Engranaje para dispositivos de regulación, en particular en automóviles.

Tornillo sin fin de accionamiento de plástico para un engranaje (1),

en particular para dispositivos de regulación en automóviles, presentando el tornillo (10) sin fin de accionamiento una superficie (27) de deslizamiento anular, plana, circundante en perpendicular al eje del tornillo sin fin, caracterizado porque están previstas una pluralidad de cavidades (22) de desmoldeo en forma de depresiones, que entre la superficie (27) de deslizamiento y el eje del tornillo sin fin se enganchan axialmente en el tornillo (10) sin fin de accionamiento y se adentran desde un plano (29) hundido con respecto al plano de la superficie (27) de deslizamiento en el interior del tornillo (10) sin fin de accionamiento, porque las cavidades de desmoldeo están separadas entre sí por almas (28) y porque en la zona de transición desde el plano (29) de las cavidades (22) de desmoldeo al plano de la superficie (27) de deslizamiento anular está configurado un bisel (23) circundante.

Engranaje para dispositivos de regulación, en particular en automóviles.

La presente invención se refiere a un tornillo sin fin de accionamiento para un engranaje, en particular para 5 dispositivos de regulación en automóviles.

Los tornillos sin fin de accionamiento se conocen por ejemplo por los documentos EP1253275A1 y DE3434093A1.

Un accionamiento de tornillo sin fin para dispositivos de regulación en automóviles se conoce por el documento DE 10 198 61 100. Un dispositivo de regulación de este tipo está compuesto por un motor de engranajes, que preferiblemente a través de un árbol flexible acciona en primer lugar un tornillo sin fin de accionamiento, que a su vez acciona una tuerca de husillo dispuesta sobre un husillo roscado montado sin posibilidad de giro. A este respecto, las partes unidas directa o indirectamente con el tornillo sin fin de accionamiento o la tuerca de husillo se desplazan a lo largo del husillo en relación con el resto del vehículo. Este tipo de dispositivos de regulación son 15 especialmente adecuados como dispositivos de regulación de asientos para automóviles, como elevalunas o como dispositivo de regulación para techos corredizos.

El tornillo sin fin de accionamiento y la tuerca de husillo están montados habitualmente en una carcasa de engranaje, que entonces en su contorno externo se agarra por una unidad de sujeción. La unidad de sujeción sirve 20 por ejemplo para unir la parte del automóvil que va a regularse con el engranaje del dispositivo de regulación.

Los engranajes según el estado de la técnica para dispositivos de regulación en automóviles están equipados habitualmente con elementos de engranaje de metal. Así, por ejemplo, de manera laboriosa se fresan tornillos sin fin de accionamiento de un metal resistente al desgaste a partir de una pieza de metal, lo que debido a la geometría 25 deseada es muy exigente con respecto a la máquina de mecanizado. Esto conduce a costes por unidad correspondientemente elevados. Una desventaja adicional con el uso de este tipo de elementos de engranaje de metal es la tendencia del metal a la generación de ruido. Esta generación de ruido puede evitarse mediante una lubricación correspondiente; sin embargo, este tipo de engranajes para dispositivos de regulación en automóviles no son fácilmente accesibles tras el montaje, de modo que cuando disminuye el efecto de lubricación puede producirse 30 una generación de ruido indeseada.

Una desventaja adicional en el caso de los tornillos sin fin de accionamiento metálicos puede producirse porque, durante el accionamiento, a través de un árbol flexible entre la hembra cuadrada, que alberga el árbol flexible, y el árbol flexible aparece un juego, con lo que se ve afectada la marcha circular del árbol flexible. Esto también conduce 35 a que la función óptima del dispositivo de regulación se vea perjudicada.

Los intentos de compensar las desventajas de los tornillos sin fin de accionamiento de metal mediante el uso de tornillos sin fin de accionamiento de plástico han sido parcialmente satisfactorios. Así, el solicitante de la presente invención ya utilizó en el pasado tornillos sin fin de accionamiento de plásticos de alto rendimiento, con lo que pudo 40 reducirse la generación de ruido. Una ventaja adicional de estos tornillos sin fin de accionamiento de plástico con respecto a los tornillos sin fin de metal son los bajos costes de fabricación.

Han resultado ser plásticos adecuados para la fabricación de este tipo de tornillos sin fin de accionamiento los plásticos de alto rendimiento, como por ejemplo poliéter éter cetona (PEEK) , poliamida (PA) , poli (sulfuro de fenileno) 45 (PPS) o también polioximetileno (POM) . De manera especialmente ventajosa puede utilizarse poliéter éter cetona que, debido a su alta estabilidad, alta rigidez, buena resistencia a las sustancias químicas, su comportamiento de deslizamiento y de fricción favorables así como sus otras propiedades térmicas y químicas, se utiliza como material excelente para piezas funcionales en la fabricación de automóviles.

PEEK se utiliza a una temperatura de herramienta (temperatura del molde de inyección) de aproximadamente 185º C. La temperatura de inyección del material asciende a aproximadamente 380º C. En estas condiciones es desventajosa la alta adherencia del material a la herramienta. Así, en la fabricación de tornillos sin fin de plástico se utilizan varillas como ayuda para extraer mediante giro la pieza de trabajo de la herramienta, para posibilitar tras la conformación una rápida extracción del tornillo sin fin de accionamiento del molde todavía caliente. A este respecto 55 estas varillas se enganchan en denominadas cavidades de desmoldeo, que están dispuestas en forma de depresiones en la pieza de trabajo. De este modo, también en el caso de tornillos sin fin de plástico de PEEK grandes pueden reducirse los tiempos de ciclo en tal medida que resulta posible una fabricación económica de los tornillos sin fin de plástico. Sin embargo, en este modo de proceder ha resultado desventajosa la alta elasticidad del material hasta su plastificación definitiva. Así, con el enganche de las varillas auxiliares en las cavidades de 60 desmoldeo y la posterior extracción mediante giro del molde, puede producirse una deformación de la pieza de trabajo. La superficie de deslizamiento en el lado frontal del tornillo sin fin de accionamiento es especialmente crítica para tales deformaciones. Las deformaciones en la superficie de deslizamiento del tornillo sin fin de accionamiento conducen a vibraciones durante el funcionamiento del engranaje y a una función insatisfactoria del dispositivo de regulación. 65

Por tanto, el objetivo de la invención es poner a disposición un tornillo sin fin de accionamiento para un engranaje, que no presente las desventajas del estado de la técnica explicadas anteriormente.

Este objetivo se soluciona mediante un tornillo sin fin de accionamiento para un engranaje con las características de 5 la reivindicación 1.

Realizaciones y perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en evitar las desventajas del estado de la técnica mediante la utilización de un tornillo sin fin de 10 accionamiento de plástico, cumpliéndose con determinados requisitos geométricos en el tornillo sin fin de accionamiento.

Según la invención, el tornillo sin fin de accionamiento debe presentar una superficie de deslizamiento anular, plana, circundante en perpendicular al eje del tornillo sin fin, para permitir un funcionamiento sin vibraciones del engranaje. 15 Se obtiene una superficie de deslizamiento completamente plana cuando la pieza de trabajo se deja enfriar el tiempo suficiente en el molde de inyección antes de su extracción. Sin embargo, como no sólo es decisiva la función técnica del tornillo sin fin de accionamiento, sino que también los costes de fabricación son importantes, debe garantizarse una retirada lo suficientemente rápida del tornillo sin fin de accionamiento del molde de inyección (la herramienta) . Esto se consigue con ayuda de varias cavidades de desmoldeo, que en forma de depresiones se enganchan 20 axialmente en el tornillo sin fin de accionamiento y a este respecto están distribuidas preferiblemente de manera simétrica por la circunferencia del tornillo sin fin de accionamiento, ascendiendo el número de cavidades de desmoldeo ventajosamente a entre 3 y 15, de manera especialmente ventajosa a entre 6 y 10. Al extraer mediante giro el tornillo sin fin de accionamiento del molde, unas varillas auxiliares se enganchan en las cavidades de desmoldeo. Las cavidades de desmoldeo están dispuestas según la invención entre la superficie de deslizamiento y 25 el eje del tornillo sin fin en un plano hundido con respecto al plano de la superficie de deslizamiento. La depresión del plano de las cavidades de desmoldeo es una primera medida para evitar deformaciones en la zona de la superficie de deslizamiento, porque de este modo la fuerza en la extracción mediante giro no se transmite directamente a la superficie de deslizamiento.

Sin embargo, en particular en el caso de tornillos sin fin de plástico más grandes sólo esta medida no es suficiente para evitar de manera segura una deformación de la superficie de deslizamiento al extraer mediante giro la pieza de trabajo termoelástica del molde de herramienta. Concretamente, debido a una transmisión de fuerzas desfavorable se producen deformaciones en la superficie de deslizamiento sobre todo allí donde las almas, que separan las cavidades de desmoldeo individuales entre sí, inciden en la zona de la superficie de deslizamiento. 35

Tales deformaciones de la superficie de deslizamiento... [Seguir leyendo]

1. Tornillo sin fin de accionamiento de plástico para un engranaje (1) , en particular para dispositivos de regulación en automóviles, presentando el tornillo (10) sin fin de accionamiento una superficie (27) de deslizamiento anular, plana, circundante en perpendicular al eje del tornillo sin fin, caracterizado porque están previstas una pluralidad de 5 cavidades (22) de desmoldeo en forma de depresiones, que entre la superficie (27) de deslizamiento y el eje del tornillo sin fin se enganchan axialmente en el tornillo (10) sin fin de accionamiento y se adentran desde un plano (29) hundido con respecto al plano de la superficie (27) de deslizamiento en el interior del tornillo (10) sin fin de accionamiento, porque las cavidades de desmoldeo están separadas entre sí por almas (28) y porque en la zona de transición desde el plano (29) de las cavidades (22) de desmoldeo al plano de la superficie (27) de deslizamiento 10 anular está configurado un bisel (23) circundante.

2. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (10) sin fin de accionamiento está fabricado de un plástico de alto rendimiento termoestable, seleccionado del grupo compuesto por poliéter éter cetona (PEEK) , poliamida (PA) , poli (sulfuro de fenileno) (PPS) y polioximetileno (POM) . 15

3. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el tornillo (10) sin fin de accionamiento está fabricado de PEEK.

4. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el número de 20 cavidades (22) de desmoldeo asciende a de 3 a 15, preferiblemente de 6 a 10.

5. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ángulo del bisel (23) circundante con respecto a la superficie de deslizamiento anular asciende a entre 20º y 60º .

6. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el ángulo del bisel (23) circundante asciende a de aproximadamente 30º a aproximadamente 45º .

7. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la depresión entre el plano (29) de las cavidades (22) de desmoldeo y el plano de la superficie (27) de deslizamiento anular 30 asciende a de 0, 1 a 2 mm, preferiblemente de 0, 5 a 1 mm.

8. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tornillo (10) sin fin de accionamiento en la dirección axial presenta una hembra (24) cuadrada para albergar un árbol flexible.

9. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 8, caracterizado porque las superficies (20) de la 35 hembra (24) cuadrada presentan ranuras (25) que discurren axialmente.

10. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque al menos una de las ranuras (25) está configurada de manera cónica.

11. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque en las superficies (20) internas del cuadrado (24) están dispuestas de manera asimétrica en total 8 ranuras (25) , presentando preferiblemente cada superficie (20) interna en cada caso dos ranuras (25) centradas, que discurren en paralelo.

12. Tornillo (10) sin fin de accionamiento según la reivindicación 11, caracterizado porque entre las dos ranuras (25) que discurren en paralelo en las superficies (20) de la hembra (24) cuadrada en cada caso está configurado un nervio (26) de presión para la fijación sin juego de un árbol flexible.

13. Uso del tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 12 para un dispositivo de 50 regulación en automóviles, caracterizado porque el tornillo (10) sin fin de accionamiento, accionado a través de un árbol flexible, acciona una tuerca (11) de husillo, que está dispuesta sobre un husillo (12) montado sin posibilidad de giro, desplazándose las partes del vehículo unidas con el engranaje (1) , compuesto por el tornillo (10) sin fin de accionamiento y la tuerca (11) de husillo, en relación con el resto del vehículo.

14. Uso del tornillo (10) sin fin de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 12 para un dispositivo de regulación en automóviles, caracterizado porque un tornillo (10) sin fin de accionamiento, accionado a través de un árbol flexible, acciona una tuerca (11) de husillo, que está dispuesta sobre un husillo (12) giratorio, desplazándose las partes del vehículo unidas con el husillo (12) en relación con el resto del vehículo.