ES2280569T3 - Unidad de accionamiento de engranajes con adaptador. - Google Patents
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Abstract
Unidad (10) de accionamiento de engranajes, especialmente para un ajuste de asiento o una dirección asistida, con un árbol (16), una tuerca (18) del árbol y un adaptador (20), que puede acoplarse con una unidad de ajuste, estando configurado el adaptador (20) como manguito con una rosca (34) interior que se engrana con una rosca (32) exterior de la tuerca (18) del árbol, caracterizada porque la tuerca (18) del árbol presenta al menos un tope (58, 60) axial para el adaptador (20).
Description
Unidad de accionamiento de engranajes con
adaptador.
La invención se refiere a una unidad de
accionamiento de engranajes, especialmente para un ajuste de asiento
o dirección asistida en automóviles, según el concepto genérico de
la reivindicación principal.
Por el documento EP 0 759 374 A2 se conoce un
dispositivo para ajustar un asiento en un automóvil, que puede
absorber fuerzas considerablemente mayores con respecto a un
funcionamiento normal, como las que se originan por ejemplo en caso
de accidente de tráfico. A este respecto se acciona un árbol roscado
a través de un engranaje helicoidal por un electromotor, que está
unido fijamente al asiento. La carcasa de engranaje del engranaje
helicoidal está fabricada de plástico y se sujeta mediante un
estribo de apoyo en forma de U metálico adicional con respecto a un
desgarro del árbol roscado, por ejemplo en caso de colisión. El
árbol roscado se guía además de manera giratoria en una tuerca
roscada, que está unida fijamente a través de un bloque de soporte
con un componente fijado al bastidor del dispositivo de ajuste. En
caso de choque sigue existiendo con ese dispositivo el peligro de
que la tuerca roscada fabricada en plástico se rompa y el asiento
con la unidad de accionamiento y el árbol se suelte de la
carrocería. Además, resulta complejo para el empleo del mismo
accionamiento del árbol para diferentes aplicaciones de ajuste
adaptar la tuerca roscada de cada soporte al dispositivo de ajuste.
Una variación geométrica de este tipo de la tuerca de plástico
afecta a su capacidad de carga mecánica de manera duradera, con lo
cual se dificulta su adaptación a la unidad de ajuste
respectiva.
Con el documento
US-A-3831460 se da a conocer un
accionamiento de árbol con una tuerca roscada cuya forma geométrica
debe impedir un huelgo de las roscas entre la tuerca del árbol y la
tuerca roscada. La tuerca roscada presenta en un extremo una rosca
exterior, en la que se enrosca un manguito, que está unido a una
parte del motor.
La unidad de accionamiento de engranajes según
la invención con las características de la reivindicación 1
presenta la ventaja de que el adaptador en forma de manguito, que
rodea a la tuerca del árbol, impide que ésta se rompa en caso de
colisión. La rosca entre el adaptador y la tuerca del árbol puede
absorber fuerzas axiales muy elevadas, de modo que la tuerca del
árbol no se desgarra del adaptador tampoco en caso de un choque, y
por tanto la parte de ajuste incluso con una aplicación de fuerza
elevada permanece siempre unida fijamente a la carrocería.
Otra ventaja de la invención consiste en
configurar siempre igual la tuerca del árbol para diferentes
dispositivos de ajuste, y únicamente adaptar de manera
correspondiente el adaptador de manera constructiva para la conexión
a la unidad de ajuste. Puesto que el adaptador presenta una
estabilidad mecánica más alta que la tuerca del árbol, una
adaptación de este tipo del adaptador con una rosca normalizada
constante en uno de sus extremos es mucho más fácil de realzar que
una adaptación de la tuerca del árbol. Puesto que para todos los
dispositivos de ajuste siempre pueden emplearse las mismas tuercas
de árbol, no es necesario fabricar para cada aplicación una nueva
rosca especial mediante herramientas especiales entre la tuerca del
árbol y el árbol, ya que la superficie de contacto entre la unidad
de accionamiento de engranajes y la unidad de ajuste se forma por la
rosca normalizada que puede fabricarse fácilmente entre el
adaptador y la tuerca del árbol.
Mediante las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles perfeccionamientos
ventajosos del dispositivo según la reivindicación 1. En caso de
choque las mayores fuerzas actúan en sentido axial a lo largo del
árbol. De ahí que el adaptador enroscado se una a la tuerca del
árbol de tal manera que se impide un desplazamiento longitudinal
del mismo. Esto se produce de manera ventajosa mediante una unión en
arrastre de forma o de fuerzas en la dirección longitudinal de la
tuerca del árbol.
Debido a la rosca entre el adaptador y la tuerca
del árbol también puede impedirse que el adaptador se suelte de la
tuerca del árbol mediante una resistencia al giro de la rosca. En
este sentido pueden emplearse diferentes resistencias al giro por
arrastre de forma o de fuerzas.
En una realización ventajosa, la tuerca del
árbol presenta para ello rebajes en los que, tras enroscar el
adaptador, se enganchan salientes del mismo. Resulta especialmente
favorable la formación de varias de estas entalladuras distribuidas
de manera uniforme por el perímetro, dado que de este modo puede
transmitirse un momento de giro superior. Igualmente pueden
transmitirse mediante una unión en arrastre de forma en la dirección
de giro, por ejemplo a través de paredes laterales radiales de las
entalladuras, fuerzas superiores. Estas entalladuras en la tuerca
del árbol sirven al mismo tiempo para enganchar una herramienta de
montaje con la que se enrosca el adaptador en la tuerca del
árbol.
Si en la tuerca del árbol se forma una ranura
anular perimetral, en la que por ejemplo se encaja un cuello
circunferencial del adaptador, entonces el adaptador unido a su
rosca es igualmente resistente de manera totalmente eficaz contra
un desplazamiento y giro con respecto a la tuerca del árbol. Si la
tuerca del árbol presenta un tope axial para el adaptador, entonces
mediante sus propiedades de material elástico amortigua el
movimiento de la pieza que debe ajustarse. Además mediante este
tipo de topes, que por ejemplo se forman mediante las dos paredes
laterales axiales de una ranura anular, puede realizarse una
resistencia al giro y al desplazamiento en arrastre de fuerza en
conexión con la rosca interior del adaptador.
Resulta especialmente favorable que en las
formaciones de la tuerca del árbol se inserten formaciones a modo
de lengüeta del adaptador, ya que para ello no son necesarios
componentes adicionales. Tales lengüetas pueden crearse muy
fácilmente mediante incisiones en el extremo axial del adaptador. Si
el adaptador está fabricado por ejemplo de acero, las lengüetas
pueden deformarse plásticamente de manera favorable según el
procedimiento y absorber momentos de giro elevados.
Para limitar el recorrido de ajuste se dispone
sobre el árbol al menos un elemento de tope en forma de disco, que
sirve al mismo tiempo para sostener y guiar el adaptador en forma de
manguito. De esta manera pueden absorberse también fuerzas radiales
elevadas en caso de choque.
Mediante la combinación de la tuerca del árbol
con el adaptador puede realizarse su función de adaptación de
manera más sencilla y amplia, que la superficie de contacto hasta
ahora, directamente a través de la tuerca del árbol. En este
sentido, se toma el material y la geometría interior de la tuerca
del árbol existente. Alrededor de ésta se coloca un revestimiento
metálico al que se le confiere un contorno cualquiera que es
necesario para la adaptación en una unidad de ajuste. El núcleo de
plástico con revestimiento metálico provoca por un lado una mayor
resistencia de la construcción que la tuerca de plástico por sí sola
y, por otro lado, mejores propiedades de deslizamiento entre la
tuerca del árbol y el árbol en comparación con una tuerca de metal.
El revestimiento metálico del adaptador no sólo aumenta la
estabilidad mecánica, sino que ofrece también una variabilidad
mucho mayor, para adaptar su contorno a los componentes de la unidad
de ajuste, a los que se une el adaptador. Además, la rosca interior
puede fabricarse en el manguito metálico de manera favorable con
herramientas normaliza-
das.
das.
Al colocar la superficie de contacto entre la
tuerca del árbol y el adaptador se consigue una mayor flexibilidad
para la inserción de la unidad de accionamiento de engranajes, de
modo que la tuerca del árbol constante, y por tanto fabricada en
mayor número de piezas, puede montarse en cualquier realización de
adaptador, que disponga de una superficie de contacto adaptada,
construida a través de la rosca normalizada entre la tuerca del
árbol y el adaptador. Mediante la aplicación de este principio
modular pueden seguir empleándose todos los componentes empleados
hasta ahora de la unidad de accionamiento de engranajes, tal como
por ejemplo la carcasa, el árbol o elementos de tope.
En el dibujo se representan ejemplos de
realización de un dispositivo según la invención y se explica más
detalladamente en la siguiente descripción.
En la figura 1 se muestra un ejemplo de
realización de un dispositivo de ajuste de asiento, en las figuras
2 y 3, vistas de la tuerca del árbol según la figura 1, la figura 4,
la sección de otra realización de una tuerca de árbol, la figura 5,
la sección a través de un adaptador según la figura 1, y la figura
6, otro ejemplo de realización de un adaptador en sección.
El ejemplo de realización representado en la
figura 1 muestra una unidad 10 de accionamiento de engranajes según
la invención en una visión de conjunto, en la que un electromotor 12
acciona a través de un engranaje 14 helicoidal un árbol 16, que
sobresale de una carcasa 15 de engranaje que comprende el engranaje
14 helicoidal. La unidad 10 de accionamiento de engranajes está
unida fijamente, por ejemplo junto con el electromotor 12 y la
carcasa 15 de engranaje, directa o indirectamente, a la carrocería.
Sobre el árbol 16 se aloja una tuerca 18 del árbol, que está unida
a través de un adaptador 20 a un bastidor de asiento o a una parte
móvil del asiento. Alternativamente, también es posible fijar el
adaptador 20 a la carrocería y sujetar la unidad de accionamiento
de engranajes al asiento del vehículo, o también sujetar el
adaptador 20 y la unidad 10 de accionamiento de engranajes,
respectivamente, a dos partes móviles una respecto a la otra. Para
el ajuste de una parte móvil sujeta al adaptador 20, la tuerca 18
del árbol unida de manera resistente al giro y al desplazamiento con
el adaptador 20 se desplaza sobre el árbol 16 accionado mediante el
engranaje 14 helicoidal entre un primer tope 22 axial en la carcasa
15 de engranaje y un segundo elemento 24 de tope axial. La tuerca 18
del árbol presenta en una perforación 26 central una rosca 28
interior que se engrana con una rosca 30 exterior del árbol 16. En
el lado exterior radial de la tuerca 18 del árbol se forma una rosca
32 exterior que, a su vez, se engrana en una rosca 34 interior del
adaptador 20. El adaptador 20 se enrosca por toda la longitud axial
de la rosca 32 exterior y presenta en su extremo 36 hacia la carcasa
15 de engranaje formaciones 38 en forma de lengüeta, que se
empotran en entalladuras 40 de la tuerca 18 del árbol. Los salientes
38 en forma de lengüeta se sitúan con sus bordes 42 laterales en
contacto con las paredes 44 laterales, orientadas radialmente, de
las entalladuras 40 y con su lado 46 frontal con un tope 48 radial
de la tuerca 18 del árbol.
En la figura 2 y en la figura 3 se representan
dos variantes de la tuerca 18 del árbol, que presentan dos
entalladuras 40 opuestas en la rosca 32 exterior. Las entalladuras
40 se extienden axialmente desde el extremo 36 hacia la carcasa 15
de engranaje, sólo por una región parcial de la tuerca 18 del árbol.
La tuerca 18 del árbol representada en la figura 2 está hecha de
plástico y tiene esencialmente una forma cilíndrica. En su contorno
exterior se encuentra una rosca 32 fina, que representa la
superficie de contacto (rosca normalizada) con los diferentes
adaptadores 20 posibles. La figura 2 muestra además el perfil
aproximadamente rectangular de la entalladura 40 configurada como
ranura axial. En la figura 3 se representa que la entalladura 40
presenta una superficie 52 de fondo, que discurre oblicuamente con
respecto a la dirección 54 del eje, en la que se aloja la formación
38 en forma de lengüeta ajustada a presión según la figura 1. En una
variante, la entalladura 40 puede presentar también sin embargo una
superficie 52 de fondo que discurre aproximadamente en paralelo al
eje 54 de la tuerca del árbol, tal como se indica en la figura 3
mediante rayas.
La profundidad y la longitud de las ranuras así
como su número y colocación por la rosca 32 exterior del árbol 18
dependen de la carga y el montaje de una resistencia al giro de este
tipo.
En lugar de en dirección axial, la entalladura
40 en forma de ranura también puede configurarse como ranura 56
anular que rodea la tuerca 18 del árbol parcial o totalmente. En la
figura 4 se configura una entalladura 40 como ranura 56 anular,
cuyas dos paredes 58 y 60 laterales axiales representan dos topes 48
axiales para el adaptador 20, especialmente para su saliente 38 en
forma de lengüeta que está configurada en este ejemplo de
realización como corona 62 circunferencial. También en caso de una
ranura 56 anular circunferencial, la superficie 52 de fondo está
orientada en un ejemplo de realización aproximadamente en paralelo
al eje 54 de la tuerca del árbol, o en una variante de realización
mostrada mediante rayas, la superficie 52 de fondo junto con la
segunda superficie 60 lateral se configuran como superficie
inclinada con respecto al eje 54 de la tuerca del árbol. Los
ejemplos de realización según la figura 4 no presentan por tanto en
la dirección de giro ninguna unión en arrastre de forma, sino
únicamente en la dirección 54 axial. Sin embargo, puesto que la
formación 38 en forma de lengüeta empotrada se apoya en ambas
direcciones axiales en los topes 58 y 56, se impide tanto un
desplazamiento axial como un giro del adaptador 20 en conexión con
la rosca 32 exterior.
La figura 5 muestra un adaptador 20 cuya rosca
34 interior se extiende aproximadamente en por la región axial, que
corresponde a la longitud axial de la tuerca 18 del árbol. La rosca
34 interior está configurada como rosca fina normalizada, que se
fabrica con herramientas convencionales. En un extremo 36 hacia la
carcasa 15 de engranaje se forma de una sola pieza un saliente 38
en forma de lengüeta que se incrusta en una entalladura 40
correspondiente de la tuerca 18 del árbol. Mediante el acoplamiento
en arrastre de forma de estas lengüetas 38 insertadas se impide un
giro del adaptador 20 con respecto a la tuerca 18 del árbol. La
longitud y forma geométrica del adaptador 20 se adapta en cada caso
a la conexión de las diferentes unidades de ajuste. Así, la forma
de realización representada en la figura 5 presenta, por ejemplo,
una perforación 64 de paso que aloja un perno no representado, para
sujetar el adaptador 20 por ejemplo al bastidor del asiento. Además,
el adaptador 20 presenta hendiduras 66 en el manguito, para que el
adaptador 20 en forma de manguito pueda presionarse más fácilmente
sobre un tubo interior correspondiente de la unidad de ajuste. La
realización y el número de las formaciones 38, así como su
colocación depende de la carga y el montaje de la resistencia al
giro. En el caso de la realización metálica del adaptador 20 pueden
deformarse plásticamente con facilidad las lengüetas 38. En una
variante, las formaciones 38 están configuradas como elementos
elásticos que se enganchan durante el montaje sin una etapa
adicional de procedimiento en la entalladura 40 de la tuerca 18 del
árbol.
En la figura 6 se representa otro ejemplo de
realización del adaptador 20, cuya longitud axial corresponde
aproximadamente a la longitud de la tuerca 18 del árbol. En este
caso se forman en ambos extremos axiales salientes 38 en forma de
lengüeta, que se enganchan en entalladuras 40 correspondientes en
ambos extremos axiales de la tuerca 18 del árbol. Para el
acoplamiento del adaptador 20 con una unidad de ajuste se forma en
la dirección 54 radial un contorno cualquiera que se adapta a la
aplicación respectiva.
Para enroscar la tuerca 18 del árbol sobre el
árbol 16, así como el adaptador 20 sobre la tuerca 18 del árbol, se
enganchan herramientas de montaje en las entalladuras 40. En una
forma de realización de la tuerca 18 del árbol según la figura 3,
ésta presenta en la superficie 70 perimetral de la tuerca 18 del
árbol un perfil, por ejemplo dos superficies paralelas un perfil de
cuatro, seis o más lados, de modo que la tuerca 18 del árbol puede
enroscarse como una cabeza de tornillo sobre el árbol 16 o en el
adaptador 20. En la figura 4, el tope 58 está formado de una sola
pieza con el perfil 70 exterior, con la tuerca 18 del árbol en
plástico.
En otros ejemplos de realización, la resistencia
al giro entre la tuerca 18 del árbol y el adaptador 20 también
puede realizarse mediante elementos de sujeción separados. Así es
posible, por ejemplo, introducir en la ranura 56 anular un muelle
de sujeción, por ejemplo una tuerca rápida, que bloquea el adaptador
20 radialmente con respecto a la tuerca 18 del árbol. Además,
pueden introducirse elementos 74 de resorte en la entalladura 40,
que se enganchan después del montaje en formaciones 76
correspondientes en el adaptador 20. Otra posibilidad consiste en
que ambos componentes 18 y 20 se peguen o suelden directamente o con
ayuda de un elemento de unión. En otra variante, la tuerca 18 del
árbol se une de manera resistente al giro mediante un procedimiento
de moldeo por inyección con el adaptador 20 en forma de
manguito.
Si bien los ejemplos de realización explican la
invención mediante un ajuste de asiento, sin embargo, también puede
utilizarse para otros movimientos de ajuste, por ejemplo en la
columna de dirección, en los que deben impedirse fuerzas elevadas
durante la apertura que libera la parte que debe ajustarse del árbol
16. Así, el accionamiento 10 del árbol también es concebible para
aplicaciones en las que la unidad 10 de accionamiento de engranajes
o el adaptador 20 están fijos a la carrocería, o ambos componentes
están sujetos a partes móviles una respecto a otra. Una combinación
de las características individuales de los diferentes ejemplos de
realización, así como las características individuales de los
ejemplos de realización, también realizan una unidad 10 de
accionamiento de engranajes según la invención.
Claims (12)
1. Unidad (10) de accionamiento de engranajes,
especialmente para un ajuste de asiento o una dirección asistida,
con un árbol (16), una tuerca (18) del árbol y un adaptador (20),
que puede acoplarse con una unidad de ajuste, estando configurado
el adaptador (20) como manguito con una rosca (34) interior que se
engrana con una rosca (32) exterior de la tuerca (18) del árbol,
caracterizada porque la tuerca (18) del árbol presenta al
menos un tope (58, 60) axial para el adaptador (20).
2. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según la reivindicación 1, caracterizada porque el adaptador
(20) está sujeto contra un desplazamiento longitudinal sobre la
tuerca (18) del árbol.
3. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque
el adaptador (20) está fijado de manera resistente al giro sobre la
tuerca (18) del árbol.
4. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque
la tuerca (18) del árbol presenta al menos una entalladura (40, 56)
en la que se engancha al menos una formación (38, 62) del adaptador
(20).
5. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque
se disponen varias entalladuras (40, 56) con paredes (44) laterales
radiales, distribuidas especialmente aproximadamente de manera
uniforme, por el perímetro de la tuerca (18) del árbol.
6. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque
en la tuerca (18) del árbol se dispone al menos una entalladura
(56) en forma de ranura anular, que se extiende por todo el
perímetro de la tuerca (18)
del árbol.
del árbol.
7. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque
la tuerca (18) del árbol presenta al menos un tope (58, 60) axial
para la al menos una formación (38, 62) del adaptador (20).
8. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque
la al menos una formación (38, 62) se configura como saliente (38,
62) deformable plástica o elásticamente en el adaptador (20).
9. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque
el árbol (16) presenta al menos un elemento (22) de tope axial,
rodeado por el adaptador (20), para la tuerca (18) del árbol.
10. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque
la tuerca (18) del árbol está fabricada de plástico y el adaptador
(20), de metal.
11. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada
porque el adaptador (20), para el acoplamiento con diferentes
unidades de ajuste, presenta en uno de sus extremos (36) siempre
una rosca (34) interior normalizada para enroscarse sobre la tuerca
(18) del árbol, y el otro extremo puede adoptar cualquier forma
(64, 66, 68) geométrica para la conexión con la unidad de ajuste
correspondiente.
12. Unidad (10) de accionamiento de engranajes
según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada
porque se crea una resistencia frente al giro entre el adaptador
(20) y la tuerca (18) del árbol mediante al menos un elemento (72,
74) de sujeción separado o mediante un procedimiento de moldeo
por
inyección.
inyección.
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