ES2218919T3 - Motoreductor, en particular para el arrastre de equipamientos de vehiculos. - Google Patents

Motoreductor, en particular para el arrastre de equipamientos de vehiculos.

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ES2218919T3
ES2218919T3 ES99118176T ES99118176T ES2218919T3 ES 2218919 T3 ES2218919 T3 ES 2218919T3 ES 99118176 T ES99118176 T ES 99118176T ES 99118176 T ES99118176 T ES 99118176T ES 2218919 T3 ES2218919 T3 ES 2218919T3
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ARVINMERITOR LIGHT VEHICLE SYS
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Abstract

ESTE MOTORREDUCTOR COMPRENDE UN ROTOR PROVISTO DE UN EJE DE INDUCIDO (1, 23), UN CARTER REDUCTOR (2), QUE CONTIENE UN TORNILLO SIN FIN ENGRANADO CON UNA RUEDA DENTADA (3) QUE CONTIENE UN AMORTIGUADOR (5), UN ORGANO DE SALIDA ARRASTRADO EN ROTACION POR EL AMORTIGUADOR, MEDIOS DE ESTANQUEIDAD QUE COMPRENDEN UNA PARED ANULAR (12) DE LA RUEDA DENTADA (3) Y UNA JUNTA (9) DISPUESTA ENTRE DICHA PARED (12) Y LA PARED (13) DEL CARTER, ESTANDO ESTA JUNTA SOLIDARIZADA BIEN CON EL CARTER Y APOYADA DESLIZABLEMENTE EN LA PARED ANULAR, BIEN CON LA PARE ANULAR Y APOYADO DESLIZABLEMENTE EN EL CARTER, REALIZANDOSE LA ESTANQUEIDAD ENTRE UN LABIO (9A) AL MENOS DE LA JUNTA (9) Y DICHA PARED ANULAR; SE CARACTERIZA PORQUE LA JUNTA (9) SE FIJA A DICHA PARED POR UNA ARANDELA ENMANGUITADA A PRESION EN EL CARTER.

Description

Motorreductor, en particular para el arrastre de equipamientos de vehículos.
La presente invención corresponde a una solicitud divisionaria de la solicitud de patente europea EP 0 898 666A (correspondiente a la solicitud internacional WO 9 743 564 A).
La presente invención se refiere a un motorreductor, en particular para el arrastre de equipamientos de vehículos, del tipo definido en el preámbulo de la reivindicación 1, y conocido por ejemplo por la patente número US 5 027 670A.
Los cárters reductores de los motorreductores actuales están compuestos por las siguientes piezas: rueda dentada, cubo, junta de estanqueidad de labio, tapa y tambor de material plástico para enrollar un cable, por ejemplo de eleva-lunas o piñón de acero sinterizado y cubo de material plástico remoldeado.
Esta estructura comporta un número relativamente elevado de piezas, lo cual conlleva un coste de fabricación relativamente importante.
Además, existe un juego axial en la línea de ejes montada en el motorreductor. Este juego axial se debe al apilamiento de las dispersiones de las dimensiones de las diferentes piezas en el montaje (árbol, tope de retención, cárter, culata, etc.) siendo estas diferentes piezas, colocadas una detrás de otra, menos largas que los espacios en los que están colocadas.
Hasta ahora este juego axial se ha compensado manualmente por medio de un tornillo colocado en el extremo del cárter frente al orificio del árbol de transmisión, bloqueado por una goma que asegura al mismo tiempo la estanqueidad. Este mecanismo de ajuste es largo y costoso, y por lo tanto, incrementa los costes de fabricación del motorreductor.
La patente US 5.169.245A describe un motorreductor en el cual el juego axial está compensado por un resorte helicoidal que ejerce una fuerza axial sobre el extremo del árbol de transmisión con la interposición de una pieza que puede ejercer como tope de retención sobre una pared de contención del cárter, puesto que el resorte sufre una compresión determinada. En un dispositivo así, el resorte se comprime bajo el efecto del esfuerzo axial, y puesto que el sentido de rotación del motorreductor se invierte, la energía almacenada en el resorte se libera bruscamente. Como consecuencia, el extremo opuesto del árbol de transmisión se adhiere bruscamente contra el fondo del estator, lo cual produce un ruido muy molesto.
Por último, surge otro problema con el engaste de un anillo entre el árbol del motorreductor y el estator. En efecto, el diámetro interior de este anillo varía en razón de las irregularidades del diámetro del lugar en el que está situado, al fondo del estator. De este hecho, el juego radial entre el árbol y el anillo presenta irregularidades, que conllevan oscilaciones molestas en el árbol.
La invención descrita en la presente solicitud divisionaria tiene el objeto de conseguir satisfactoriamente la estanqueidad entre la rueda dentada y la pared del cárter tras la supresión de la tapa para reducir el número de piezas del motorreductor. Subsidiairemente esta reducción del número de piezas simplifica la estructura del motorreductor y disminuye el coste de fabricación.
En conformidad con la invención, el motorreductor conlleva las características de la parte que caracteriza la reivindicación 1.
La invención será descrita detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran una forma de realización a modo de ejemplo no limitativo.
La figura 1 es una vista fragmentada parcial sensiblemente a escala, de una forma de realización del motorreductor según la invención y más particularmente de su cárter reductor.
La figura 1A es una vista en sección parcial que corresponde a la línea 1A-1A de la figura 1 de una junta de estanqueidad entre la pared del cárter y un collar de la rueda dentada.
La figura 2 es una vista en sección longitudinal y elevación parcial a escala aumentada de un extremo del árbol de transmisión y de la pared del cárter, que ilustra los mecanismos de ajuste automático del juego axial.
La figura 3 es una vista en sección longitudinal y elevación parcial a escala aumentada de un fragmento del árbol de transmisión y del estator, que ilustra una forma de realización de un anillo colocado entre el árbol y el estator.
La figura 4 es una vista en perspectiva de un piñón que puede constituir el órgano de salida del motorreductor.
La figura 5 es una vista en elevación longitudinal y sección parcial del motorreductor provisto de un dispositivo de compensación automática del juego axial de su línea de ejes.
La figura 6 es una vista en sección parcial a mayor escala que la figura 1 de una forma de realización de los mecanismos de ajuste del juego axial entre el extremo del árbol de transmisión y la pared del cárter, estando el dispositivo en reposo antes de ponerlo bajo carga.
La figura 7 es una vista en sección trasversal que corresponde a la línea 717 de la figura 6.
La figura 8 es una vista análoga a la figura 6, que muestra el dispositivo de compensación automática del juego axial en su posición libre de carga estando montado el motorreductor.
La figura 9 es una vista análoga a la figura 8 que muestra el dispositivo en su posición con el motorreductor en funcionamiento.
La figura 10 es un diagrama que ilustra la variación del esfuerzo axial llevado a cabo por el cárter sobre la línea de ejes del motorreductor, en función de la compresión sufrida por el amortiguador de su dispositivo de compensación automática del juego.
El motorreductor que se encuentra representado en las figuras de la 1 a la 4 está destinado en particular al arrastre de equipamientos de vehículos como por ejemplo elevalunas eléctricos.
Éste está compuesto por un rotor (no representado) provisto de un árbol de transmisión del que se ve un extremo 1 (figura 2), y un cárter reductor 2 que contiene una rueda dentada 3 montada sobre un eje 4 perpendicular al árbol de transmisión. Este último consta de un tornillo sin fin (no representado) con el que está en contacto la rueda 3. El motorreductor incluye también un amortiguador de una sola pieza 5, situado en el interior de la rueda 3 y montado concéntricamente al cubo 6 de la misma, que contiene además aletas radiales 7 que se introducen en las muescas radiales correspondientes 8 del amortiguador 5 de material elástico, preferiblemente elastómero. Se aprovechan los chaflanes 90 sobre los bordes de las 
\hbox{muescas 8.}
El amortiguador 5 está provisto, sobre al menos una de sus caras, de mecanismos de centrado en una cavidad delimitada entre la rueda 3 y el órgano de salida 11. En el ejemplo descrito, estos mecanismos están constituidos por espigas que resultan de la fusión con el resto del amortiguador y que sobresalen de sus caras.
Las espigas 98 aseguran el centrado antes nombrado y reservan el volumen necesario cuando el amortiguador 5 se dilata en el momento de su compresión.
Por último, el cárter reductor 2 incluye una junta de estanqueidad anular 9 y un tambor 11 coaxial al amortiguador 5 y a la rueda 3. Este tambor está destinado a recibir un cable especialmente para un eleva-lunas de cable, y constituye el órgano de salida del motorreductor. La junta 9 está fijada a la pared del cárter por medio de una arandela metálica 40 (figura 1A) que se acopla por presión en el cárter reductor 3. Esto se lleva a cabo, por ejemplo, por medio de un remoldeado de dicha arandela 40. La junta 9 incluye al menos un labio 9a en apoyo deslizante sobre una pared anular interior 12 de la rueda dentada 3. La pared anular 12 es necesaria por el hecho de que la conexión rueda 3-cubo 6 está en el exterior de este último y no intercalado entre el eje 4 y la rueda 3.
La pared anular interior 12 forma un ligero relieve longitudinal en relación a la dentadura de la rueda 3, en dirección al tambor 11. La junta anular 9 de estanqueidad dispuesta entre la pared anular 12 y la pared 13 del cárter 2, asegura de este modo la estanqueidad de éste último, sin necesidad de añadir una tapa.
Con este fin, la junta 9 puede ser unida a la pared 13 del cárter 2, por ejemplo utilizando clavos 14 para bloquear elásticos dentro el cárter, y en apoyo deslizante sobre la periferia de la pared anular 12.
El tambor 11 está provisto de mecanismos de unión en rotación con el amortiguador 5. En el modo de realización representado, estos mecanismos están constituidos por insertos en forma de dedo 10 del tambor 11 que se introducen en las muescas radiales correspondientes 8. Las muescas 8 pueden ser por ejemplo seis: tres que reciben los insertos en forma de dedo 10 y tres que reciben las aletas 7. Gracias a este acoplamiento, el cubo intermedio de material plástico de los motorreductores utilizados hasta el momento presente puede ser suprimido, puesto que el amortiguador 5 mueve directamente el tambor 11.
En otra realización del invento, el motorreductor incluye un órgano de salida 15 constituido por un piñón 16 realizado en una sola pieza con un cubo 17 (figura 4) en el interior de la pared anular 12 de la rueda dentada 3. El órgano de salida 15 está fabricado preferentemente con acero sinterizado. El cubo 17 cuenta con insertos en forma de dedo 30 que se acoplan en las muescas correspondientes 8 y que permiten solidarizar el órgano 15 en rotación con el amortiguador 5.
El motorreductor está también provisto de mecanismos automáticos de ajuste del juego axial entre el extremo 1 del árbol de transmisión y la pared 18 del cárter 2 (figura 2). En el ejemplo representado, estos mecanismos de ajuste incluyen un tope de retención para amortiguar 19 de un material elástico como el caucho, que rellena el volumen definido en este punto por la pared 18 y una arandela metálica 21 situada en el interior del tope de retención 19. Más concretamente la arandela 21 está colocada en la cara del tope de retención 19 orientada hacia el árbol 1, de modo que la superficie de la arandela 21 esté nivelada con la cara transversal del tope de retención 19.
El extremo del árbol 1 está provisto de una cápsula 22 de material plástico, en apoyo contra la arandela 21. El conjunto constituido por el árbol de transmisión 1, su cápsula terminal 22, la arandela 21 y el amortiguador 19 está montado con un ligero pretensado en la pared 18, con el fin de compensar automáticamente el juego axial del árbol 1.
Según una particularidad complementaria del motorreductor, el extremo 23 del árbol de transmisión opuesto al tope de retención 19 está montado en un anillo de rodamiento 24 constituido por dos partes escalonadas de forma radial 25, 26.
La primera parte 25 tiene un diámetro exterior equivalente al de la pared interior del estator 20 sobre la cual se apoya, mientras que su diámetro interior d1 es superior al diámetro del árbol 23. La segunda parte 26 posee un diámetro interior equivalente al d del árbol 23 sobre el cual se apoya, y un diámetro exterior d2 inferior al de la pared interior del estator 20.
De este modo quedan delimitados un intervalo anular 27 entre el extremo 23 del árbol de transmisión y la parte 25, y otro intervalo anular 28 entre la parte 26 y el estator 20.
Este anillo escalonado 24 mejora sensiblemente la actuación del juego del árbol 23, puesto que sobre su parte 26 en contacto con el árbol 23, el diámetro no puede variar ya que esta parte 26 se encuentra distante del intervalo 28 de la pared interior del estator 20. Por lo tanto, las irregularidades de ésta se transmiten únicamente a la parte 25, que recibe las tensiones sufridas por la parte 26. De este modo, las oscilaciones del árbol 23 se reducen notablemente.
El motorreductor 100 ilustrado en la figura 5 está destinado especialmente al arrastre de equipamientos de vehículos, como por ejemplo los eleva-lunas eléctricos.
Este motorreductor incluye, situados en el interior de una carcasa 200, un estator 300 que puede ser alimentado por conexiones eléctricas 400 de modo conocido, un rotor 500 provisto de un árbol de transmisión 600 cuyos extremos están colocados dentro de cojinetes 700, 800 de rodamiento. Este árbol de transmisión lleva un tornillo sin fin 900 en contacto con un rueda dentada 110 que puede arrastrar un órgano de salida 120, que arrastra a su vez el equipamiento asociado al motorreductor, por ejemplo un eleva-lunas, un techo corredizo.
El extremo 600a del árbol de transmisión 600 que atraviesa el cojinete 700, colocado próximo al tornillo sin fin 900, coopera con un dispositivo 120 de compensación automática del juego axial entre el extremo 600a y la pared 130 del cárter reductor 140, con el fin de equilibrar los esfuerzos axiales F efectuados por el árbol de transmisión 600 durante el funcionamiento del motorreductor.
En el modo de realización representado, estos mecanismos de ajuste incluyen un amortiguador 150 de material elástico como un elastómero, dispuesto con un juego anular radial (figura 6) en un emplazamiento terminal del extremo 130 del cárter 140, y un tope de retención rígido 180 colocado entre el extremo 600a del árbol 600 y el amortiguador 150. El tope de retención 180 es preferiblemente metálico y forma una pastilla por ejemplo cilíndrica, apoyada contra la cara del extremo del amortiguador 150, constituido por un cilindro de material deformable. El tope de retención 180 está, por otra parte, en contacto con un cápsula terminal 190 fijada al extremo 600a del árbol de transmisión 600. El tope de retención rígido 180 se puede desplazar axialmente en el cárter 140 sobre un trayecto predeterminado d, que corresponde al juego axial de la línea de ejes que resulta de la diferencia entre su posición libre de carga (figura 6) y su posición bajo carga con el motorreductor en funcionamiento (figura 9). El trayecto d está limitado por un mecanismo de detención, que en el ejemplo representado está constituido por un muro de contención transversal anular 210 situado dentro de la pared interior del cárter 140, en frente del amortiguador 150.
El tope de retención rígido 180 está provisto de mecanismos antirrotatorios alrededor del árbol de transmisión 600. En la realización que se ilustra en la figura 7, estos mecanismos consisten en dos clavos 220 que sobresalen radialmente de la periferia del tope de retención 180 y diametralmente opuestos; estos clavos están acoplados en las muescas correspondientes 230 formadas dentro de la pared interior 130 del cárter 140. Estas muescas constituyen ranuras 230 que se extienden longitudinalmente hasta el plano transversal del muro de contención 210 para permitir el deslizamiento de los clavos en las ranuras 230 mientras el tope de retención 180 recorre el trayecto d.
El funcionamiento de los dispositivos de compensación automática del juego axial apenas descrito es el siguiente:
Antes del montaje de la línea de ejes, el tope de retención 180 está alejado del juego d del muro de contención 210 (figura 6). Después del montaje del motorreductor y libre de carga, en reposo, la línea de ejes 600 está en estado de precompresión con un esfuerzo F1 en función de la cota d1 (figura 8), inferior a d. En esta posición, el amortiguador 150 sufre un esfuerzo de precompresión comprendido, por ejemplo, entre 0 y 100 Newtons, y el juego o cota restante d1 resulta del apilamiento de las dimensiones axiales de las piezas que constituyen el motorreductor (árbol 600, topes de retención, cárter 140, culata, etc.).
La cota o juego d1 así como el juego d se encuentran ilustrados en el diagrama de la figura 600, que muestra que el esfuerzo axial F ejercido por un árbol de transmisión 600 sobre el tope de retención 180 y sobre el amortiguador 150 aumenta de modo lineal de F1 a F2, es decir, hasta que el tope de retención 180 se detiene contra el muro de contención transversal 210. El esfuerzo máximo F2 sufrido por el tope de retención 150 en ese momento es, por ejemplo, de 100 Newtons.
En el caso de que el motorreductor esté en funcionamiento, cuando el esfuerzo axial F sobre la línea de ejes supera el valor predeterminado F2, el tope de retención metálico 180 entra entonces en contacto con el muro de contención 210, que limita el esfuerzo de compresión sobre el amortiguador 150 y el valor antes citado.
Esta limitación evita una deformación del material elástico del amortiguador 150, y en consecuencia su deterioro a causa de los esfuerzos axiales superiores al valor F2 obtenido cuando el tope de retención 180 entra en contacto con el muro de contención 210. Así pues, los esfuerzos axiales llevados a cabo por el árbol 600 aumentan bruscamente (diagrama de la figura 10) y vuelven directamente al muro de contención 210 y por lo tanto a la pared 130 del cárter 140.
La invención no se limita al modo de ejecución representado y puede comportar diversas variantes si éstas están cubiertas por las reivindicaciones.
El dispositivo de compensación automática del juego axial de la línea de ejes implica una realización cómoda y en consecuencia de bajo coste económico, aun disponiendo de una larga duración gracias a la limitación de los esfuerzos de compresión sobre el amortiguador 150 que evita su deterioro como hemos expuesto anteriormente.
Además, la junta 9 puede constar de más de un labio, por ejemplo dos.

Claims (2)

1. Motorreductor, principalmente para el arrastre de equipamientos de vehículos, que consta de un rotor provisto de un árbol de transmisión (1, 23), un cárter reductor (2) que contiene un tornillo sin fin en contacto con una rueda dentada (3) que a su vez consta de un amortiguador (5), un órgano de salida arrastrado en rotación por el amortiguador, mecanismos de estanqueidad del cárter que incluyen una pared anular (12) de la rueda dentada (3) y una junta (9) dispuesta entre dicha pared anular (12) y la pared (13) del cárter. Esta junta está unida al cárter y en apoyo deslizante sobre la pared anular; la estanqueidad se lleva a cabo entre al menos un labio (9A) de la junta y dicha pared anular, caracterizada porque la junta (9) se encuentra fijada a dicha pared por medio de una arandela (40) que se acopla en el cárter por presión.
2. Motorreductor según la reivindicación 1, caracterizado porque la junta (9) está solidarizada con el cárter (2) por medio de clavos elásticos (14) para bloquear dentro de la pared (13) del cárter.
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