BR102013003614A2

BR102013003614A2 - Unidade de acionamento

Info

Publication number: BR102013003614A2
Application number: BRBR102013003614-5A
Authority: BR
Inventors: Chi Wang Cheung; Zhong Ping Wu; hong yu Ding
Original assignee: Johnson Electric Sa
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-06-16
Also published as: US20130213166A1; US9435400B2; JP2013177972A; CN103259365B; DE102013101256A1; CN103259365A

Abstract

Unidade de acionamento. Uma unidade de acionamento (10) inclui um motor elétrico (20), um eixo sem-fim (40) acoplado ao motor (20), uma engrenagem sem-fim (50) que engata com o eixo sem-fim (40), um eixo de saída (60) conectado à engrenagem sem-fim (50). O motor (20) tem um eixo de motor (22) sobre o qual o eixo sem-fim (40) é fixado. O eixo sem-fim (40) é feito de material plástico. A unidade de acionamento (10) ainda inclui uma luva metálica (30) ajustada em pressão ao eixo de motor (22), um perfil exterior da luva (30) é não circular. Um furo de acomodação conformado de maneira correspondente (43) é formado no eixo sem-fim (40) para acomodar a luva (30). A luva (30) gira com o eixo de motor (22) e aciona a engrenagem e o eixo sem-fim (40).

Description

“UNIDADE DE ACIONAMENTO” CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção é relativa, genericamente, a uma unidade de acionamento e, de maneira particular, a uma unidade de acionamento que compreende um motor elétrico que aciona uma saída através de uma rosca sem-fim e engrenagem sem fim.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Tal unidade de acionamento usualmente compreende um motor, um eixo sem-fim e uma engrenagem sem-fim. O eixo sem-fim conecta o eixo do motor à engrenagem sem-fim, e transmite saída do motor para a engrenagem sem-fim. Unidades de acionamento tradicionais utilizam um eixo sem-fim de metal comprimido sobre o eixo de motor e uma engrenagem sem-fim de metal. Para baixar o custo, roscas sem-fim e engrenagens sem-fim de material plástico substituíram as roscas sem-fim e engrenagem sem-fim de metal. Contudo, como transmitir de maneira efetiva e eficiente o torque do motor para um eixo sem-fim de material plástico é um tema a ser solucionado. Uma solução é fazer o eixo de motor com uma seção transversal conformada em D em uma porção onde o eixo sem-fim é fixado, e fazer o eixo sem-fim com um furo de montagem conformado de maneira correspondente. O eixo sem fim é fixado sobre a porção conformada em D e é acionado diretamente pelo eixo de motor. Contudo, isto reduz o diâmetro do eixo de motor, resultando em uma diminuição na resistência do eixo de motor. O eixo de motor é vulnerável a dobramento devido ao torque de saída relativamente grande do motor, resultando em engrenamento pobre entre o eixo sem-fim e a engrenagem sem-fim, mesmo em mau funcionamento da unidade de acionamento.

Daí, existir um desejo por uma unidade de acionamento melhorada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Consequentemente, em um seu aspecto, a presente invenção fornece uma unidade de acionamento que compreende um motor que tem um eixo de motor, um eixo sem-fim feito de material plástico e fixado ao eixo de motor, uma engrenagem sem-fim que engata com o eixo sem-fim, um eixo de saída acoplado à engrenagem sem-fim, e uma luva de metal fixada ao eixo de motor por uma conexão de ajuste prensado, a luva tendo um perfil exterior que é não circular, no qual um furo de acomodação é formado no eixo sem-fim para acomodar a luva, o furo de acomodação tem um perfil que corresponde ao perfil exterior da luva, e a luva gira com o eixo de motor e aciona o eixo sem-fim.

Preferivelmente o perfil do furo de acomodação é ligeiramente menor do que o perfil exterior da luva, e a luva tem um ajuste prensado no furo de acomodação.

Preferivelmente o perfil exterior da luva é um quadrado.

Preferivelmente o perfil exterior da luva é um polígono.

Preferivelmente a luva é feita de material de metalurgia de pó.

Preferivelmente o material de metalurgia de pó é pó de cobre, pó de ferro, ou uma combinação deles.

Preferivelmente o material plástico do eixo sem-fim é um material plástico cheio com fibra de vidro.

Preferivelmente saliências radiais para fora são formadas no eixo de motor e as saliências comprimem contra uma superfície interior do eixo sem-fim formando deformação elástica da superfície interior para impedir deslocamento relativo em rotação entre o eixo sem-fim e o eixo de motor.

Preferivelmente cada uma das saliências é conformada em tira e se estende em uma direção axial do eixo de motor.

Preferivelmente as saliências são paralelas umas às outras, e espaçadas umas das outras.

Preferivelmente as saliências são arranjadas em uma posição que corresponde a uma porção intermediária do eixo sem-fim, para impedir deslocamento axial relativo entre o eixo sem-fim e o eixo de motor.

Preferivelmente as saliências são recartilhados lineares.

Preferivelmente o eixo sem-fim tem uma porção extrema e uma porção de engatamento, que se estendem a partir da porção extrema; uma rosca sem-fim na forma de uma engrenagem helicoidal é formada em uma superfície radialmente exterior da porção de engatamento; o furo de acomodação é formado em uma porção central da porção extrema; e um furo de eixo é formado ao longo da linha de centro da porção de engatamento para acomodar o eixo de motor.

Preferivelmente o furo de eixo na porção de engatamento é um furo vazado e o eixo de motor se estende através do eixo sem-fim.

Preferivelmente uma extremidade distai do eixo de motor que se salienta a partir do eixo sem-fim é suportada por um mancai.

Uma unidade de acionamento de acordo com a presente invenção utiliza uma luva que é ajustada em pressão sobre o eixo de motor, para transmitir o torque do eixo de motor para o eixo sem-fim, para superar o problema de como conectar de maneira confiável o eixo sem-fim de material plástico ao eixo de motor, sem comprometer a resistência do eixo de motor. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma modalidade preferida da invenção será descrita agora à guisa de exemplo somente, com referência a figuras dos desenhos que acompanham. Nas figuras, estruturas, elementos ou partes idênticas que aparecem em mais do que uma figura, estão genericamente rotulados com um mesmo numeral de referência em todas as figuras nas quais eles aparecem. Dimensões de componentes e características mostradas nas figuras, são escolhidas de maneira genérica para conveniência e clareza de apresentação, e não estão necessariamente mostrados em escala. As figuras estão listadas abaixo. A figura 1 ilustra uma unidade de acionamento de acordo com uma modalidade tomada como exemplo da presente invenção, com uma carcaça removida, mostrando um motor, eixo de motor, luva, eixo sem-fim e engrenagem sem-fim; A figura 2 é uma vista explodida da unidade de acionamento da figura 1; A figura 3 é uma vista ampliada de uma porção do eixo de motor da figura 1; A figura 4 mostra o motor e a luva da figura 1; A figura 5 ilustra o eixo sem-fim da figura 1; A figura 6 é uma vista extrema do eixo sem-fim da figura 5; e A figura 7 é uma vista em seção parcial da unidade de acionamento da figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE DIVERSAS MODALIDADES

Fazendo referência à figura 1 e à figura 2, uma unidade de acionamento 10, de acordo com uma modalidade tomada como exemplo da presente invenção, compreende um motor 20 que tem um eixo de motor 22, uma luva 30 enluvada de maneira apertada sobre o eixo de motor 22, um eixo sem-fim 40 ajustado ao eixo de motor 23 e à luva 30, uma engrenagem sem-fim 50 engatada com um eixo sem-fim 40, e um eixo de saída 60 acoplado à engrenagem sem-fim 50. O eixo de saída 60 acopla a um elemento acionado (não mostrado). Durante operação da unidade de acionamento 10 o motor 20 gira o eixo sem-fim 40 por meio da luva 30, e o eixo sem-fim 40 gira a engrenagem sem-fim 50. Desta maneira, o torque do motor 20 é transmitido para o elemento acionado. A figura 3 é uma vista de detalhe e ampliada de uma porção da extremidade distai do eixo de motor 22. Como mostrado, o eixo de motor é cilíndrico reto, isto é, o eixo de motor tem uma seção transversal circular.

Preferivelmente, um número de saliências 56 são formadas sobre o eixo de motor 22. Cada uma das saliências se salienta radialmente e é voltada para fora. Mais especificamente, cada saliência 26 é conformada em tira, e se estende ao longo de uma direção axial do eixo de motor 22. As saliências 26 são arranjadas em uma direção circunferencial do eixo de motor 22, com cada saliência 26 paralela às e espaçada das outras saliências. De maneira ideal, as saliências são recartilhados paralelos ou lineares.

Como mostrado na figura 4, um furo vazado 32 é formado no centro da luva 30. O eixo de motor 22 é comprimido através do furo vazado 32, pelo que, a luva 30 é montada de maneira fixa ao eixo de motor 22 por meio de uma conexão de ajuste prensado. Preferivelmente, antes de formar as saliências 26 sobre o eixo de motor 22, a luva 30 é montada sobre o eixo de motor 22 para permitir a conexão em ajuste prensado entre o eixo de motor 22 e a luva 30. A posição da luva 30 sobre o eixo de motor 22 é controlada por um ferramental de ajuste prensado. A luva 30 é feita de material metálico. Preferivelmente a luva 30 é formada por um material de metalurgia de pó sinterizado, tal como pó de cobre, pó de ferro, a combinação de pó de cobre e pó de ferro, etc. Preferivelmente a luva tem uma seção radial que é quadrada. Uma seção radial é definida como uma seção formada quando cortada por um plano que se estende de maneira perpendicular à linha de centro do furo vazado 32 da luva. Altemativamente, a seção radial da luva 30 podería ser outra forma não circular, tal como retangular e outros polígonos.

Fazendo referência à figura 5 e à figura 6, o material do eixo sem-fim 40 é material plástico. Preferivelmente, o material plástico é um material plástico cheio com fibra de vidro, para aprimorar desempenho à abrasão do eixo sem-fim. O eixo sem-fim 40 tem uma porção extrema 42 e uma porção de engatamento 44, que se estendem radialmente a partir da porção extrema 42. A porção extrema 42 é cilíndrica com um furo de acomodação 43 formado no centro para acomodar a luva 30. A forma do furo de acomodação 43 corresponde à forma da luva 30, e a dimensão do furo de acomodação 43 é ligeiramente menor do que a dimensão da luva 30, de modo que a luva 30 está em ajuste de interferência no furo de acomodação do eixo sem-fim 40. O diâmetro exterior da porção de engatamento 44 é menor do que o diâmetro exterior da porção extrema 42. Uma rosca sem-fim na forma de uma engrenagem helicoidal 45 é formada sobre a superfície radialmente exterior da porção de engatamento 44, para engatar dentes da engrenagem sem-fim 50. Um furo de eixo 46 que se estende na direção axial do eixo sem-fim 40 é formado na porção central da porção de engatamento 44. O furo de eixo 46 é concêntrico e é conectado ao furo de acomodação em 43. O diâmetro do furo de eixo 46 é ligeiramente menor do que o diâmetro do eixo de motor 22.

Fazendo referência à figura 7, o eixo sem-fim 40 é um ajuste prensado sobre o eixo de motor 22 e a luva 30. Uma vez que a luva 30 está fixada ao eixo de motor 22 por meio de uma conexão de ajuste prensado, a luva 30 gira com o eixo de motor 22. Em adição, a forma da seção radial da luva 30 é não circular, e a luva 30 é acomodada no furo de acomodação 43, cuja forma corresponde à forma da luva 30. Desta maneira, deslocamento relativo em rotação entre a luva 30 e o eixo sem-fim 40 é impedido. Portanto, o torque do motor é transmitido para o eixo sem-fim 40 através da luva 30.

Preferivelmente, o furo 46 é um furo vazado. Isto permite ao eixo de motor se estender através do eixo sem-fim 40 para suportar todo o comprimento do eixo sem-fim contra dobramento provocado por forças radiais geradas entre a rosca sem-fim e a engrenagem sem-fim. Em adição, a extremidade distai exposta do eixo de motor 22 pode ser suportada por um mancai ou similar, se desejado. Isto fornece melhor resistência à deformação da rosca sem-fim durante carregamento pesado da unidade de acionamento.

Além disto, durante a montagem do eixo sem-fim 40 as saliências 26 comprimem contra a superfície interior do furo de eixo 46 no eixo sem-fim 40, de modo que deformação elástica para dentro ocorre na superfície interior do eixo sem-fim 40, para impedir ainda mais deslocamento em rotação entre o eixo sem-fim 40 e o eixo de motor 22. Em adição, as saliências 26 são formadas em uma localização que corresponde a uma porção axialmente intermediária da porção de engatamento 44. Desta maneira, a superfície interior da porção de engatamento 44 compreende uma porção central que tem deformação elástica, e duas porções axiais que não têm deformação elástica e comprimem axialmente contra as extremidades das saliências 26, respectivamente. Portanto, o movimento axial entre o eixo sem-fim 40 e o eixo de motor 22 é impedido.

Altemativamente, as saliências 26 são recartilhados lineares que mordem para o interior do eixo sem-fim para resistir a movimento relativo em rotação e axial entre o eixo sem-fim 40 e o eixo de motor 22.

Embora a invenção esteja descrita com referência a uma ou mais modalidades preferidas, deveria ser apreciado por aqueles versados na técnica que diversas modificações são possíveis. Portanto, o escopo da invenção deve ser determinado por meio de referência às reivindicações que seguem.

Na descrição e reivindicações do presente Pedido cada um dos verbos “compreender”, “incluir”, “conter”, e “ter”, e variantes deles, são utilizados em um sentido inclusivo, para especificar a presença do item descrito, porém não para excluir a presença de itens adicionais.

Claims

1. Unidade de acionamento que compreende: um motor (20) que tem um eixo de motor (22), um eixo sem-fim (40) feito de material plástico e fixado ao eixo de motor (22), uma engrenagem sem-fim (50) engatada com o eixo sem-fim (40), e um eixo de saída (60) acoplado à engrenagem sem-fim (50), caracterizada por uma luva de metal (3) fixada ao eixo de motor (22) por meio de uma conexão de ajuste prensado, a luva tendo um perfil exterior que é não circular, e um furo de acomodação (43) formado no eixo sem-fim (40) para acomodar a luva (3), o furo de acomodação (43) tendo um perfil que corresponde ao perfil exterior da luva, e no qual a luva (30) gira com o eixo de motor (22) e aciona o eixo sem-fim (40).

2. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o perfil do furo de acomodação (43) ser ligeiramente menor do que o perfil exterior da luva (30) e a luva estar em um ajuste prensado no furo de acomodação.

3. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o perfil exterior da luva (30) ser um quadrado.

4. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato de a luva (30) ser feita de material de metalurgia de pó.

5. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material plástico do eixo sem-fim (30) ser um material plástico cheio de fibra de vidro.

6. Unidade de acionamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 5, caracterizada pelo fato de as saliências radiais para fora (26) serem formadas sobre o eixo de motor (22), e as saliências (26) comprimirem contra uma superfície interior do eixo sem-fim (40) formando deformação elástica da superfície interior para impedir deslocamento relativo em rotação entre o eixo sem-fim (40) e o eixo de motor (22).

7. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de as saliências (26) serem recartilhados lineares que se estendem em uma direção axial do eixo de motor (22).

8. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de as saliências (26) serem arranjadas em uma posição que corresponde a uma porção intermediária do eixo sem-fim (40) para impedir deslocamento axial relativo entre o eixo sem-fim (40) e o eixo de motor (22).

9. Unidade de acionamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 8, caracterizada pelo fato de o eixo sem-fim (40) ter uma porção extrema (42) e uma porção de engatamento (44) que se estende a partir da porção extrema; uma rosca sem-fim na forma de uma engrenagem helicoidal (45) ser formada em uma superfície radialmente exterior da porção de engatamento (44); um furo de acomodação (43) ser formado em uma porção central da porção extrema (42); e um furo de eixo (46) ser formado ao longo da linha de centro da porção de engatamento (44) para acomodar o eixo de motor (22).

10. Unidade de acionamento de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de o furo de eixo (46) ser um furo vazado e o eixo de motor (22) se estender através do eixo sem-fim (40).