BR112017007567B1

BR112017007567B1 - Mecanismo de parafuso e porca com esferas e ferramenta elétrica portátil

Info

Publication number: BR112017007567B1
Application number: BR112017007567-9A
Authority: BR
Inventors: Roger Pellenc; Philippe Gilbert
Original assignee: PELLENC (Société Anonyme)
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2015-11-03
Publication date: 2023-01-24
Also published as: TR201903306T4; CN107002842B; FR3028714A1; JP6630362B2; EP3224500B1; KR20170090453A; PL3224500T3; EP3224500A1; US20170241525A1; CN107002842A; WO2016083692A1; US10697527B2; ES2716374T3; JP2017538085A; PT3224500T; KR102451518B1; FR3028714B1; BR112017007567A2

Abstract

MECANISMO DE PARAFUSO E PORCA COM ESFERAS. A invenção se refere a um mecanismo de parafuso e porca com esferas que compreende um parafuso (14) e uma porca (12) com filetes, a porca operando junto com o parafuso (14) por intermédio de esferas (28) que podem circular em um caminho de rolamento formado (26) pelos filetes (22, 24) do parafuso e da porca confrontantes, a porca sendo por outro lado provida de pelo menos um elemento de inserção (32) de recirculação inserido a partir de uma face externa (18) da porca, em pelo menos um alojamento (30) cilíndrico, que atravessa a porca da face externa (18) da porca (12) até o filete (22) da porca, o elemento de inserção de recirculação (32) apresentando uma primeira extremidade (34) com uma ranhura (36) de transferência de esferas voltada para o parafuso (14). De acordo com a invenção: o mecanismo compreende um corpo de retenção do elemento de inserção de recirculação (32), configurado para manter o elemento de inserção de recirculação dentro do alojamento, o elemento de inserção de recirculação (32) apresenta uma segunda extremidade com um ressalto de apoio sobre uma faixa de apoio da porca (12), a segunda extremidade do elemento de inserção de recirculação (32) compreende uma espiga de orientação (38) que apresenta uma posição angular predeterminada e fixa em relação à (...).

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um mecanismo de parafuso-porca com esferas e em especial a um tal mecanismo, de dimensões e peso reduzidos, próprio para ser utilizado em ferramentas eletroportáteis, como tesouras de poda elétricas ou cisalhas elétricas, por exemplo. A invenção pode também encontrar aplicações no domínio das máquinas-ferramentas, no domínio aeronáutico, naquele dos acionadores, e mais precisamente em qualquer tipo de dispositivo mecânico que exige uma transformação de um movimento de rotação em um movimento de translação ou inversamente.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Os sistemas que permitem transformar um movimento de rotação em movimento de translação, ou um movimento circular em movimento linear, utilizam com frequência dispositivos de parafuso e porca com esferas, que permitem transformar o movimento com um rendimento muito bom. Eles são geralmente constituídos por um parafuso com filete helicoidal de perfil circular ou gótico, por uma porca que inclui um filete munido do mesmo tipo de perfil, e por esferas de um diâmetro calibrado que circulam dentro de um caminho de rolamento constituído pela conjunção do filete do parafuso e daquele da porca, no qual as esferas transmitem os esforços entre o parafuso e a porca, quase sem atrito.

[0003] Um dos problemas a resolver para esses dispositivos é a reciclagem das esferas no caminho de rolamento. De fato, quando o parafuso gira em relação à porca, as esferas avançam em seu caminho de rolamento. Para evitar que as esferas saiam do espaço entre o parafuso e a porca no decorrer do funcionamento, são levadas a seu ponto de partida por um dispositivo de reciclagem depois de ter percorrido uma ou várias voltas sucessivas no caminho de rolamento. Esse dispositivo de reciclagem incorpora uma porção de trajetória das esferas complementar, chamada na sequência de ranhura de transferência, que afasta as esferas de seu caminho de rolamento para forçá-las a circular acima do diâmetro exterior do parafuso e encontrar em seguida o caminho de rolamento em uma trajetória cíclica, que evita que elas escapem de sua sujeição entre o parafuso e a porca. A ranhura de transferência toma a forma de um canal para guiar a trajetória das esferas, esse canal podendo ter uma forma tubular e circundar assim completamente as esferas em torno da trajetória das mesmas. Dentro da ranhura de transferência do dispositivo de reciclagem, as esferas não participam para a transmissão do esforço entre o parafuso e a porca. A trajetória seguida pelas esferas no decorrer do funcionamento do sistema parafuso-porca é assim uma trajetória fechada constituída por um caminho de rolamento helicoidal de uma ou várias voltas e completado pela ranhura de transferência do dispositivo de reciclagem. Vários caminhos de rolamento podem assim ser definidos em um mesmo sistema parafuso-porca com esferas, necessitando o mesmo número de dispositivos de reciclagem.

[0004] As novas gerações de sistemas parafuso-porca com esferas privilegiam os dispositivos de reciclagem em uma volta, limitando assim o número de esferas que não contribuem para o esforço transmitido entre o parafuso e a porca, mas também a complexidade de realização da ranhura de transferência complementar a cada caminho de rolamento e, devido a isso, o custo do dispositivo. Esses sistemas de parafuso-porca com esferas, e de reciclagem em uma volta, limitam também o risco de falha por bloqueio das esferas no dispositivo de reciclagem. De fato, os dispositivos de reciclagem em várias voltas compreendem ranhuras de transferência longas e complexas de realizar, incorporando para isso por exemplo partes tubulares, para transportar as esferas acima das voltas intermediárias do caminho de rolamento das esferas a fim de não perturbar a circulação das mesmas no caminho de rolamento constituído por essas voltas intermediárias. Ora, esses condutos podem ser facilmente obstruídos por poeiras ou detritos transportados pelas esferas e aglomerados com lubrificantes eventuais presentes no sistema parafuso-porca.

[0005] Os dispositivos de reciclagem compreendem geralmente elementos de inserção de recirculação feitos de matéria plástica ou feitos de liga metálica de baixo atrito e posicionados dentro de um alojamento realizado na porca entre sua superfície externa e sua superfície interna. Esses elementos de inserção de recirculação integram cada um deles uma ranhura de transferência em uma primeira extremidade situada ao nível dos filetes da porca para completar o caminho de rolamento das esferas.

[0006] O principal problema reside nesse caso na fixação dos elementos de inserção que constituem o dispositivo de reciclagem. Existem duas categorias de dispositivos de reciclagem que respondem a esse problema: os dispositivos de reciclagem com montagem pelo interior da porca e os dispositivos de reciclagem com montagem pelo exterior da porca.

[0007] Um dispositivo de reciclagem com montagem pelo interior é descrito, por exemplo, pelo documento FR2703122. O elemento de inserção de recirculação desse dispositivo de reciclagem é posicionado dento de seu alojamento pelo interior da porca. Ele dispõe de duas abas que vêm se alojar de um lado e de outro de seu alojamento quando elas entram no caminho de rolamento em contato com a porca, as ditas abas assegurando nessa posição o funcionamento correto da ranhura de transferência em continuidade com o caminho de rolamento das esferas pelo travamento da orientação e do posicionamento axial do elemento de inserção de recirculação. Uma dificuldade suscetível de ser encontrada com um tal dispositivo de reciclagem está, no entanto, ligada à montagem das peças, em especial para porcas de pequeno diâmetro e de grande comprimento. De fato, é preciso que cada elemento de inserção de recirculação acompanhado de sua ferramenta de posicionamento possa penetrar dentro do furo rosqueado da porca antes de ser posicionado em frente a seu alojamento para ser inserido nele com uma orientação precisa. Essa operação necessita de ferramentas complexas, e pode se revelar impossível, uma vez que o diâmetro do furo rosqueado tem uma pequena dimensão, por exemplo inferior ao tamanho de um dedo.

[0008] Um dispositivo de reciclagem com montagem pelo exterior é descrito, por exemplo, no documento FR2045496. Ele não apresenta as dificuldades de montagem mencionadas acima. No entanto, a realização aqui de alojamentos na porca de forma elíptica para fixar a orientação da ranhura de transferência é delicada e onerosa de realizar.

[0009] Um dispositivo de reciclagem de montagem pelo exterior é ainda descrito no documento EP095794. Esse dispositivo exige, no entanto, uma ferramenta especial para introduzir os elementos de inserção de recirculação e esses últimos não são mantidos pelo exterior da porca para compensar os esforços gerados no eixo do alojamento sobre o elemento de inserção de recirculação por ocasião da passagem das esferas na ranhura de transferência. Em caso de carga grande suportada pelo sistema parafuso-porca, as esferas geram esforços sempre maiores nesse eixo. Se esses esforços são insuficientemente retomados pelo tamanho das abas, essas últimas apresentam o risco de se libertarem de seu alojamento ou de gerarem deformações da ranhura de transferência que prejudicam o rendimento do sistema parafuso-porca. A dimensão das abas é limitada além disso pelo método de colocação no lugar do elemento de inserção, limitando de fato o esforço de retenção suportável pelo elemento de inserção dentro de seu alojamento.

[0010] Assim, nesses sistemas de parafuso-porca com esferas, os elementos de inserção de recirculação são em geral mantidos dentro do alojamento da porca por meios tais como uma cola, um parafuso de bloqueio, um anel elástico, ou outra coisa e travam a orientação da ranhura de transferência por formas combinadas complexas do elemento de inserção de recirculação combinadas com a forma complementar de seu alojamento. Esses meios aumentam a complexidade de realização ao mesmo tempo dos alojamentos da porca, mas também aquela dos elementos de inserção de recirculação e do dispositivo de retenção dos mesmos.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0011] A invenção visa obter as vantagens das diferentes soluções apresentadas acima, ao mesmo tempo em que simplifica a usinagem da porca e em que diminui o tempo de montagem do conjunto parafuso-porca. A invenção visa também garantir uma retenção e uma orientação simples e precisa de cada ranhura de transferência em caso de grande carga transmitida pelo sistema parafuso-porca e sem degradação notável do rendimento do dito sistema.

[0012] Para atingir esses objetivos a invenção propõe um mecanismo de parafuso e porca com esferas que compreende:- um parafuso e uma porca com filetes, a porca operando junto com o parafuso por intermédio de esferas que podem circular em um caminho de rolamento formado pelos filetes do parafuso e da porca confrontantes, a porca sendo por outro lado provida de pelo menos um elemento de inserção de recirculação inserido a partir de uma face externa da porca, em pelo menos um alojamento cilíndrico, que atravessa a porca da face externa da porca até o filete da porca, o elemento de inserção de recirculação apresentando uma primeira extremidade com uma ranhura de transferência de esferas voltada para o parafuso.

[0013] De acordo com a invenção:- o mecanismo compreende um corpo de retenção do elemento de inserção de recirculação, configurado para manter o elemento de inserção de recirculação dentro do alojamento da porca. O corpo de retenção tem como função principal reter o elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento. O corpo de retenção é, por exemplo, uma peça suplementar do mecanismo que envolve e sustenta a porca.

[0014] Por outro lado, e ainda de acordo com a invenção:- o elemento de inserção de recirculação apresenta uma segunda extremidade com um ressalto de apoio sobre uma faixa de apoio da porca,- a segunda extremidade do elemento de inserção de recirculação compreende uma espiga de orientação que apresenta uma posição angular predeterminada e fixa em relação à ranhura de transferência de esferas.

[0015] A espiga de orientação opera junto com pelo menos um relevo de guia do corpo de retenção para fixar uma orientação do elemento de inserção de recirculação dentro do alojamento. A orientação do elemento de inserção de recirculação dentro do alojamento é fixada de tal maneira para que a ranhura de transferência seja ajustada ao caminho de rolamento.

[0016] O mecanismo de parafuso-porca com esferas pode compreender em especial uma pluralidade de elementos de inserção de recirculação recebidos respectivamente em uma pluralidade de alojamentos cilíndricos.

[0017] O parafuso do mecanismo de parafuso-porca com esferas pode apresentar um filete helicoidal sob a forma de uma canelura ou de uma ranhura de perfil circular ou gótico. Ao filete do parafuso corresponde um filete interno da porca, que lhe é confrontante. Os dois filetes apresentam preferencialmente o mesmo perfil e têm um passo idêntico. Eles constituem um caminho de rolamento que recebe uma pluralidade de esferas. As esferas são capazes de circular, quase sem atrito, no caminho de rolamento, por ocasião da rotação relativa entre o parafuso e a porca. Como indicado na parte introdutória, as esferas transmitem nesse caminho de rolamento os esforços do movimento entre o parafuso e a porca.

[0018] A primeira extremidade de cada elemento de inserção de recirculação apresenta uma ranhura de transferência das esferas que modifica localmente a trajetória dessas últimas. A ranhura de transferência faz as esferas circularem acima do filete do parafuso para levar as mesmas à montante do caminho de rolamento. Isso define uma trajetória cíclica das esferas. O elemento de inserção pode ser adaptado para a recirculação em várias voltas do caminho de esferas. De preferência a recirculação é, no entanto, feita em uma só volta.

[0019] O bom funcionamento da recirculação das esferas exige um posicionamento preciso em altura do elemento de inserção. Ele exige também uma orientação precisa do elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento de modo que a ranhura de transferência possa acompanhar as esferas na mudança de trajetória das mesmas a partir do caminho de rolamento, com o mínimo de tensões. O elemento de inserção de recirculação tem de fato um papel de extração das esferas do caminho de rolamento ao nível de uma primeira extremidade da ranhura de transferência. O elemento de inserção de recirculação força as esferas a se libertarem do caminho de rolamento e a passar acima do filete do parafuso, através da ranhura de transferência. As esferas encontram o caminho de rolamento ao nível da segunda extremidade da ranhura de transferência e atrás do local da extração das mesmas. As esferas percorrem assim de modo cíclico o caminho de rolamento e a ranhura de transferência enquanto o movimento relativo entre o parafuso e a porca não se inverter. Em caso de inversão do sentido do movimento relativo, por exemplo no caso de uma inversão do sentido de rotação do parafuso, as esferas percorrem o trajeto cíclico em sentido inverso. A extremidade de saída da ranhura de transferência se torna então a extremidade de entrada que extrai as esferas do caminho de rolamento. Por ocasião de seu trajeto, as esferas exercem sobre o elemento de inserção de recirculação esforços, orientados no alinhamento do caminho de rolamento, e notadamente quando elas chegam contra a primeira extremidade da ranhura de transferência, quer dizer a extremidade de entrada. As esferas exercem também esforços radiais sobre o elemento de inserção dentro de seu alojamento, do interior da porca para o exterior da porca.

[0020] Os esforços radiais são transmitidos ao corpo de retenção dos elementos de inserção de recirculação. Esse último impede de fato que os elementos de inserção de recirculação saiam de seu alojamento para o exterior da porca.

[0021] O caminho de rolamento de cada esfera pode compreender uma ou várias voltas, um caminho de rolamento em uma volta única sendo, no entanto preferido. Assim a porca pode compreender de preferência uma pluralidade de elementos de inserção de recirculação, recebidos no mesmo número de alojamentos. O número de elementos de inserção de recirculação é adaptado ao comprimento da porca e ao número de esferas necessárias para o bom funcionamento do conjunto parafuso- porca.

[0022] Os elementos de inserção de recirculação e seus alojamentos têm de preferência uma distribuição angular uniforme em torno da porca para distribuir de maneira simétrica os esforços das esferas por ocasião da passagem nas ranhuras de transferência. Assim, o corpo de retenção pode compreender também uma pluralidade de relevos de guia, com distribuição angular uniforme, que operam junto com uma pluralidade de espigas de orientação dos elementos de inserção de recirculação.

[0023] Em uma tal configuração, os elementos de inserção de recirculação podem ser espaçados axialmente respectivamente de uma distância que corresponde a uma volta de esfera no caminho de rolamento ou a um múltiplo do número de voltas de esferas.

[0024] O posicionamento em altura de cada elemento de inserção de recirculação é assegurado por seu ressalto que vem se apoiar sobre uma faixa de apoio da porca. O ressalto pode ser formado pela espiga de orientação, que é nesse caso saliente radialmente em relação ao corpo do elemento de inserção. O ressalto pode também ser distinto da espiga de orientação.

[0025] A faixa de apoio para o resalto pode ser simplesmente a face externa da porca. Pode se tratar também de uma faixa de apoio no fundo de uma depressão feita na porca em torno do alojamento para o elemento de inserção. Assim, o posicionamento em altura do elemento de inserção é alinhado em relação à face externa da porca ou em relação ao fundo da depressão. A altura do elemento de inserção dentro de seu alojamento e o comprimento do corpo do elemento de inserção permitem assim fixar precisamente a posição radial da ranhura de transferência em relação ao caminho de rolamento, e em especial em relação ao filete da porca.

[0026] É conveniente com relação a isso notar que o alojamento, que se estende da face externa da porca até o filete da porca, é de preferência um alojamento radial, por razões de facilidade de usinagem. A depressão formada em torno do alojamento pode ser um recorte que se estende na espessura da porca e que recebe o ressalto do elemento de inserção. Ele permite limitar ou evitar a ultrapassagem do elemento de inserção em relação à porca, fora a espiga.

[0027] Como evocado acima, a orientação da ranhura de transferência em relação ao caminho de rolamento das esferas é fixada pela espiga de orientação em operação conjunta com o relevo de guia associado ao corpo de retenção. O corpo de retenção, recebido em uma face externa da porca, pode vantajosamente compreender vários relevos de guia que operam junto com várias espigas de orientação presentes sobre a face externa da porca. De fato, e como mencionado acima, o mecanismo compreende de preferência uma pluralidade de elementos de inserção de recirculação, e cada elemento de inserção é provido de uma espiga de orientação.

[0028] A espiga de orientação do elemento de inserção é recebida, guiada e orientada pelo relevo do corpo de retenção. Isso permite consequentemente orientar o elemento de inserção de recirculação e sua ranhura de transferência, graças à liberdade de rotação do elemento de inserção dentro de seu alojamento. O relevo de guia e a espiga apresentam de preferência formas complementares. Por exemplo, o relevo pode se apresentar sob a forma de uma ou várias nervuras sobre as quais pode deslizar uma impressão complementar da espiga de orientação. Ao contrário, a espiga de orientação pode também se apresentar sob a forma de um pequeno trilho que vem deslizar em um relevo do corpo de retenção sob a forma de uma ranhura de guia em depressão. A espiga de orientação trava a rotação do elemento de inserção de recirculação quando ela é introduzida na ranhura ou na nervura correspondente do corpo de retenção.

[0029] A orientação do relevo de guia é fixa em relação ao corpo de retenção, e a posição do corpo de retenção sobre a porca é determinada pela face externa da porca quer recebe o corpo de retenção e sobre a qual o corpo de retenção é ajustado. Por outro lado, a espiga de orientação e a ranhura de transferência são fixas sobre o elemento de inserção de recirculação, e de preferência formadas de uma só peça com o corpo do elemento de inserção de recirculação. Assim a orientação relativa da ranhura de transferência pode ser fixada ajustando-se para isso um ou vários parâmetros entre a orientação do relevo de guia, a orientação da espiga em relação ao corpo do elemento de inserção e a orientação da ranhura de transferência sobre o corpo do elemento de inserção. O relevo de guia do corpo de retenção é de preferência escolhido paralelo ao eixo do parafuso e da porca, por razões de facilidade de montagem.

[0030] A orientação da ranhura de transferência é de preferência determinada por ocasião da fabricação do elemento de inserção. De fato, o elemento de inserção pode ser fabricado por moldagem em metal ou em matéria plástica. Assim a fixação da orientação relativa da ranhura de transferência, e/ou daquela da espiga de orientação, ocorre por moldagem e é especialmente fácil.

[0031] O copo de retenção tem também como função operar junto com a face superior do elemento de inserção de recirculação, que pode ser formada pela face superior da espiga de orientação. De fato, e como mencionado mais acima, o corpo de retenção está apoiado sobre os elementos de inserção de recirculação para evitar que eles saiam de seu alojamento sob o efeito das tensões exercidas pelas esferas. Essa retenção, conjugada com o apoio do ressalto sobre a porca, garante um posicionamento em altura preciso do elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento e, portanto, a altura da ranhura de transferência em relação ao caminho de rolamento das esferas e do parafuso.

[0032] Quando o ressalto do elemento de inserção de recirculação é saliente sobre a face externa da porca, o corpo de retenção pode também apresentar ranhuras ou rebaixos que permitem a passagem da parte do ressalto que é saliente.

[0033] De acordo com um modo de realização preferido, a espiga pode diretamente formar o ressalto. Trata-se, por exemplo, de um trilho que é saliente sobre o corpo do elemento de inserção de recirculação, e do qual a parte saliente vem se apoiar sobre a face externa da porca quando o corpo do elemento de inserção de recirculação é introduzido em seu alojamento.

[0034] Ainda que outras formas possam ser escolhidas, o elemento de inserção de recirculação apresenta de preferência um corpo de forma geral cilíndrica que pode ser introduzido com folga reduzida dentro do alojamento. O elemento de inserção apresenta uma liberdade de rotação dentro do alojamento quando a espiga não está introduzida.

[0035] De acordo com uma realização especial do elemento de inserção de recirculação, esse último pode ainda apresentar pelo menos uma aba, e de preferência duas abas simétricas dispostas na proximidade da ranhura de transferência de esferas. As abas se estendem no caminho de rolamento na direção do parafuso. Elas apresentam cada uma delas uma borda de bloqueio que forma uma barragem à circulação das esferas no caminho de rolamento, de modo que as esferas em movimento no caminho de rolamento vêm bater contra a borda de bloqueio. Isso facilita a extração das mesmas do caminho de rolamento e seu encaminhamento para a ranhura de transferência. As abas constituem um prolongamento das bordas da ranhura de transferência.

[0036] Ainda que as abas se estendam no caminho de rolamento de maneira suficiente para recolher as esferas, elas são de preferência projetadas para não ocupar totalmente o caminho de rolamento. É de fato preferível que as abas não entrem em contato com o parafuso, de maneira a evitar atritos que degradam o rendimento do sistema parafuso-porca.

[0037] Quando as cargas suportadas pelo mecanismo parafuso-porca com esferas são grandes, as esferas exercem também um esforço grande sobre as bordas de bloqueio das abas. A fim de melhor conter esse esforço, as abas podem apresentar um contraforte oposto à borda de bloqueio das esferas, o contraforte sendo radialmente saliente sobre o corpo do elemento de inserção de recirculação, e se estendendo no caminho de rolamento.

[0038] A extensão no caminho de rolamento permite aumentar o volume do contraforte e, portanto, sua capacidade de consolidar a aba. O contraforte, ou pelo menos a parte do contraforte que se estende no caminho de rolamento é também projetado para não ocupar inteiramente o caminho de rolamento de maneira a não gerar atritos e de maneira a não estorvar a orientação do elemento de inserção de recirculação.

[0039] O elemento de inserção de recirculação pode compreender pelo menos um entalhe ou uma fenda de retração radial da aba ou das abas. É entendido por retração radial da aba, um movimento que desloca a aba na direção do eixo do elemento de inserção de recirculação, de modo que a aba, e em especial o contraforte mencionado acima, não constitua mais um obstáculo para a introdução do elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento cilíndrico. Para isso, a aba pode ser ligada ao corpo do elemento de inserção de maneira flexível com uma amplitude de flexão na direção do entalhe de retração, igual ou ligeiramente superior a um comprimento do contraforte saliente, de maneira a lhe retrair inteiramente.

[0040] A possibilidade de retração radial das abas, e em especial do contraforte saliente das mesmas, permite facilitar a introdução do elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento cilíndrico ao mesmo tempo em que mantém um ajuste do corpo do elemento de inserção sobre o diâmetro do alojamento. Ela permite também conservar a possibilidade de rotação do corpo do elemento de inserção dentro do alojamento antes que a espiga de orientação venha travar a rotação. O caráter flexível da ligação entre a aba e o corpo do elemento de inserção permite que os contrafortes se estendam automaticamente no caminho de rolamento desde que o elemento de inserção de recirculação está no lugar.

[0041] O entalhe de retração é por exemplo uma fenda bissetriz do elemento de inserção, que se estende, a partir da primeira extremidade, quer dizer a extremidade que leva a ranhura de transferência, na direção da segunda extremidade que leva a espiga. A fenda de retração se estende em uma parte da altura do elemento de inserção. Em uma realização especial do elemento de inserção, a fenda de retração passa pela ranhura de transferência e forma duas pernas simétricas que levam cada uma delas uma aba. A altura da fenda determina o comprimento das pernas. Essa última é ajustada para obter a flexibilidade necessária para a retração das abas. A fenda de retração apresenta uma largura inferior ao diâmetro das esferas, para evitar que esferas se prendam ou se introduzam nela.

[0042] Pernas de flexão podem ser previstas para ligar as abas ao corpo do elemento de inserção de recirculação de maneira a favorecer a retração radial das abas.

[0043] Em uma de suas aplicações principais, a invenção se refere a uma ferramenta elétrica portátil tal como uma tesoura de poda ou uma cisalha de chapa, que compreende uma lâmina móvel, um motor rotativo, uma peça móvel de acionamento da lâmina móvel, movida pelo motor, e um mecanismo de parafuso- porca com esferas tal como descrito. A porca do mecanismo parafuso-porca com esferas é ligada à peça móvel de acionamento da lâmina e o parafuso é ligado ao motor. O corpo de retenção pode ser um aro feito de matéria plástica ou metálica ajustado sobre a porca. Ele pode ser também constituído por um órgão de acionamento da porca por um conjunto motor ou motorredutor, ou por um órgão fixo ligado à estrutura da ferramenta que incorpora o sistema parafuso-porca. Quando o corpo de retenção é fixo ou ligado à estrutura da ferramenta, a porca com esfera pode ser montada com uma possibilidade de deslizar dentro do corpo de retenção por ocasião do funcionamento do sistema parafuso-porca. Nesse caso, as espigas de orientação podem ser projetadas para deslizar também em relação aos relevos do corpo de retenção.

[0044] O parafuso do mecanismo de parafuso-porca com esferas pode constituir uma extensão da árvore do motor ou ser ligado à árvore do motor por intermédio de um redutor ou de um mecanismo de acoplamento apropriado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0045] Os objetivos, características e vantagens acima, e outros ainda, se destacarão melhor da descrição que se segue e dos desenhos nos quais:

[0046] A figura 1 é uma vista explodida de um mecanismo de parafuso-porca com esferas de acordo com a invenção.

[0047] A figura 2 é uma representação em perspectiva de um corpo de retenção do mecanismo de parafuso-porca com esferas da figura 1.

[0048] A figura 3 é uma representação com partes destacadas parciais que mostra a montagem do mecanismo de parafuso-porca com esferas.

[0049] A figura 4 é uma vista explodida do mecanismo de parafuso-porca com esferas.

[0050] A figura 5 é um corte longitudinal da porca da figura 3 que ilustra a recirculação das esferas.

[0051] A figura 6 é um corte longitudinal da porca da figura 3 provida do parafuso do mecanismo de parafuso-porca com esferas.

[0052] A figura 7 é um corte transversal de uma parte da porca que mostra um detalhe da colocação no lugar de um elemento de inserção de recirculação.

[0053] A figura 8 é um corte transversal de uma parte do mecanismo de parafuso- porca com esferas em torno de um elemento de inserção de recirculação.

[0054] A figura 9 é um corte de uma parte do mecanismo de parafuso-porca com esferas que passa por um contraforte de um elemento de inserção de recirculação.

[0055] A figura 10 é uma perspectiva de um elemento de inserção de recirculação.

[0056] A figura 11 é um corte parcial de uma tesoura de poda elétrica que utiliza um mecanismo de parafuso-porca com esferas de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO.

[0057] É feito referência aos desenhos para descrever um exemplo interessante, ainda que de nenhuma forma limitativo, de realização de um mecanismo de parafuso- porca com esferas de acordo com a invenção.

[0058] Partes idênticas ou similares das diferentes figuras são referenciadas com os mesmos sinais de referência de modo que seja possível se reportar de uma figura à outra. As diferentes figuras são representadas em escala livre.

[0059] O mecanismo de parafuso-porca com esferas 10 da figura 1 compreende uma porca 12, recebida em um parafuso 14. A porca e o parafuso são de preferência metálicos. Quando o parafuso e a porca estão unidos, o parafuso passa em um furo rosqueado 16 da porca 12 provido de um filete interior 22. O filete interior da porca 12 está melhor visível nas figuras 5 e 7. O passo do filete interior 22 da porca corresponde ao passo de um filete 24 feito no parafuso. Quando a porca 12 e o parafuso 14 estão unidos, os filetes 22 e 24 da porca e do parafuso estão mutuamente confrontantes e formam um caminho de rolamento 26, visível nas figuras 6, 8 e 9. O caminho de rolamento 26 recebe uma pluralidade de esferas 28. As esferas 28, das quais o diâmetro é adaptado àquele dos filetes, mantêm a porca em uma posição concêntrica sobre o parafuso, quando o parafuso e a porca estão unidos. Elas transmitem os esforços do movimento do parafuso para a porca, e reciprocamente. As esferas são de preferência feitas de aço. A rotação do parafuso 14 pode ser horária ou anti-horária, provocando respectivamente uma translação da porca 12 em um sentido ou outro ao longo do eixo do parafuso.

[0060] No modo de realização ilustrado, a porca apresenta uma superfície externa cilíndrica 18. É notado que a superfície externa não é necessariamente cilíndrica. A porca pode, de fato, apresentar outras formas, por exemplo uma forma hexagonal.

[0061] Uma pluralidade de alojamentos 30, sob a forma de perfurações radiais, são feitos na porca 12, com uma distribuição angular uniforme. As perfurações apresentam um chanfro 31. Os alojamentos 30 atravessam a porca a partir da face externa 18 até o filete interior 22.

[0062] Cada alojamento 30 é destinado a receber um elemento de inserção de recirculação 32. Como o mostram as figuras 1, 7 e 10 e no exemplo especial descrito, os elementos de inserção 32 apresentam uma forma geral cilíndrica com uma primeira extremidade 34, voltada na direção do parafuso 14, e provida de uma ranhura de transferência 36. Uma segunda extremidade, oposta à primeira extremidade, é provida de uma espiga de orientação 38. O elemento de inserção de recirculação, e a espiga de orientação, formados de preferência de uma só peça, podem ser feitos de metal ou feitos de matéria plástica. A figura 8 mostra que o elemento de inserção de recirculação é recebido com folga reduzida dentro de seu alojamento.

[0063] As figuras 1, 3, 4, 5 e 6 mostram que a espiga de orientação 38 forma um ressalto que vem se apoiar sobre uma faixa de apoio da porca. No exemplo ilustrado pelas figuras 1 a 6, a faixa de apoio é formada pela face externa 18 da porca. O apoio do ressalto permite fixar a extensão do elemento de inserção de recirculação dentro dos alojamentos 30. Como o mostram ainda as figuras 5 a 8, o comprimento dos elementos de inserção de recirculação é fixado de maneira que a ranhura de transferência 36 venha se conectar ao caminho de rolamento 26 das esferas quando o ressalto formado pela espiga 38 está apoiado sobre a faixa de apoio da porca.

[0064] Uma ranhura de transferência 36 dos elementos de inserção de recirculação está melhor visível na figura 5 que ilustra a recirculação das esferas 28. A figura 5 é um corte da porca 12 na qual foi retirado o parafuso. Ele mostra em especial as extremidades de quatro elementos de inserção de recirculação em posição na porca. Com uma preocupação de clareza o parafuso é retirado e as esferas só são representadas por dois trajetos de esferas no caminho de rolamento. É possível observar que as esferas 28 passam pela ranhura de transferência 36 dos elementos de inserção de recirculação de uma fileira do caminho de rolamento 26, ou de uma fileira do filete 22, para a fileira seguinte ou precedente, de acordo com o sentido de rotação.

[0065] A recirculação das esferas é também ilustrada pela figura 6 que é um corte da porca 12 na qual passa o parafuso 14 não cortado. É possível observar que as esferas percorrem um trajeto ao longo de um caminho de rolamento 26 que vai respectivamente de uma fileira dos filetes do parafuso e da porca para a fileira seguinte. Aas esferas 28 são em seguida extraídas do caminho de rolamento pelo elemento de inserção de recirculação e passam para a ranhura de transferência 36 do elemento de inserção de recirculação, acima do filete 24 do parafuso 14. As esferas são finalmente reintroduzidas no caminho de rolamento 26 na fileira precedente ou seguinte do filete, de acordo com o sentido de rotação. Os dois trajetos de esferas representados utilizam um primeiro elemento de inserção de recirculação à montante do plano de corte que não está representado, e um segundo elemento de inserção de recirculação posicionado no plano de corte. As esferas não estão representadas nos outros trajetos por uma preocupação de clareza.

[0066] Por retorno à figura 1, é possível notar que o mecanismo de parafuso-porca com esferas apresenta um corpo de retenção 40, de preferência feito de matéria plástica, destinado a cobrir a porca 12. O corpo de retenção se apresenta mais precisamente como uma luva que entra em contato com a face externa 18 da porca. No exemplo ilustrado, no qual a porca 12 tem uma forma geral cilíndrica, o corpo de retenção apresenta também uma perfuração de forma geral cilíndrica, com um diâmetro ajustado a aquele da porca. Outras formas complementares da porca e do corpo de retenção podem ser consideradas.

[0067] Como o mostra a figura 3, uma função essencial do corpo de retenção é a de manter os elementos de inserção de recirculação 32 dentro de seus alojamentos. O corpo de retenção vem de fato se apoiar sobre os elementos de inserção de recirculação 32 de maneira a apertar o ressalto dos mesmos contra a porca.

[0068] A figura 2 mostra que a face interna da perfuração 42 do corpo de retenção 40 apresenta relevos de guia 44. Trata-se, no exemplo ilustrado, de ranhuras que se estendem paralelamente ao eixo da perfuração.

[0069] O relevo de guia 44 apresenta uma forma complementar das espigas de orientação 38. No exemplo ilustrado, as espigas de orientação apresentam uma forma oblonga, e as ranhuras do relevo de guia têm uma largura que corresponde a aquela das espigas.

[0070] A figura 3 mostra o mecanismo da figura 1 montado. A porca 12 está inserida no corpo de retenção 40. É possível observar que as espigas de orientação 38 são recebidas e orientadas nas ranhuras do relevo de guia 44. Isso corresponde à segunda função do corpo de retenção que é a de fixar e manter a orientação dos elementos de inserção de recirculação. A orientação precisa dos elementos de inserção de recirculação é essencial pois ela permite ajustar a orientação da ranhura de transferência em relação ao caminho de esferas. Um relevo de guia pode ser previsto para cada elemento de inserção de recirculação. É também possível prever que um mesmo relevo de guia opere junto com as espigas de vários elementos de inserção de recirculação alinhados de acordo com o eixo da porca. É possível observar nas figuras 1 e 4 que as espigas de orientação 38 apresentam uma extremidade ligeiramente afilada. Isso permite descobrir sumariamente a orientação dos elementos de inserção de recirculação no momento da colocação no lugar dos mesmos dentro de seus alojamentos. Além disso, a extremidade ligeiramente afilada facilita a introdução das espigas no relevo de guia 44 no momento da montagem. Quando as espigas de orientação vêm se engatar no relevo de guia, a orientação dos elementos de inserção se ajusta automaticamente no relevo de guia graças à liberdade de rotação dos elementos de inserção de recirculação 32 dentro de seus alojamentos 30. Em contrapartida, desde que as espigas de orientação 38 estão engatadas com o relevo de guia, a rotação dos elementos de inserção é travada.

[0071] As figuras 1, 3, 4 e 5 mostram ainda uma perfuração de fixação 50 sobre a porca 12. A perfuração 50, radial, atravessa a porca de um lado ao outro e não é recoberta pelo corpo de retenção 40. A perfuração 50 é prevista para receber cavilhas de fixação de pequenas bielas descritas mais adiante em referência à figura 11.

[0072] A figura 4 mostra o mecanismo de parafuso-porca com esferas, justo antes da montagem do corpo de retenção 40 sobre a porca 12. Todos os elementos de inserção de recirculação 32 estão no lugar dentro de seus alojamentos. O corpo de retenção 40 apresenta um aro interno segmentado do qual os segmentos 46 vêm se engatar em uma canelura circular 48, prevista na face externa 18 da porca 12, para manter a luva sobre a porca. O corpo de retenção 40 apresenta também um ressalto segmento 47 que vem em batente sobre uma face 13 da porca próxima da canelura 48.

[0073] A figura 10 mostra em escala ampliada um elemento de inserção de recirculação 32 de forma geral cilíndrica. É possível notadamente observar a ranhura de transferência 36 na primeira extremidade 34 do elemento de inserção, e a espiga de orientação 38 na extremidade oposta. Na realização especial do elemento de inserção de recirculação ilustrado pela figura 10, a ranhura de transferência é prolongada por abas 35. As abas 35 são destinadas a ser salientes no caminho de rolamento das esferas de maneira a parar as esferas em circulação e forçar as mesmas a deixar o caminho de rolamento para prosseguir seu trajeto na ranhura de transferência 36. Para isso, as abas apresentam cada uma delas uma borda de bloqueio das esferas indicada com a referência 37.

[0074] As bordas de bloqueio de esferas 37 e as abas 35 são suscetíveis de ser submetidas a grandes tensões. Por consequência o elemento de inserção 32 apresenta nesse caso contrafortes 39 opostos às bordas de bloqueio 37.

[0075] Os contrafortes 39 são salientes radialmente sobre o corpo cilíndrico do elemento de inserção de recirculação. Por consequência para evitar que os contrafortes 39 entravem a colocação no lugar do elemento de inserção de recirculação dentro de seu alojamento, o elemento de inserção é provido de um entalhe de retração 33. Trata-se de uma fenda longitudinal que desemboca no caminho de rolamento. A largura da fenda é ao mesmo tempo suficientemente larga para permitir a retração radial completa e suficientemente reduzida para que as esferas não se introduzam nela. A fenda que forma o entalhe de retração 33 separa a extremidade de elemento de inserção em duas partes que constituem pernas de flexão.

[0076] A retração dos contrafortes 39 pela flexão de pernas mencionadas acima é ilustrada pela figura 7. A figura 7 mostra, em corte, um elemento de inserção de recirculação 32 no momento de sua introdução em seu alojamento 30.

[0077] Quando o elemento de inserção de recirculação está inteiramente introduzido, quer dizer quando o ressalto formado pela espiga de orientação 38 vem se apoiar contra a face externa 18 da porca 12, a flexão das pernas é relaxada e os contrafortes vêm se alojar no caminho de rolamento 26. É possível observar a posição do elemento de inserção de recirculação 32 e dos contrafortes 39 na figura 8. A figura 8 mostra em corte um detalhe da porca e do parafuso na proximidade de um elemento de inserção de recirculação, depois de sua colocação no lugar dentro de seu alojamento.

[0078] Os contrafortes ocupam uma parte grande da seção do caminho de rolamento. No entanto, os contrafortes são dimensionados e mantidos de maneira a não tocar nem no parafuso 14 nem na porca 12. Uma ligeira folga é preservada de maneira a evitar qualquer atrito inútil. Esse aspecto é ilustrado pela figura 9, que é um corte do caminho de rolamento que passa por um dos contrafortes 39.

[0079] O mecanismo de parafuso-porca com esferas pode ser utilizado para diversas aplicações. Uma aplicação especial é representada na figura 11. Trata-se de uma aplicação a uma tesoura de poda elétrica 60.

[0080] A tesoura de poda é provida de um motor elétrico rotativo 62, e um mecanismo de parafuso-porca com esferas de acordo com a invenção para transformar o movimento de rotação do motor em movimento de translação. O motor 62 é ligado ao parafuso 14 do mecanismo de parafuso-porca com esferas por intermédio de um redutor 63 de maneira a fazer o parafuso 14 girar em um sentido horário ou anti-horário, em função de um comando exercido sobre um gatilho 66.

[0081] Como descrito precedentemente, a rotação do parafuso 14 provoca o deslocamento da porca 12 paralelamente ao eixo do parafuso. O sentido de deslocamento da porca depende do sentido de rotação do parafuso. Uma peça móvel de acionamento 68, por exemplo uma peça com pequenas bielas, é ligada à porca por meio de uma fixação apropriada, por exemplo cavilhas ou pivôs, que vêm se engatar na perfuração de fixação 50 mencionada em referência às figuras 1, 3, 4 e 5.

[0082] A extremidade oposta da peça móvel de acionamento é ligada a um came 72 de uma lâmina móvel 70. Assim, o movimento de translação da porca 12 é transmitido ao came e ocasiona o pivotamento da lâmina móvel 70 em torno de um pivô 74. De acordo com o sentido de rotação do parafuso 14, a lâmina móvel 70 é levantada, ou fechada sobre uma lâmina fixa 76.

Claims

1. Mecanismo de parafuso e porca com esferas que compreende: - um parafuso (14) com filetes - uma porca (12), coooperando com o parafuso (14) por intermédio de esferas (28) que circulam em um caminho de rolamento (26) formado por filetes (22, 24) do dito parafuso com filetes e filetes da dita porca, dita porca tendo pelo menos um elemento de inserção (32) de recirculação, o pelo menos um elemento de inserção de recirculação sendo inserível a partir de uma face externa (18) da dita porca, em direção aos filetes de dita porca, , o pelo menos um elemento de inserção de recirculação (32) tendo uma primeira extremidade (34) com uma ranhura (36) de transferência de esferas voltada para dito parafuso (14) com filetes, - um corpo de retenção tendo um alojamento cilíndrico que conserva o pelo menos um elemento de inserção de recirculação na dita porca, - o pelo menos um elemento de inserção de recirculação (32) tendo uma segunda extremidade com um ressalto de apoio sobre uma faixa de apoio da dita porca (12), caracterizado pela segunda extremidade tendo uma espiga de orientação (38) tendo uma posição angular predeterminada e fixa em relação à ranhura (36) de transferência de esferas, a espiga de orientação operando junto com pelo menos um relevo de guia (44) do dito corpo de retenção para fixar uma orientação do pelo menos um elemento de inserção de recirculação (32) dentro do alojamento cilíndrico, a orientação do pelo menos um elemento de inserção de recirculação sendo fixada de maneira a ajustar a ranhura de transferência com esferas em relação ao caminho de rolamento, a espiga de orientação sendo oblonga com um comprimento maior do que a largura do mesmo, o pelo menos um relevo de guia tendo uma largura correspondente a largura da espiga de orientação, o pelo menos um elemento de inserção de recirculação tendo uma forma cilíndrica circular entre a espiga de orientação e a ranhura de transferência com esferas, o pelo menos um elemento de inserção de recirculação sendo recebido em uma perfuração radial de dita porca.

2. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espiga de orientação (38) forma o ressalto de apoio do elemento de inserção de recirculação (32).

3. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a faixa de apoio é a face externa (18) da dita porca.

4. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a faixa de apoio é uma impressão em torno do alojamento cilíndrico.

5. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de retenção (40) tem uma perfuração (42) adaptada para receber dita porca, o pelo menos um relevo de guia (44) se estendendendo paralelamente a um eixo da perfuração (42).

6. Mecanismo, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um relevo de guia (44) é uma ranhura em depressão.

7. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento de inserção de recirculação é uma pluralidade de elementos de inserção (32) de recirculação alojados em uma pluralidade correspondente de alojamentos (30) cilíndricos.

8. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o corpo de retenção (40) tem uma pluralidade dos relevos de guia, distribuídos angularmente uniformemente, de forma a operar com uma pluralidade das espigas de orientação (38) da pluralidade de elementos de inserção de recirculação (32).

9. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada da pluralidade de relevos de guia (44) recebe a pluralidade de espigas de orientação (38).

10. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento de inserção de recirculação compreende uma pluralidade de elementos de inserção de recirculação distribuídos angularmente em torno da dita porca e espaçados axialmente em relação a uma distância que corresponde a múltiplos de um passo do filete (22) da dita porca (12).

11. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento de inserção de recirculação tem pelo menos uma aba (35) de guia na proximidade da ranhura de transferência de esferas, e que se estende no caminho de rolamento (26) em uma direção do dito parafuso, a pelo menos uma aba de guia sendo uma borda (37) de bloqueio das esferas.

12. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma aba (35) de guia tem um contraforte (39) saliente radialmente exteriormente do mesmo, o contraforte se estendendo no caminho de rolamento.

13. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento de inserção de recirculação tem um entalhe (33) nele, a pelo menos uma aba de guia sendo ligada flexivelmente ao pelo menos um elemento de inserção de recirculação de forma a ter uma amplitude de flexão em uma direção da extração radial igual a um comprimento do contraforte (39).

14. Ferramenta elétrica portátil (60), caracterizada pelo fato de que tem o mecanismo definido na reivindicação 1.

15. Ferramenta elétrica portátil (60), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que dita porca é ligada a uma peça móvel de acionamento (68) de uma lâmina e dito parafuso (14) é ligado a um motor (62) da ferramenta elétrica portátil.