ES2275096T3 - Embrague electromagnetico de friccion y procedimiento de operacion. - Google Patents

Abstract

Embrague de fricción electromagnético diseñado para colocarse en una línea cinética que conecta un motor de accionamiento y una puerta o capó de vehículo (puerta del maletero, capó del motor, etc.), con las siguientes características: a) el embrague (1; 20) incluye una parte de rotor (4) provista de un revestimiento de fricción (2) y fijada en rotación a un primer árbol (3), que incluye un receso en el que se aloja una bobina eléctrica (6) en su cara opuesta al revestimiento de fricción (2), y un disco de armadura (10) fijado en rotación a un segundo árbol (9) pero libre de moverse en la dirección axial; b) un imán permanente (15) está colocado sobre la parte de rotor (4) además de la bobina eléctrica (6) de manera que cuando la bobina (6) no está alimentada con energía, el disco de armadura (10) se presiona en contacto con el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4) con una fuerza suficiente para detener de manera dependiente la puerta del vehículo o el capó del vehículo durante su accionamiento, en la posición en la que está en el momento que se corta el suministro de energía al embrague (1; 20), y que se ha de poder superar el enlace de fricción entre el disco de armadura (10) y el revestimiento de fricción (2), si la puerta o el capó se acciona manualmente, caracterizado por el hecho de que el segundo árbol (9) está fijado a un soporte del disco de armadura (11) que incluye elementos de guía axiales (12) que se acoplan en recesos (13) correspondientes en forma de ranuras en el disco de armadura (10).

Description

Embrague electromagnético de fricción y procedimiento de operación.

La invención se refiere a un embrague de fricción electromagnético que se coloca en un tren de accionamiento conectando un motor de accionamiento y una puerta de vehículo o un capó (puerta del maletero, capó del motor, etc.). La invención también se refiere a un procedimiento para accionar este embrague.

Un embrague de fricción electromagnético según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir del documento US-A-3.263.784.

En los vehículos a motor que tienen una puerta de vehículo o cubierta de vehículo que se puede accionar automáticamente (en el texto siguiente también designada solamente como puerta de vehículo para simplificar), la puerta del vehículo es cerrada o abierta, por ejemplo por el conductor del vehículo, mediante una operación apropiada de un interruptor previsto en el panel de instrumentos. Para este propósito, la señal de conmutación generada por el interruptor actúa sobre un dispositivo de control electrónico que, a su vez, genera señales de control eléctricas para la activación de un motor eléctrico, el cual a continuación, por su parte, pivota o desplaza la puerta del vehículo a través de un mecanismo de engranajes y otros elementos de transmisión conectados a continuación.

El inconveniente en el caso de estos vehículos a motor conocidos es, entre otros, que cuando la puerta del vehículo se empuja manualmente se ha de superar una alta resistencia debido al mecanismo de engranajes y al motor eléctrico conectado de manera operativa con la puerta del vehículo, y se produce un desgaste aumentado de estos componentes.

Para evitar un desgaste de este tipo, ya se ha propuesto una puerta de vehículo que se puede accionar automáticamente, en la cual el motor o el mecanismo de engranajes conectado después del motor se pueden desacoplar del árbol de accionamiento que acciona la puerta del vehículo mediante un embrague electromagnético, de manera que, cuando el embrague se desacopla, es posible el accionamiento manual de la puerta del vehículo, sin que su movimiento sea inhibido por las unidades estructurales (por ejemplo el motor eléctrico o el mecanismo de engranajes intermedio) dispuestas sobre el árbol de accionamiento del embrague.

Los embragues electromagnéticos de este tipo se construyen generalmente como embragues de fricción y, por lo tanto, comprenden una parte de rotor que está provista de un revestimiento de fricción firmemente conectado a un primer árbol, para girar con el mismo y sobre el cual, sobre su lado encarado en alejamiento respecto al revestimiento de fricción, está dispuesta una bobina eléctrica, y un disco de armadura que está firmemente conectado a un segundo árbol para girar con el mismo pero siendo axialmente desplazable y que, cuando el embrague está acoplado, es empujado contra el revestimiento de fricción de la parte de rotor del primer árbol y produce una conexión de fricción entre los dos árboles. Cuando el embrague está desacoplado, el disco de armadura y la parte de rotor son forzados a separarse mediante un muelle, de manera que hay una distancia a modo de hueco predefinida de una manera precisa entre el disco de armadura y el revestimiento de fricción.

Por lo tanto, estos embragues tienen el inconveniente de que, en el estado sin energía, debido al embrague desacoplado, la puerta del vehículo se puede mover fácilmente y está sometida frecuentemente de una manera descontrolada a fuerza que actúan sobre la misma (la fuerza de gravedad, muelles de la suspensión, amortiguadores, etc.) cuando está en una posición intermedia entre la posición cerrada y la posición abierta. Dada la presencia de un muelle apropiadamente fuerte, las puertas de los maleteros generalmente pivotan desde la posición intermedia a la posición de extremo abierta después de que el embrague se haya desacoplado, aunque la puerta del vehículo está diseñada frecuentemente para que permanezca en la respectiva posición intermedia por razones de seguridad.

En la solicitud de patente alemana nº. 101 52 697.0, que no es una publicación anterior, ya se ha propuesto un embrague mediante el cual la puerta del vehículo se puede mantener de manera segura en cualquier posición intermedia cuando el embrague está en su estado desacoplado, y mediante el cual también es posible el accionamiento manual de emergencia de la puerta del vehículo. Para este propósito, se prevé un elemento elástico, por ejemplo un muelle de compresión, que actúa sobre el disco de armadura del embrague en la dirección axial, de tal manera que, cuando el embrague está desacoplado, el disco de armadura está presionado contra el revestimiento de fricción de la parte de rotor con una fuerza que es suficientemente alta para que la puerta del vehículo permanezca de manera segura en la posición respectiva asumida cuando el embrague está desacoplado. Por otro lado, en caso de un accionamiento manual posterior de la puerta del vehículo, ha de ser posible superar la conexión de fricción entre el disco de armadura y el revestimiento de fricción.

En el caso de este embrague, se ha probado que es un inconveniente el gasto de una cantidad de fuerza relativamente grande necesaria para el accionamiento manual de la puerta del vehículo.

La invención está basada en el objetivo de concretar un embrague de fricción electromagnético en el que la puerta del vehículo se mantenga de manera segura en cualquier posición intermedia cuando el embrague está en su estado desacoplado, y que permita el accionamiento manual de emergencia con el gasto de fuerza y el accionamiento de la puerta del vehículo con solamente un poco de gasto de fuerza manual. Además, se mejora el guiado axial del disco de armadura. Además, se concreta un procedimiento para el accionamiento de un embrague de este tipo.

Según la invención, este objetivo se consigue con el embrague con las características de la reivindicación 1 y con el procedimiento con las características de las reivindicaciones 9 y 10. Además, en las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones de la invención particularmente ventajosas.

La invención se basa substancialmente en la idea de proporcionar un imán permanente que actúa sobre el disco de armadura del embrague en la dirección axial, de tal manera que, cuando el embrague está desacoplado, el disco de armadura se presiona contra el revestimiento de fricción de la parte de rotor con una fuerza que es lo suficientemente alta para que la puerta del vehículo permanezca de manera segura en la respectiva posición asumida cuando el embrague está desacoplado y que, en el caso de un accionamiento manual posterior de la puerta del vehículo, se puede superar la conexión de fricción entre el disco de armadura y el revestimiento de fricción. Para permitir un accionamiento manual relativamente fácil de la puerta del vehículo, se aplica corriente a la bobina de tal manera que su campo magnético es opuesto al campo magnético del imán permanente y la puerta del vehículo se puede mover así manualmente sin virtualmente ninguna fuerza.

Se ha probado que es ventajoso si el disco de armadura actúa en la dirección axial y se presiona contra el revestimiento de fricción de la parte de rotor mediante por lo menos un elemento elástico (muelle de compresión, muelle de disco, disco corrugado, tampón de caucho, etc.) además de la fuerza magnética del imán permanente.

Además, se ha probado conveniente si, en su lado alejado del revestimiento de fricción, la parte de rotor tiene un receso en el que la bobina está por lo menos parcialmente colocada, estando montada la bobina fija en el alojamiento.

En su lado encarado con la parte de rotor, el soporte del disco de armadura puede tener un labio de sellado que se extiende sobre toda la circunferencia y protege el revestimiento de fricción de la parte de rotor contra la entrada de lubricantes. Por supuesto, sin embargo, también se pueden usar otros selladores, tales como arandelas o partes de fieltro.

Con el embrague según la invención, es posible de una manera directamente predefinir una "curva de torsión de la transmisión", es decir, el embrague puede implementar diferentes torsiones de transmisión en diferentes posiciones de la puerta del vehículo, mediante la definición previa de una tensión o perfil de corriente adecuados.

Otros detalles y ventajas de la invención se hacen evidentes a partir de las siguientes realizaciones de ejemplo, explicadas usando las figuras, en las cuales:

La figura 1 muestra una primera realización de ejemplo de un embrague según la invención en una vista lateral representada esquemáticamente, parcialmente en sección; y

La figura 2 muestra otra realización de ejemplo, que corresponde a la figura 1, de un embrague según la invención con la ayuda de un muelle.

En la figura 1, un embrague de fricción electromagnético está designado mediante la referencia numérica 1, estando colocado en un tren de accionamiento entre un motor de accionamiento, no representado, y una puerta de maletero, tampoco representada, de un vehículo a motor.

El embrague 1 comprende una parte de rotor 4 que está provista de un revestimiento de fricción 2 firmemente conectado a un primer árbol 3 para que gire con el mismo (por ejemplo el árbol de accionamiento conectado al motor de accionamiento), el cual, en su cara alejada del revestimiento de fricción 2, tiene un receso 5 en el que está montada una bobina eléctrica 6 en el alojamiento. La bobina 6 está conectada a un dispositivo de control eléctrico 8 mediante cables eléctricos 7.

El embrague 1 también tiene un disco de armadura 10 que está firmemente conectado a un segundo árbol 9 (árbol de salida) para girar con el mismo pero siendo axialmente desplazable. Para este propósito, el segundo árbol 9 está conectado firmemente a un soporte del disco de armadura 11, que comprende partes de guía axiales 12 que se acoplan en correspondientes recesos a modo de ranura 13 en el disco de armadura 10.

En su lado encarado con la parte de rotor 4, el soporte del disco de armadura 11 tiene un labio de sellado 14 que se extiende sobre toda la circunferencia, cubre el revestimiento de fricción 2 de la parte de rotor 4 completamente y evita que los lubricantes puedan penetrar en esta zona.

Dispuesto sobre la parte de rotor 4, paralelo a la bobina eléctrica 6, hay un imán permanente 15, que produce una fuerza de campo magnético que se selecciona de manera que, cuando la bobina 6 no tiene energía, el disco de armadura 10 se presiona contra el revestimiento de fricción 2 con una fuerza predefinida y la puerta del maletero permanece en la posición respectiva asumida cuando el embrague 1 está desacoplado, teniendo en cuenta la conexión de fricción. Sin embargo, ha de ser posible que la conexión de fricción entre el disco de armadura 10 y el revestimiento de fricción 2 se supere durante el posterior accionamiento manual (accionamiento de emergencia) de la puerta del maletero.

En el siguiente texto, se explicará el modo de acción del embrague 1:

Si la puerta del maletero (no representada) se ha de abrir, por ejemplo, la bobina eléctrica 6 se activa mediante el dispositivo de control 8. Como resultado, se aumenta la fuerza magnética del imán permanente 15. Si el primer árbol 3 se acciona a continuación mediante un motor de accionamiento, entonces el segundo árbol 9 es llevado a lo largo mediante el embrague 1 y acciona la puerta del maletero, no representada.

Si, antes de alcanzar su posición final, la puerta del maletero se detiene en una posición angular predefinida, entonces se interrumpe el suministro de corriente a la bobina 6 mediante el dispositivo de control 8. Teniendo en cuenta la fuerza magnética del imán permanente 15, permanece una torsión de fricción entre el revestimiento de fricción 2 y el disco de armadura 10 y asegura que la puerta del maletero permanece de manera segura en su posición asumida. Mediante un accionamiento manual adecuadamente potente de la puerta del maletero, esta última se puede cerrar otra vez a continuación o abrirse completamente (accionamiento de emergencia, por ejemplo en el caso de un fallo en el suministro de energía).

Por otro lado, si la puerta del maletero se ha de accionar manualmente desde una posición predefinida sin ejercer mucha fuerza, la bobina eléctrica 6 se activa otra vez, seleccionándose la dirección de la corriente de manera que el campo magnético producido reduce el campo magnético del imán permanente 15 y la puerta del maletero se puede accionar manualmente virtualmente sin ninguna fuerza.

Por supuesto, la invención no está restringida a la realización de ejemplo descrita anteriormente. Por ejemplo, para ayudar al imán permanente 15, se puede prever además un elemento elástico que presione el disco de armadura 10 contra la parte de rotor 4 cuando la bobina 6 no está activada.

Una realización de ejemplo correspondiente de un embrague 20 de este tipo se representa en la figura 2. En este caso, los elementos elásticos (muelles de compresión helicoidales) designados mediante la referencia numérica 21 están dispuestos en correspondientes orificios taladrados ciegos 22 en el disco de armadura 10. En el resto, la construcción de este embrague 20 se corresponde a la construcción del embrague 1 descrito anteriormente mediante la utilización de la figura 1.

Lista de referencias numéricas

1

Embrague

2

Revestimiento de fricción

3

Primer árbol

4

Parte de rotor

5

Receso

6

Bobina eléctrica, bobina

7

Cable eléctrico

8

Dispositivo de control

9

Segundo árbol

10

Disco de armadura

11

Soporte del disco de armadura

12

Parte de guía

13

Receso

14

Labio de sellado

15

Imán permanente

20

Embrague

21

Elemento elástico, muelle de compresión

22

Orificio taladrado ciego

Claims (10)

1. Embrague de fricción electromagnético diseñado para colocarse en una línea cinética que conecta un motor de accionamiento y una puerta o capó de vehículo (puerta del maletero, capó del motor, etc.), con las siguientes características:

a) el embrague (1; 20) incluye una parte de rotor (4) provista de un revestimiento de fricción (2) y fijada en rotación a un primer árbol (3), que incluye un receso en el que se aloja una bobina eléctrica (6) en su cara opuesta al revestimiento de fricción (2), y un disco de armadura (10) fijado en rotación a un segundo árbol (9) pero libre de moverse en la dirección axial;

b) un imán permanente (15) está colocado sobre la parte de rotor (4) además de la bobina eléctrica (6) de manera que cuando la bobina (6) no está alimentada con energía, el disco de armadura (10) se presiona en contacto con el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4) con una fuerza suficiente para detener de manera dependiente la puerta del vehículo o el capó del vehículo durante su accionamiento, en la posición en la que está en el momento que se corta el suministro de energía al embrague (1; 20), y que se ha de poder superar el enlace de fricción entre el disco de armadura (10) y el revestimiento de fricción (2), si la puerta o el capó se acciona manualmente,

caracterizado por el hecho de que el segundo árbol (9) está fijado a un soporte del disco de armadura (11) que incluye elementos de guía axiales (12) que se acoplan en recesos (13) correspondientes en forma de ranuras en el disco de armadura (10).

2. Embrague según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el disco de armadura (10) se tensa en la dirección axial mediante por lo menos un elemento elástico (21) de manera que cuando la bobina (6) no está activa, el disco de armadura (10) se presiona en contacto con el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4) bajo la acción combinada del imán permanente (15) y el elemento elástico (21) con una fuerza suficiente para detener de manera dependiente la puerta del vehículo o el capó del vehículo durante su accionamiento, en la posición en la que está en el momento que se corta el suministro de energía al embrague (1; 20), y que se puede superar el enlace de fricción entre el disco de armadura (10) y el revestimiento de fricción (2) si la puerta o el capó se accionan posteriormente de manera manual.

3. Embrague según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el elemento elástico (21) es un muelle de compresión, una arandela Belleville, una arandela serrada o un tope de caucho.

4. Embrague según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el segundo árbol (9) está fijado en rotación al disco de armadura (11) sobre la superficie externa.

5. Embrague según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el segundo árbol (9) del soporte del disco de armadura (11) incluye por lo menos un orificio ciego (22) abierto en el lado hacia el disco de armadura (10) diseñado para soportar el muelle de compresión (21).

6. Embrague según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que la parte de rotor (4) incluye un receso (5) en su cara opuesta al revestimiento de fricción (2) en el que la bobina (6) está por lo menos parcialmente alojada.

7. Embrague según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que la bobina (6) está fijada a la caja.

8. Embrague según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el soporte del disco de armadura (11) incluye un labio de sellado (14), en su cara encarada a la parte de rotor (4), que se extiende alrededor de toda la circunferencia y recubriendo totalmente el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4).

9. Procedimiento utilizado para accionar el embrague según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la bobina eléctrica (6) se activa mediante una corriente que genera un campo magnético en la misma dirección que la dirección del imán permanente (15), para acoplarse al embrague (1; 20), de manera que el disco de armadura (10) se presiona firmemente en contacto con el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4) y por el hecho de que, para desacoplar el embrague (1; 20), la bobina eléctrica (6) se activa mediante una corriente que genera un campo magnético opuesto al del imán permanente (15) de manera que el disco de armadura (10) no se presiona en contacto con el revestimiento de fricción (2) de la parte de rotor (4), o solamente de una manera suelta.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que la bobina eléctrica (6) se acciona con una corriente con un valor que depende de la posición de la puerta o capó del vehículo correspondiente.