amortiguadoracústico (28) se fija en el lado axial (87) del electroimán (44), mediante un elemento de retorno (42) conformadocomo un resorte anular (43).

Dispositivo de bloqueo, unidad motriz de engranajes que contiene un dispositivo de bloqueo de esta clase, así como un método para la fabricación de una unidad motriz de engranajes de esta clase Estado del arte La presente invención hace referencia a un dispositivo de bloqueo con dos elementos de bloqueo dispuestos de manera que se puedan desplazar en relación recíproca, así como una unidad motriz de engranajes que contiene un dispositivo de bloqueo de esta clase, y un método para la fabricación de una unidad motriz de engranajes de esta clase, de acuerdo con la clase de las reivindicaciones independientes.

Mediante la patente EP 1 320 175 A2 se ha conocido un dispositivo de accionamiento y/o de frenado, en el que se encuentra dispuesta una unidad de frenado en el interior de una carcasa que envuelve un motor eléctrico. La unidad de frenado presenta un disco de freno y un cuerpo de frenado, que se pueden presionar uno contra otro actuando mediante fricción electromagnética. Además, el cuerpo de frenado se encuentra fijado axialmente y conectado con la carcasa del motor eléctrico de manera que puedan rotar solidariamente entre sí, mientras que el disco de freno se encuentra dispuesto de manera que se pueda desplazar axialmente sobre el eje del inducido del motor eléctrico, alojado de manera que pueda rotar.

Un dispositivo de frenado conformado de esta manera, presenta la desventaja que consiste en que durante el montaje de la unidad motriz, se deben compensar una pluralidad de tolerancias, dado que durante el ensamblaje, el cuerpo de frenado se monta previamente, directamente en la carcasa, y el disco de freno se monta sobre el eje del inducido, y justo a continuación se ensamblan y se ajustan en relación recíproca. Además, el cierre por fricción entre ambos discos de freno se encuentra muy expuesto al desgaste y a las influencias externas, como impurezas, carbonilla, grasa y vibraciones, por lo tanto en la patente EP 1 320 175 A1, la carcasa del motor eléctrico también se debe encontrar cerrada herméticamente en relación con el agua, el aire y el polvo. Además, durante el accionamiento de un dispositivo de esta clase, se generan ruidos relativamente elevados, que pueden ser considerados perturbadores por los ocupantes de un vehículo a motor.

Mediante las patentes FR 2785656 A1 y FR 2588702 A se han conocido respectivamente unidades de accionamiento de motores eléctricos, que presentan un dispositivo de bloqueo. En este caso, respectivamente dos elementos de bloqueo con forma de disco, se encuentran dispuestos de manera que puedan rotar en relación recíproca, en donde ambos elementos de bloqueo presentan una conexión axial por arrastre de forma, que en el estado bloqueado evitan una rotación de ambos elementos de bloqueo en sentidos contrarios.

Revelación de la presente invención Ventajas de la presente invención La unidad motriz de engranajes conforme a la presente invención, y el dispositivo de bloqueo dispuesto en su interior, así como el método para la fabricación de una unidad motriz de engranajes de esta clase, presentan la ventaja de que mediante la conformación del dispositivo de bloqueo como un módulo independiente que se puede montar completamente, se reducen considerablemente los trabajos de montaje para una unidad motriz de engranajes de esta clase. Además, no se requiere de una precisión elevada en el montaje del mecanismo de arrastre sobre el eje, en relación con el dispositivo de bloqueo, y no se requiere de una precisión en la posición del dispositivo de bloqueo en la carcasa de la unidad motriz de engranajes. Las tolerancias axiales (distancia) entre los elementos de bloqueo, se pueden respetar mediante esfuerzos considerablemente reducidos en la fabricación por separado y en la comprobación independiente del funcionamiento del dispositivo de bloqueo. Mediante la conformación de una conexión axial por arrastre de forma entre ambos elementos de bloqueo, el dispositivo de bloqueo resulta mucho menos sensible frente a las impurezas, grasa, humedad o carbonilla. Mediante el desgaste mínimo o bien, la abrasión mínima de los elementos de bloqueo, se incrementa la vida útil y la carga admisible permanente del dispositivo de bloqueo. Debido a la conformación de la conexión axial por arrastre de forma entre ambos elementos de bloqueo, por ejemplo, en forma de un dentado axial (ranuras dispuestas radialmente con dientes que engranan en dichas ranuras) , el dispositivo de bloqueo resulta apropiado también para utilizar en vehículos a motor, en los que se presentan oscilaciones y vibraciones elevadas. En comparación con el sistema de discos de freno, la presente invención resulta insensible frente a una frecuencia natural del sistema masa-resorte que se genera mediante las oscilaciones en el vehículo a motor. Mediante la disposición de un elemento amortiguador entre el electroimán y el segundo elemento de bloqueo, se puede prevenir de manera efectiva la generación de ruidos estructurales, cuando se libera el bloqueo.

Mediante las características mencionadas en las reivindicaciones relacionadas, se pueden lograr perfeccionamientos ventajosos del dispositivo y del método de acuerdo con las reivindicaciones independientes. En el caso que el elemento amortiguador 28 se conforme como un anillo que rodea el eje,

El segundo elemento de bloqueo se amortigua de manera uniforme a lo largo de la periferia completa, cuando hace tope contra los electroimanes. De manera ventajosa, el anillo se puede conformar como una única pieza, y debido a su extensión a lo largo de la periferia completa, se puede fijar de manera simple.

Para la supresión efectiva del ruido estructural, el elemento amortiguador está conformado, de la manera más ventajosa, por un material plástico, preferentemente un elastómero que puede absorber eficazmente el ruido estructural dentro de un rango amplio de temperaturas.

En el caso que el elemento amortiguador se conforme como un anillo tórico o un anillo en D, dicho elemento se puede presionar hacia el interior de una ranura correspondiente en el electroimán o en el segundo elemento de bloqueo. La sección transversal del anillo amortiguador se puede conformar con forma circular, forma de D, de X, forma rectangular o similar, de manera que se frene el movimiento axial del segundo elemento de bloqueo en relación con el imán.

El electroimán presenta un polo interior, sobre el cual se aloja un núcleo de bobina, y ambos juntos conforman una superficie frontal axial en la que se puede fijar firmemente el elemento amortiguador.

Para reducir la generación de ruidos estructurales también durante el cierre del dispositivo de bloqueo, entre ambos elementos de bloqueo se encuentra dispuesto, al menos, un elemento amortiguador adicional que frena el choque del segundo elemento de bloqueo contra el primer elemento de bloqueo, mediante el resorte de retorno.

En la superficie frontal axial del electroimán, se puede conformar de manera ventajosa un redondeado en el cual hace tope el segundo elemento de bloqueo durante la liberación del dispositivo de bloqueo. Mediante el moldeado del redondeado, el segundo elemento de bloqueo que se deforma, se apoya continuamente contra el electroimán, con lo cual se reduce considerablemente la generación de ruidos estructurales.

Resulta particularmente ventajosa la conformación del elemento amortiguador como una lámina de material plástico, que se puede adherir particularmente como una lámina autoadhesiva en una de ambas superficies frontales axiales.

En una ejecución preferida, el elemento amortiguador de forma anular se presiona mediante un resorte anular contra el lado frontal del electroimán o del segundo elemento de bloqueo. Además, resulta ventajoso cuando para ello el resorte de retorno existente para el segundo elemento de bloqueo, se puede utilizar simultáneamente para la fijación del elemento amortiguador.

En una ejecución alternativa, en el resorte de retorno se conforma directamente un elemento amortiguador elástico, por ejemplo, se encuentra moldeado por inyección. Dicho elemento puede estar conformado como una envoltura de una espira o de una pluralidad de espiras de un resorte helicoidal, o como una pieza moldeada. De esta manera, se suprime un proceso de fijación por separado para el elemento amortiguador.

En el caso que como resorte anular se utilice un resorte helicoidal cónico, de esta manera se garantiza una conducción axial precisa del segundo elemento de bloqueo, sin que para ello se requiera un espacio constructivo adicional en el sentido axial. El resorte helicoidal se puede apoyar de una manera particularmente ventajosa, en un desplazamiento axial entre el polo interior y el núcleo de bobina, con lo cual el resorte helicoidal se fija radialmente.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de bloqueo (30) para el bloqueo de un movimiento de rotación de un eje (14) en relación con una carcasa (16) de una unidad motriz de engranajes (10) , con un primer elemento de bloqueo (32) y un segundo elemento de bloqueo (34) , que se puede desplazar mediante un electroimán (44) y, al menos, un elemento de retorno (42) , en relación con el primer elemento de bloqueo (32) , en donde los elementos de bloqueo (32, 34) en el estado bloqueado en el sentido axial (15) , engranan uno dentro de otro mediante una conexión por arrastre de forma (85) , caracterizado porque entre la conexión por arrastre de forma (85) y el electroimán (44) , se encuentra dispuesto axialmente, al menos, un elemento amortiguador acústico (28) , en donde el elemento amortiguador acústico (28) se fija en el lado axial (87) del electroimán (44) , mediante un elemento de retorno (42) conformado como un resorte anular (43) .

2. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento amortiguador

(28) se conforma de manera anular, y envuelve el eje (14) .

3. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) está conformado por material plástico, particularmente por un elastómero.

4. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) se conforma como un anillo amortiguador (90) que amortigua en el sentido axial (15) , con una sección transversal circular, con forma de D o con forma de X, que se encuentra dispuesto particularmente en una ranura (92) en un lado axial (87) del electroimán (44) .

5. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el electroimán (44) presenta un polo interior (47) que se encuentra envuelto por un núcleo de bobina (45) , y el elemento amortiguador (28) se encuentra fijado en el polo interior (47) y/o en el núcleo de bobina (45) .

6. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un elemento amortiguador acústico (29) adicional, se encuentra dispuesto axialmente entre el primer elemento de bloqueo (32) y el segundo elemento de bloqueo (34) , para evitar la generación de ruidos cuando ambos elementos de bloqueo (32, 34) engranan entre sí por arrastre de forma.

7. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) se conforma como un radio (110) en el lado axial (87) del electroimán (44) , en el cual el segundo elemento de bloqueo (34) hace tope axialmente, y en dicho punto se deforma elásticamente.

8. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) se conforma como una lámina (96) que se adhiere particularmente en el lado axial (87) del electroimán (44) o en el segundo elemento de bloqueo (34) .

9. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el resorte anular (43) se conforma como un resorte helicoidal cónico (99) que envuelve el eje (14) .

10. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) se conforma en el elemento de retorno (42) conformado como un resorte anular (43) , particularmente se conforma como una envoltura elástica (112) , y preferentemente se encuentra inyectado.

11. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) se conforma como una tapa con forma de caperuza (98) que se extiende particularmente a lo largo del lado axial (87) , tanto del polo interior (47) como del núcleo de bobina (45) .

12. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el polo interior (47) con el núcleo de bobina (45) conforma un desplazamiento axial (49) , en el que se apoya radialmente la tapa con forma de caperuza (98) , y particularmente el resorte anular (43) se apoya contra la tapa (98) , en la zona del desplazamiento axial (49) .

13. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (28) está conformado por teflón, y presenta particularmente un perfilado axial (101) como una superficie de apoyo (100) para el segundo elemento de bloqueo (34) .

14. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el polo interior (47) en dirección hacia el árbol de transmisión (14) presenta una prolongación axial adicional (51) , hasta la cual se extiende radialmente la tapa con forma de caperuza (98) , y particularmente la prolongación (51) también se utiliza para la conducción axial y el centrado del segundo elemento de bloqueo (34) .

15. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo elemento de bloqueo (34) presenta una placa base (94) fabricada con material compuesto, en la que se encuentra moldeado por inyección un dentado axial (82, 84) como una conexión axial por arrastre de forma (85) para el primer elemento de bloqueo (32) .

16. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo elemento de bloqueo (34) presenta orificios axiales (81) , en los que encajan espigas de guía axiales (79) para la conducción axial del segundo elemento de bloqueo (34) , que se conforman en el lado axial (87) del electroimán (44) .

17. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo elemento de bloqueo (34) se conforma como una placa del inducido (41) que conforma un blindaje magnético para el electroimán (44) .

18. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el electroimán (44) no se encuentra alimentado con corriente en el estado bloqueado, en donde el segundo elemento de bloqueo (34) se presiona por arrastre de forma hacia el interior del primer elemento de bloqueo (32) , mediante el, al menos un, elemento de retorno (42) , y el electroimán (44) se alimenta con corriente en el estado de rotación, con el fin de liberar el segundo elemento de bloqueo (34) axialmente del primer elemento de bloqueo (32) .

19. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el estado de rotación, cuando el electroimán (44) se encuentra alimentado con corriente, el segundo elemento de bloqueo (34) y el electroimán (44) se apoyan axialmente contra el elemento amortiguador (28) .

20. Dispositivo de bloqueo (30) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una carcasa de bloqueo (52) que presenta una pared de cilindro (35) , que está conformada como un tubo polar (33) del electroimán (44) , y en la pared de cilindro (35) se conforma de manera radialmente enfrentada a un conector (58) , una entalladura radial (76) que compensa el flujo magnético faltante en la zona del conector 58.

21. Unidad motriz de engranajes (10) con un dispositivo de bloqueo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer elemento de bloqueo (32) se conforma de manera que pueda rotar en relación con la carcasa (16) que aloja el eje (14) , y porque se apoya axialmente contra la carcasa de bloqueo (52) , particularmente contra una arandela de tope (60) de la carcasa de bloqueo (52) .

22. Método para la fabricación de una unidad motriz de engranajes (10) de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo (30) se fija en primer lugar en la carcasa (16) de la unidad motriz de engranajes (10) , y a continuación el eje (14) , particularmente con el mecanismo de arrastre (66) , con una conexión por arrastre de forma sujeta al juego, se introduce en una entalladura central (64) del primer elemento de bloqueo (32) .

23. Método de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo (30) se puede controlar fácilmente en relación con su funcionamiento, antes del montaje en la carcasa (16) y antes del montaje del eje (14) , como una unidad (31) separada, envuelta por la carcasa de bloqueo (52) , en donde el elemento amortiguador (28) se dispone previamente con los elementos de bloqueo (32, 34) en el interior de la carcasa de bloqueo (52) .