BR102016014190A2

BR102016014190A2 - Caixa de engrenagens de atuador, e, atuador

Info

Publication number: BR102016014190A2
Application number: BR102016014190-7A
Authority: BR
Inventors: Hang Fung CHANG Harry; Xing Mao Wei; Jun YANG Yong; Yang Ming
Original assignee: Johnson Electric S.A.
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2018-02-20
Also published as: US20160369883A1; US20180320775A1; CN106257103A; DE102016110994A1

Abstract

caixa de engrenagens de atuador, e, atuador. um atuador inclui um motor (10) e uma caixa de engrenagens (12) conectada com o motor. a caixa de engrenagens tem um alojamento inferior (20), uma engrenagem (16) recebida no alojamento inferior e uma tampa (22) disposta em uma extremidade do alojamento inferior. o alojamento inferior tem um eixo de suporte (24) que suporta a engrenagem para rotação em relação ao alojamento inferior. o eixo de suporte (24) é oco. um eixo de núcleo (28) é inserido dentro do eixo de suporte. o eixo de núcleo (28) é feito de um material metálico e o eixo de suporte (24) é feito de um material plástico.

Description

(54) Título: CAIXA DE ENGRENAGENS DE ATUADOR, E, ATUADOR (51) Int. Cl.: F16H 1/16; F16H 57/021; F16H 57/027 (30) Prioridade Unionista: 19/06/2015 CN 201510345657.6 (73) Titular(es): JOHNSON ELECTRIC S.A.

(72) Inventor(es): HARRY HANG FUNG CHANG; WEI XING MAO; YONG JUN YANG; MING YANG (74) Procurador(es): KASZNAR LEONARDOS PROPRIEDADE INTELECTUAL (57) Resumo: CAIXA DE ENGRENAGENS DE ATUADOR, E, ATUADOR. Um atuador inclui um motor (10) e uma caixa de engrenagens (12) conectada com o motor. A caixa de engrenagens tem um alojamento inferior (20), uma engrenagem (16) recebida no alojamento inferior e uma tampa (22) disposta em uma extremidade do alojamento inferior. O alojamento inferior tem um eixo de suporte (24) que suporta a engrenagem para rotação em relação ao alojamento inferior. O eixo de suporte (24) é oco. Um eixo de núcleo (28) é inserido dentro do eixo de suporte. O eixo de núcleo (28) é feito de um material metálico e o eixo de suporte (24) é feito de um material plástico.

II

1/8 “CAIXA DE ENGRENAGENS DE ATUADOR, E, ATUADOR”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um atuador, também conhecido como um aparelho de acionamento, e em particular a uma caixa de engrenagens para um atuador.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Atuadores existentes, tais como o aparelho de acionamento de sistemas de elevação de janela de carro, incluem tipicamente um motor e uma caixa de engrenagens. A caixa de engrenagens geralmente inclui um mecanismo de transmissão, tal como rosca sem fim e engrenagem de rosca sem fim. Uma engrenagem de acionamento é rotativamente afixada ao redor de um eixo fixo da caixa de engrenagens. Um eixo de saída do motor está em malha com o mecanismo de transmissão. Após ser ligado, o motor aciona o mecanismo de transmissão para rotacionar ao redor do eixo fixo para acionar uma carga. A fim de assegurar a conexão estável entre o mecanismo de transmissão e a carga, o eixo fixo é normalmente um eixo de metal com alta resistência para garantir que o eixo não se deforme ou dobre sob a carga, afetando a estabilidade da conexão. No entanto, por um lado, o eixo de metal tem um alto custo de material. Por outro lado, após ser inicialmente conformado, o eixo de metal precisa de usinagem mecânica adicional para formar uma superfície suficientemente lisa para reduzir o atrito com o mecanismo de transmissão. Portanto, o uso do eixo de metal aumenta o custo geral da caixa de engrenagens.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [003] Por esta razão, há um desejo por uma caixa de engrenagens de atuador que tenha um baixo custo e proveja uma saída estável.

[004] Consequentemente, em um aspecto da mesma, a presente invenção provê uma caixa de engrenagens de atuador, compreendendo: um alojamento inferior compreendendo um eixo de suporte, o eixo de suporte

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2/8 sendo oco e feito de um material plástico; uma engrenagem recebida no alojamento inferior e suportada pelo eixo de suporte para rotação em relação ao alojamento inferior; uma tampa disposta em uma extremidade do alojamento inferior; e um eixo de núcleo inserido dentro do eixo de suporte, o eixo de núcleo sendo feito de um material metálico.

[005] Preferivelmente, o eixo de suporte e o alojamento inferior são formados integralmente por moldagem por injeção.

[006] Preferivelmente, um furo central é formado no eixo de suporte, e o eixo de núcleo é um encaixe com interferência no furo central do eixo de suporte.

[007] Preferivelmente, o furo central é um furo cego com uma extremidade fechada e a outra extremidade aberta.

[008] Preferivelmente, pelo menos uma porção de uma superfície externa do eixo de núcleo e uma superfície da parede interna do furo central formam um intervalo entre si.

[009] Preferivelmente, o furo central é um furo redondo, e pelo menos uma porção da superfície externa do eixo de núcleo é formada com saliências.

[0010] Altemativamente, o intervalo entre o eixo de núcleo e o furo central é formado por uma ranhura de ventilação que se estende axialmente, ao longo da superfície da parede interna do furo central.

[0011] Preferivelmente, uma razão de uma largura de uma abertura da ranhura de ventilação no furo central e um diâmetro do furo central está na faixa de 0,1 a 0,5.

[0012] Preferivelmente, o eixo de núcleo é feito de aço.

[0013] Preferivelmente, uma razão de um diâmetro do eixo de núcleo para um diâmetro do eixo de suporte está na faixa de 0,1 a 0,75.

[0014] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção provê um atuador compreendendo: um motor; e uma caixa de engrenagens

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3/8 conectada com o motor, a caixa de engrenagens compreendendo: um alojamento inferior compreendendo um eixo de suporte, o eixo de suporte sendo oco e feito de um material plástico; uma engrenagem recebida no alojamento inferior e suportada sobre o eixo de suporte para rotação em relação ao alojamento inferior; uma tampa disposta em uma extremidade do alojamento inferior; e um eixo de núcleo inserido dentro do eixo de suporte, o eixo de núcleo sendo feito de um material metálico.

[0015] Em comparação com a técnica anterior, o eixo de suporte da caixa de engrenagens da presente invenção é feita de plástico, que tem um baixo custo e pode ser facilmente formado. Além disso, o eixo de núcleo feito de material metálico é inserido dentro do eixo de suporte, o que garante a resistência de todo o eixo e mantém a estabilidade da conexão, enquanto reduz eficazmente o custo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0016] Uma modalidade preferida da invenção vai ser descrita agora, a título apenas de exemplo, com referência às figuras dos desenhos anexos. Nas figuras, as estruturas idênticas, os elementos ou partes que aparecem em mais do que uma figura são geralmente rotulados com um mesmo numeral de referência em todas as figuras em que aparecem. As dimensões dos componentes e as características mostradas nas figuras são geralmente escolhidas por conveniência e clareza na apresentação e não estão, necessariamente, mostradas para escalonar. As figuras estão listadas abaixo. [0017] A figura 1 é uma vista montada em perspectiva de um atuador de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0018] A figura 2 é uma vista em corte do atuador da figura 1, feito ao longo do plano II-II.

[0019] A figura 3 é uma vista em corte plano do atuador da figura 1.

[0020] A figura 4 é uma vista parcialmente explodida do atuador da figura 1.

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4/8 [0021] A figura 5 ilustra um eixo de núcleo do atuador da figura 4.

[0022] A figura 6 ilustra um alojamento inferior de uma caixa de engrenagens de um atuador de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0023] A figura 7 é uma vista plana de debaixo do alojamento da figura 6.

[0024] A figura 8 é uma vista parcialmente ampliada de uma porção armada VIII da figura 7.

[0025] A figura 9 é uma vista em corte do alojamento da figura 7.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [0026] Com referência à figura 1 até a figura 5, um aparelho de acionamento de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui um motor 10 e uma caixa de engrenagens 12 conectada ao motor 10. A caixa de engrenagens 12 inclui um alojamento externo 14 e um mecanismo de transmissão recebido rotativamente no alojamento externo 14. O mecanismo de transmissão pode ser um mecanismo de transmissão de engrenagem, um mecanismo de transmissão de engrenagem de rosca sem fim, um mecanismo de transmissão correia-roda, um mecanismo de transmissão de engrenagem planetária ou semelhantes. Neste pedido, o mecanismo de transmissão inclui uma rosca sem fim 15 e uma engrenagem de rosca sem fim 16. O motor 10 inclui um eixo rotativo 18 para a saída de um torque. A rosca sem fim 15 está fixada no eixo rotativo 18. O eixo rotativo 18, juntamente com a rosca sem fim 15, se estende para dentro do alojamento externo 14 e está engatado com a engrenagem de rosca sem fim 16.

[0027] O alojamento externo 14 inclui um alojamento inferior 20 e uma tampa de extremidade 22 conectada com o alojamento inferior 20. O alojamento inferior 20 é uma estrutura cilíndrica com uma extremidade aberta. Quando visto a partir do aspecto ilustrado na figura 2, uma extremidade superior do alojamento inferior 20 é aberta, e a tampa de

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5/8 extremidade 22 fecha a extremidade aberta do alojamento inferior 20. O alojamento inferior 20 inclui uma parede de fundo 21 e uma parede lateral 23 se estendendo de uma periferia da parede de fundo 21 para a tampa da extremidade 22. Um centro da parede de fundo 21 é levantado axialmente em direção a tampa da extremidade 22 para formar um eixo de suporte 24. A engrenagem de rosca sem fim 16 está afixada ao redor do eixo de suporte 24 para rotação em relação ao eixo de suporte 24 sob a condução da rosca sem fim 15. Nesta modalidade, uma extremidade superior do eixo de suporte 24 se estende através da tampa da extremidade 22 e para fora do alojamento externo

14. Preferivelmente, o eixo de suporte 24 é feito de um material plástico, que é formado integralmente com o alojamento inferior 20 por moldagem por injecção. O eixo de suporte 24 é oco, com um furo central 26, e um eixo de núcleo 28 disposto no furo central 26. Preferivelmente, o eixo de núcleo 28 é feito de um material metálico, tal como um material de dureza elevada, por exemplo aço de carbono, que tem uma dureza muito maior que o eixo de suporte 24 feito de plástico. O eixo de núcleo 28 é inserido dentro do eixo de suporte 24 para intensificar a resistência do eixo de apoio 24, assim suportando de modo eficaz a rotação da engrenagem de rosca sem fim 16. [0028] Nesta modalidade, o furo central 26 tem um furo cego com uma extremidade de fundo aberta e uma extremidade superior fechada. O eixo de núcleo 28 é cilíndrico e de forma alongada, inserido no furo central 26 da abertura de fundo do furo central 26. Preferivelmente, um diâmetro do eixo de núcleo 28 pode ser substancialmente igual a ou ligeiramente maior que um diâmetro de furo do furo central 26. Como o eixo de suporte 24 é feito de plástico, ele produz uma certa quantidade de deformação durante o curso da inserção do eixo de núcleo 28. Depois que o eixo de núcleo 28 é inserido, o eixo de núcleo e o eixo de suporte 24 formam um encaixe com interferência entre eles e são, desta forma, fixados juntos. Como o eixo de núcleo 28 é feito de metal, o eixo de núcleo 28 e o eixo de suporte 24 formam juntos um eixo

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6/8 de roda 30 com alta resistência, que pode aguentar a carga aplicada pela engrenagem de rosca sem fim sem ser deformada. Preferivelmente, uma razão de um diâmetro do eixo de núcleo 28 para um diâmetro do eixo de suporte 24 está na faixa de 0,1 a 0,75.

[0029] Com referência à figura 5, nesta modalidade, uma superfície externa de uma extremidade do eixo de núcleo 28 é formada com saliências 29. Nesta modalidade, as saliências 29 são nervuras em relevo que estão arranjadas em localizações espaçadas em uma direção circunferencial. Em outras modalidades, as saliências 29 podem ser conformadas em espiral ou em outros padrões. Durante o curso de pressionar o eixo de núcleo 28 para dentro do furo central 26, intervalos são formados em algumas regiões entre o eixo de núcleo 28 e uma superfície de parede interna do furo central 26 por conta das saliências 29 formadas no eixo de núcleo 28, que pode evitar a falha de pressionar o eixo de núcleo 28 para uma posição predeterminada, devido ao ar retido na extremidade superior do eixo de núcleo 28.

[0030] Como o eixo de suporte plástico 24 é formado integralmente com o alojamento inferior 20, o eixo de suporte 24, depois de ser formado, pode prover uma superfície externa lisa para suportar a engrenagem de rosca sem fim 26 para rotação sem usinagem mecânica adicional. Além disso, o eixo de núcleo de metal 28 é inserido dentro do eixo de suporte 24, que pode efetivamente intensificar a resistência do eixo de suporte 24 e evitar que o eixo de suporte 24 de ser deformado sob o torque aplicado à engrenagem de rosca sem fim 26. A formação de toda a estrutura de eixo de suporte da presente invenção é simplificada, mais conveniente e mais rápida quando comparada com o eixo de metal convencional. Além disso, o material do suporte de eixo 24 é plástico, que tem um custo de material inferior ao de metal e pode, assim, reduzir os custos. Além disso, o eixo de núcleo de metal 28 é inserido dentro do centro de eixo de suporte 24, que assegura que toda a estrutura de eixo de suporte tem uma resistência intensificada e não será

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7/8 deformada durante a rotação da engrenagem de rosca sem fim, e assegura a estabilidade da transmissão ou conexão para a carga, bem como ruído reduzido.

[0031] As figuras 6 a 9 ilustram um alojamento inferior 50 de uma caixa de engrenagens de um aparelho de acionamento de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O eixo de núcleo 58 desta modalidade tem uma superfície externa lisa. Isto é, as saliências da primeira modalidade são removidas do eixo de núcleo 58. A fim de evitar que o ar fique retido na extremidade superior do furo central 56 durante o curso da inserção do eixo de núcleo 58 para o eixo de suporte 54, uma ranhura de ventilação 57 é definida em uma borda periférica do furo central 56 da presente modalidade. A ranhura de ventilação 57 está em comunicação com o furo central 56 e se estende ao longo de uma direção de extensão do furo central 56. Preferivelmente, o comprimento da ranhura de ventilação 57 e o comprimento do furo central 56 são substancialmente os mesmos. Uma razão de uma largura de uma abertura da ranhura de ventilação onde o furo central é conectado e um diâmetro do furo central fica na faixa de 0,1 a 0,5. A ranhura de ventilação 57 pode ser formada convem entemente durante a moldagem por injeção do alojamento inferior 50. Por conta da ranhura de ventilação 57, as saliências são omitidas do eixo de núcleo 58, o que elimina o processo de recartilhamento do eixo de núcleo 58, reduzindo assim, adicionalmente, o custo e simplificando o processo de fabricação.

[0032] Na descrição e nas reivindicações do presente pedido, cada um dos verbos compreender, incluir, conter e ter, e variações dos mesmos, são usados em um sentido inclusivo para especificar a presença do item apresentado ou característica, mas não impede a presença de itens ou característica adicionais.

[0033] Reconhece-se que certas características da invenção, que são, por clareza, descritas no contexto de modalidades separadas, podem também

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8/8 ser providas em combinação em uma única modalidade. Por outro lado, várias características da invenção que são, por brevidade, descritas no contexto de uma única modalidade, podem também ser providas separadamente ou em qualquer subcombinação adequada.

[0034] As modalidades acima descritas são providas apenas a título de exemplo, e várias outras modificações ficarão evidentes para versados na técnica sem nos afastarmos do escopo da invenção, como definido pelas reivindicações anexas.

[0035] Por exemplo, um furo central cilíndrico não padrão, tal como um furo poligonal, por exemplo, um furo quadrado ou um furo hexagonal, é formado para substituir a ranhura de ventilação; ou o furo central é ligeiramente afilado ao longo da direção axial do eixo de suporte.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Caixa de engrenagens de atuador compreendendo:

um alojamento inferior (20,50) compreendendo um eixo de suporte (24,54);

uma engrenagem (16) recebida no alojamento inferior (20,50) e suportada pelo eixo de suporte para rotação em relação ao alojamento inferior; e uma tampa (22) disposta em uma extremidade do alojamento inferior, caracterizada pelo fato de que o eixo de suporte (24,54) é oco e feito de um material plástico; e um eixo de núcleo (28,58) inserido dentro do eixo de suporte, o eixo de núcleo sendo feito de um material metálico.
2. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o eixo de suporte (24,54) e o alojamento inferior (20,50) são formados integralmente por moldagem por injeção.
3. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que um furo central (26,56) é formado no eixo de suporte (24,54), e o eixo de núcleo (28,58) é um encaixe com interferência no furo central do eixo de suporte.
4. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o fúro central (26,56) é um furo cego com uma extremidade fechada e a outra extremidade aberta.
5. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma porção de uma superfície externa do eixo de núcleo (28,58) e uma superfície da parede interna do furo central (26,56) formam um intervalo entre si.
6. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o fúro central (26) é um orifício redondo, e pelo menos uma porção da superfície externa do eixo de núcleo (28) é formado

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2/2 com saliências (29).
7. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o intervalo entre o eixo de núcleo (58) e o furo central (56) são formados por uma ranhura de ventilação (57) que se estende axialmente ao longo da superfície da parede interna do furo central (56).
8. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que uma razão de uma largura de uma abertura da ranhura de ventilação (57) no furo central (56) e um diâmetro do furo central (56) está na faixa de 0,1 a 0,5.
9. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o eixo de núcleo (28,58) é feito de aço.
10. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que uma razão de um diâmetro do eixo de núcleo (28,58) para um diâmetro do eixo de suporte (24,54) está na faixa de 0,1 a 0,75.
11. Caixa de engrenagens de atuador, caracterizada pelo fato de que é substancialmente como aqui previamente descrita, com referência aos desenhos anexos.
12. Atuador, caracterizado pelo fato de que compreende: um motor (10); e uma caixa de engrenagens (12) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

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