Actuador.

Dispositivo de ajuste, en particular de un automóvil,

- con un actuador (2),

que presenta un motor (9) eléctrico para el accionamiento giratorio de un árbol (10) de salida del actuador (2),

- con un árbol (7) de activación que puede accionarse de manera giratoria para activar al menos 5 un elemento (4) de ajuste del dispositivo (1) de ajuste,

- con un engranaje (11) cónico para la transmisión del par motor entre el árbol (10) de salida y el árbol (7) de activación,

- estando unida una primera rueda (15) dentada cónica del engranaje (11) cónico sin posibilidad de giro con el árbol (10) de salida y estando dispuesta coaxialmente al eje (12) de rotación del árbol (10) de salida,

- estando unida una segunda rueda (16) dentada cónica del engranaje (11) cónico sin posibilidad de giro con el árbol (7) de activación y estando dispuesta coaxialmente al eje (13) de rotación del árbol (7) de activación,

- estando engranadas las dos ruedas (15, 16) dentadas cónicas entre sí para la transmisión del par motor,

- formando los ejes (12, 13) de rotación del árbol (10) de salida y del árbol (7) de activación un ángulo (14) de desde 60º inclusive hasta 120º inclusive, caracterizado porque la respectiva rueda (15, 16) dentada cónica está conformada por inyección de plástico,

- estando perfilados los dientes (57) de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas de tal manera que desde una zona (69) de pie del respectivo diente (57) hasta una punta (70) del respectivo diente (57) están conformados sin destalonamiento,

- estando concebidas las ruedas (15, 16) dentadas cónicas como piezas de moldeo por inyección con una conformación acabada, en particular según caen de la herramienta,

- presentando al menos una de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas flancos (58) de diente abombados hacia fuera o convexos, de tal manera que el respectivo flanco (58) de diente tiene un abombamiento (59) que primero aumenta de un extremo (60) axial al otro extremo (61) axial del respectivo diente (57) y después vuelve a disminuir.

Actuador

La presente invención se refiere a un dispositivo de ajuste, en particular de un automóvil, con un actuador, que presenta un motor eléctrico para el accionamiento giratorio de un árbol de salida del actuador.

Los dispositivos de ajuste de este tipo pueden utilizarse en vehículos por ejemplo como dispositivos de ajuste de válvula, en los que al menos un elemento de ajuste es una válvula, con la que puede controlarse una sección transversal por la que puede pasar un flujo en un conducto de guiado de gas del vehículo. Un dispositivo de ajuste de válvula de este tipo puede utilizarse por ejemplo en un tramo de gas fresco o en un tramo de gas de escape de un motor de combustión interna o de una pila de combustible del vehículo. También se conocen dispositivos de ajuste para regular una geometría de paleta directriz en una turbina de un turbocompresor de gas de escape. Además también puede activarse una denominada “Waste-Gate” (compuerta de descarga) de un turbocompresor de gas de escape por medio de un dispositivo de ajuste de este tipo.

Por el documento US 2007 / 0 199 541 A1 se conoce una disposición de válvula de mariposa, en la que una válvula de mariposa se acciona por medio de un motor eléctrico a través de un tren motor. Un árbol de rotor del motor eléctrico porta un tornillo sin fin del tren motor. En el tren motor, el tornillo sin fin está engranado con una rueda helicoidal. La rueda helicoidal está unida sin posibilidad de giro con una primera rueda dentada cónica, que está engranada con una segunda rueda dentada cónica. Ahora, la segunda rueda dentada cónica está unida sin posibilidad de giro con un árbol de accionamiento, que porta la válvula de mariposa.

Por el documento GB 2 400157 A se conoce una disposición de válvula de mariposa adicional, en la que de nuevo un motor eléctrico acciona, a través de un engranaje de tornillo sin fin, un árbol de accionamiento que porta la válvula de mariposa. A este respecto, el tornillo sin fin y la rueda helicoidal del engranaje de tornillo sin fin están fabricados de plástico.

Por el documento US 2005 / 0 130 785 A1 se conoce un engranaje cónico para un engranaje diferencial de un tren motor de vehículo, en el que dos ruedas dentadas cónicas están engranadas entre sí. Las ruedas dentadas cónicas tienen dientes, que están perfilados de tal manera que se abomban hacia fuera sin destalonamiento desde una zona de pie hasta una punta.

Por el documento US 4 308 760 se conocen ruedas dentadas, cuyos dientes, en un corte axial del dentado, tienen una zona de pie que se extiende hacia fuera de manera cóncava desde un primer extremo axial del dentado hasta un segundo extremo axial del dentado.

Por el documento US 2004 / 0 012 282 A1 y por el documento US 2006 / 0 053 917 A1 se conocen engranajes en los que unas ruedas dentadas que se engranan entre sí están fabricadas de plástico.

La presente invención se ocupa del problema de proporcionar una forma de realización mejorada para un actuador del tipo mencionado al principio o para un accionamiento de ajuste equipado con el mismo, que se caracteriza en particular porque se construye de manera compacta y/o puede generar fuerzas de ajuste o pares de ajuste comparativamente grandes y/o posibilita un montaje simplificado.

Este problema se soluciona según la invención mediante el objeto de la reivindicación independiente 1. Formas de realización ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la idea general de acoplar, en un dispositivo de ajuste, un árbol de salida de un actuador a través de un engranaje cónico o engranaje de ruedas dentadas cónicas con un árbol de activación para activar al menos un elemento de ajuste del dispositivo de ajuste. El uso de un engranaje cónico posibilita situaciones de montaje en las que, entre un eje de rotación del árbol de salida del actuador y un eje de rotación del árbol de activación, existe un ángulo de desde 60º inclusive hasta 120º inclusive, que en particular también puede encontrarse aproximadamente a 90º. Este modo de construcción posibilita campos de aplicación adicionales para el dispositivo de ajuste, en particular en el caso de situaciones de montaje estrechas.

Según la invención, al menos una de las ruedas dentadas cónicas del engranaje de ruedas dentadas cónicas presenta flancos de diente que están conformados abombados hacia fuera o convexos, de tal manera que el respectivo flanco de diente tiene un abombamiento que primero aumenta de un extremo axial al otro extremo axial del respectivo diente y después vuelve a disminuir. Los flancos de diente abombados o convexos de este tipo posibilitan un contacto puntual en la zona de los flancos de diente de las dos ruedas dentadas cónicas engranadas entre sí. Con respecto a un modo de construcción habitual con flancos de diente radialmente rectilíneos, que posibilitan un contacto lineal de los flancos de diente en la zona de engranado, aunque el engranaje cónico presentado en el presente documento sólo puede transmitir, con el mismo diámetro de círculo primitivo, fuerzas o pares motores reducidos, ofrece sin embargo la posibilidad de tener que orientar las ruedas dentadas cónicas dentro del engranaje cónico con menos precisión una respecto a la otra para poder garantizar un funcionamiento correcto. Así, el modo de construcción propuesto con flancos de dientes abombados o convexos posibilita poder montar las ruedas dentadas cónicas comparativamente con poca precisión, es decir, dotarlas de tolerancias de posición comparativamente grandes. En particular, los ejes de rotación del árbol de salida y del árbol de activación no tienen que intersecarse en un punto de intersección, sino que pueden discurrir distanciados entre sí. Además, el ángulo entre los ejes de rotación del árbol de salida y del árbol de activación no tiene que coincidir exactamente con el ángulo para el que están configuradas en sí mismas las ruedas dentadas cónicas. Así, la conformación propuesta para los flancos de diente de las ruedas dentadas cónicas tolera desviaciones de posición comparativamente grandes. De este modo la fabricación del dispositivo de ajuste se simplifica considerablemente y resulta económica.

Además según la invención está previsto que la respectiva rueda dentada cónica esté conformada por inyección de plástico, que los dientes de las ruedas dentadas cónicas estén perfilados de tal manera que desde una zona de pie del respectivo diente hasta una punta del respectivo diente estén conformados sin destalonamiento y que las ruedas dentadas cónicas estén concebidas como piezas de moldeo por inyección con una conformación acabada, en particular según caen de la herramienta, con lo que las ruedas dentadas cónicas pueden fabricarse de manera especialmente económica.

Se desprenden importantes características y ventajas adicionales de la invención a partir de las reivindicaciones dependientes, a partir de los dibujos y a partir de la descripción correspondiente de las figuras mediante los dibujos.

Se entiende que las características mencionadas anteriormente y las que todavía se explicarán posteriormente pueden utilizarse no sólo en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o individualmente, sin salirse del contexto de la presente invención.

En los dibujos se representan ejemplos de realización preferidos de la invención y se explican en más detalle en la siguiente descripción, refiriéndose los mismos números de referencia a componentes iguales o similares o funcionalmente iguales.

En cada caso muestran, esquemáticamente,

la figura 1, una vista en perspectiva de un dispositivo de ajuste,

la figura 2, una vista en perspectiva, parcialmente cortada, de un actuador,

la figura 3, una sección longitudinal a través de un engranaje del actuador,

la figura 4, una vista en perspectiva del actuador parcialmente cortado, en una representación en despiece ordenado,

la figura 5, una vista en perspectiva, parcialmente cortada, del actuador,

la figura 6, una vista en perspectiva del engranaje del actuador en una representación en despiece ordenado en otra forma de realización,

la figura 7, una vista en perspectiva, parcialmente cortada, del actuador de la figura 6,

la figura 8, una vista en perspectiva, parcialmente cortada, del actuador en la zona de un motor eléctrico, con la abertura de introducción cerrada,

la figura 9, una vista en perspectiva del actuador de la figura 8 en una representación en despiece ordenado,

la figura 10, una vista en perspectiva de un engranaje cónico,

la figura 11, una vista... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de ajuste, en particular de un automóvil,

- con un actuador (2) , que presenta un motor (9) eléctrico para el accionamiento giratorio de un árbol (10) de salida del actuador (2) ,

- con un árbol (7) de activación que puede accionarse de manera giratoria para activar al menos un elemento (4) de ajuste del dispositivo (1) de ajuste,

- con un engranaje (11) cónico para la transmisión del par motor entre el árbol (10) de salida y el árbol (7) de activación,

- estando unida una primera rueda (15) dentada cónica del engranaje (11) cónico sin posibilidad de giro con el árbol

(10) de salida y estando dispuesta coaxialmente al eje (12) de rotación del árbol (10) de salida,

- estando unida una segunda rueda (16) dentada cónica del engranaje (11) cónico sin posibilidad de giro con el árbol

(7) de activación y estando dispuesta coaxialmente al eje (13) de rotación del árbol (7) de activación,

-estando engranadas las dos ruedas (15, 16) dentadas cónicas entre sí para la transmisión del par motor,

- formando los ejes (12, 13) de rotación del árbol (10) de salida y del árbol (7) de activación un ángulo (14) de desde 60º inclusive hasta 120º inclusive, caracterizado porque la respectiva rueda (15, 16) dentada cónica está conformada por inyección de plástico,

- estando perfilados los dientes (57) de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas de tal manera que desde una zona (69) de pie del respectivo diente (57) hasta una punta (70) del respectivo diente (57) están conformados sin destalonamiento,

- estando concebidas las ruedas (15, 16) dentadas cónicas como piezas de moldeo por inyección con una conformación acabada, en particular según caen de la herramienta,

- presentando al menos una de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas flancos (58) de diente abombados hacia fuera

o convexos, de tal manera que el respectivo flanco (58) de diente tiene un abombamiento (59) que primero aumenta de un extremo (60) axial al otro extremo (61) axial del respectivo diente (57) y después vuelve a disminuir.

2. Dispositivo de ajuste según la reivindicación 1, caracterizado porque el abombamiento (59) de los flancos (58) de diente está configurado de tal manera que el círculo (62) primitivo en el punto (63) de intersección con el flanco (58) de diente se sitúa perpendicular a una tangente (64) del flanco (58) de diente a través de este punto (63) de intersección.

3. Dispositivo de ajuste según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las dos ruedas (15, 16) dentadas cónicas están configuradas como piezas iguales.

4. Dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ángulo (14) entre los ejes (12, 13) de rotación asciende aproximadamente a 90º.

5. Dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo (1) de ajuste es un dispositivo de ajuste de válvula, cuyo al menos un elemento de ajuste es en cada caso una válvula (4) para controlar una sección transversal por la que puede pasar un flujo en un conducto por el que puede pasar un flujo.

6. Dispositivo de ajuste según la reivindicación 5, caracterizado porque la respectiva válvula (4) es una válvula basculante y/o una válvula de turbulencia en un tramo de gas fresco de un motor de combustión interna del vehículo

o una válvula de mariposa en un tramo de gas fresco o en un tramo de gas de escape de un motor de combustión interna del vehículo.

7. Dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los dientes (57) de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas están perfilados de tal manera que, en el respectivo diente (57) , una distancia (68) entre dos flancos (58) de diente dirigidos en sentido opuesto entre sí no aumenta desde una zona (69) de pie del respectivo diente (57) hasta una punta (70) del respectivo diente (57) .

8. Dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los dientes (57) de las ruedas (15, 16) dentadas cónicas están perfilados de tal manera que una zona (69) de pie entre dos dientes (57) contiguos

tiene un contorno (71) de arco circular.