ES2299069T3

ES2299069T3 - Procedimiento para la fabricacion de una transmision asi como transmision fabricada segun este procedimiento.

Info

Publication number: ES2299069T3
Application number: ES05773931T
Authority: ES
Inventors: Hans-Juergen Oberle; Caroline Weinman
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: EP1797353B1; EP1797353A1; JP4681611B2; DE102004047184A1; DE502005002696D1; US20080307913A1; WO2006034918A1; JP2008514884A

Abstract

Procedimiento para la fabricación de una transmisión (10) con una compensación axial de las tolerancias, especialmente para el desplazamiento de piezas móviles en un vehículo automóvil, con una caja (12), que presenta, al menos, dos partes de la caja (14, 16), con un piñón (34) y con una rueda helicoidal (26), presentando la rueda helicoidal (26) una entalladura (42) axial, central caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - la rueda helicoidal (26) y el piñón (34) se disponen, como piezas independientes, sobre un eje (28) central común en, al menos, una de las dos partes de la caja (14, 16), - las dos partes de la caja (14, 16) se ensamblan a lo largo del eje (28) y se unen de tal manera, que en el momento del montaje axial de las dos partes de la caja (14, 16), se inserte a presión el piñón (34), de manera resistente a la torsión, en la entalladura (42) de la rueda helicoidal (26).

Description

Procedimiento para la fabricación de una transmisión, así como transmisión fabricada según este procedimiento.

Estado de la técnica

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una transmisión, en la que están alojados un piñón y una rueda helicoidal en una caja, así como a una transmisión fabricada según este procedimiento del tipo indicado en las reivindicaciones independientes.

Se ha dado a conocer un actuador eléctrico por medio de la publicación WO 00/33445 en el cual está dispuesta una transmisión dentro de una caja, que presenta dos coquillas de caja que pueden ser ensambladas. En este caso, un motor eléctrico acciona una rueda helicoidal por medio de un tornillo sinfín, que está dispuesto sobre el árbol del rotor, que está unido con un piñón de manera resistente a la torsión. El piñón acciona, a su vez, a otro escalón de la transmisión, que está unido cinemáticamente con un piñón de salida. En este caso, se han configurado la rueda helicoidal y el piñón de manera enteriza a modo de un componente conjunto de la transmisión, que está dispuesto sobre un perno de cojinete fijado en la caja. Un componente de transmisión enterizo, de este tipo, puede fabricarse, por ejemplo, por medio de los procedimientos de colada por inyección a partir de material sintético o de metal.

Una configuración enteriza, de este tipo, de la rueda helicoidal con el piñón tiene el inconveniente de que se presenta, tras su montaje en la caja, como consecuencia de las tolerancias de fabricación, un cierto juego axial de la unidad formada por la rueda helicoidal y por el piñón, o de que se presenta un agarrotamiento de los mismos dentro de la caja. Por este motivo se reducen el rendimiento y la duración de vida de la transmisión. Si la unidad formada por la rueda helicoidal y por el piñón, formada por varias piezas no se ensambla o no se cubre por inyección de una manera completamente exacta, como paso previo al montaje en la caja, se generan, además, tolerancias de concentricidad de la rueda helicoidal y del piñón que pueden conducir a un cuadro de ruido de peor calidad.

Ventajas de la invención

El procedimiento de fabricación, de conformidad con la invención, y la transmisión, de conformidad con la invención, con los puntos característicos de las reivindicaciones independientes, tienen la ventaja de que la rueda helicoidal y el piñón se unen entre sí, debido a su configuración independiente, en el momento del ensamblaje de la caja, de tal manera, que se compensan las tolerancias axiales, debidas a la fabricación, de las partes de la caja y de los componentes de la transmisión. De este modo se impide, de manera efectiva, tanto un juego axial así como, también, un agarrotamiento dentro de la caja del piñón, que está unido con la rueda helicoidal. De este modo no son necesarias exigencias de tolerancia tan elevadas en el momento de la fabricación de la transmisión, con lo cual pueden ser fabricadas de una manera más barata las piezas, con la misma calidad del producto (debido a la compensación de la tolerancia axial). De conformidad con la invención, en este procedimiento de fabricación se disponen la rueda helicoidal y el piñón, respectivamente como piezas individuales, entre las dos partes de la caja por medio de una guía axial. En el momento del ensamblaje de ambas partes de la caja se oprimirá incluso el piñón axialmente en la entalladura de la rueda helicoidal hasta que la caja esté rígidamente cerrada. De este modo, mediante la unión por presión con unión positiva entre el piñón y la rueda helicoidal puede transmitirse el momento de torsión, que produce el accionamiento, de una manera fiable desde la rueda helicoidal hasta el piñón.

Por medio de las características indicadas en las reivindicaciones dependientes se producen desarrollos y mejoras ventajosos de las características citadas en las reivindicaciones independientes. De este modo, es ventajoso que, tanto la rueda helicoidal así como, también, el piñón estén guiados radialmente sobre un perno de cojinete, que está dispuesto entre las partes de la caja. De este modo, se impide de manera eficaz un bloqueo o un ladeo del piñón en el momento de la inserción a presión en la entalladura de la rueda helicoidal. En este caso, la unión, insensible a las tolerancias, de la rueda helicoidal con el piñón es guiada radialmente sobre el perno de cojinete de tal manera, que se consigue una rotación más uniforme de este componente de la transmisión y se reducen las molestias producidas por el ruido y se aumenta la duración de vida.

Cuando las dos partes de la caja presenten, respectivamente, una superficie axial de puesta en marcha, sobre la cual yazcan el piñón y la rueda helicoidal, respectivamente, con un lado frontal, podrá eliminarse prácticamente por completo el juego axial, pudiéndose hacer girar al mismo tiempo entre las partes de la caja el piñón y la rueda helicoidal con una pérdida mínima por rozamiento. De este modo se consigue una duración de vida prolongada y un bajo nivel de molestias producidas por el ruido de la transmisión.

Con el fin de facilitar la inserción a presión del piñón en las entalladuras de la rueda helicoidal, la entalladura presenta diversas zonas axiales, en las cuales penetra, de manera sucesiva, el lado frontal del piñón. En la zona de transición, configurada de manera cónica, se centra el piñón con respecto a la entalladura y, a continuación, se inserta a presión en la zona de presión con una fuerza de montaje axial determinada por el ajuste forzado. De este modo, el piñón está fijado axialmente en la rueda helicoidal, de manera fiable, durante todo el tiempo de funciona-
miento.

Es especialmente favorable establecer una unión positiva por medio del dentado externo del piñón para la transmisión de los momentos desde la rueda helicoidal hasta el piñón. Para ello la entalladura presenta un perfil interno correspondiente, que presenta un radio ligeramente menor que el dentado externo del piñón. Mediante un asiento forzado en unión positiva, de este tipo, el piñón está asegurado con respecto a un desplazamiento axial y con respecto a una torsión con respecto a la rueda helicoidal.

La elección de las proporciones entre los diámetros del dentado externo del piñón y del perfil interno de la entalladura determina la fuerza axial necesaria para la inserción a presión del piñón. Esta fuerza axial debe aplicarse en el momento del ensamblaje axial de ambas partes de la caja para establecer un asiento forzado fiable. El ajuste forzado se elegirá, de acuerdo con la aplicación de la transmisión, de tal manera, que las fuerzas axiales, que se presentan durante el funcionamiento, no sobrepasen la fuerza axial de montaje, que es necesaria para el montaje.

En la transmisión, de conformidad con la invención, fabricada según el procedimiento, de conformidad con la invención, el piñón y la rueda helicoidal están unidos entre sí con la fuerza axial de inserción a presión, aplicada en el momento del montaje de la caja, con la cual se inserta a presión el dentado externo en la entalladura, sin que se requiera una etapa de montaje adicional. En este caso, la unidad formada por el piñón y por la rueda helicoidal tiene la misma estabilidad mecánica que un componente de transmisión enterizo, desde luego con la ventaja adicional de que se compensan las tolerancias axiales de fabricación y de montaje.

El alojamiento radial del piñón, que está unido, de conformidad con la invención, con la rueda helicoidal puede realizarse tanto por medio de un perno de cojinete de la caja así como, también, por medio de gorrones moldeados sobre el piñón y/o sobre la rueda helicoidal.

Cuando el piñón y/o la rueda helicoidal estén alojados por medio de un perno de cojinete que esté fijado, por ejemplo, de manera resistente a la torsión en una parte de la caja, el piñón y/o la rueda helicoidal presentarán un agujero pasante axial, con el cual éstos estarán alojados respectivamente de manera directamente radial sobre el perno de cojinete. En el caso de la rueda helicoidal se ha conformado incluso el taladro pasante en el fondo de la entalladura de tal manera, que se orienten radialmente entre sí los dos componentes por medio del perno de cojinete en el momento de la inserción a presión del piñón en la entalladura.

Mediante la conformación de gorrones axiales sobre la rueda helicoidal y/o sobre el piñón, éstos pueden alojarse de manera directamente radial en las dos partes de la caja, con lo cual puede desistirse del perno de cojinete. En este caso, se lleva a cabo el centraje radial, en el momento de la inserción a presión del piñón en la rueda helicoidal, por medio del diseño de la entalladura.

Por ejemplo, si la entalladura presenta una zona de transición cónica con una determinada extensión axial, se centrará en primer lugar de manera exacta el piñón en el momento de la inserción a presión del piñón en la entalladura y, a continuación, se insertará a presión en una denominada zona de presión de la entalladura, cuya extensión axial se elige de tal manera, que se consiga un asiento forzado fiable.

Para garantizar que se compensen por completo las tolerancias axiales entre la unidad formada por el piñón y por la rueda helicoidal y la caja, se ha configurado la entalladura con una profundidad tal, que su superficie del fondo presenten una cierta distancia con respecto a la superficie frontal del piñón, incluso tras el ensamblaje completo de las partes de la caja.

Dibujos

En los dibujos se han representado diversos ejemplos de realización de una transmisión de conformidad con la invención, así como de su procedimiento de fabricación y se describe con mayor detalle en la descripción que sigue. Se muestra

en la figura 1 una representación esquemática del montaje de la transmisión,

en la figura 2 una transmisión montada, acabada, que corresponde a la realización de la figura 1 y

en la figura 3 otro ejemplo de realización de una transmisión montada, acabada.

Descripción de los ejemplos de realización

En la figura 1 se ha representado una transmisión 10 con una caja 12, que presenta, al menos, una primera parte de la caja 14 y una segunda parte de la caja 16. La primera parte de la caja 14 se ha configurado, por ejemplo, como de coquilla de la caja 15, en forma de bote, que puede ser obturada con la segunda parte de la caja 16, que se ha configurado en forma de tapa 17. En la caja 12 se ha dispuesto un perno de cojinete 20, que está fijado, por ejemplo de manera resistente a la torsión, sobre la primera parte de la caja 14, de manera especial ha sido inyectado. La segunda parte de la caja 16 presenta un alojamiento 22, en la que se inserta en dirección axial 24 el perno de cojinete 20 en el momento del ensamblaje de las dos partes de la caja 14 y 16. Para el montaje de la transmisión 10 se inserta una rueda helicoidal 26, a lo largo de un eje 28, en la primera parte de la caja 14 de tal manera, que su dentado helicoidal 30 engrane con un tornillo sinfín 32, que se encarga del accionamiento. A continuación se inserta a lo largo del mismo eje 28 un piñón 34, que está configurado como componente independiente, en la primera parte de la caja 14. El piñón 34 presenta un dentado externo 36 y un lado frontal 38 axial, que yace libremente sobre un perfil interno 40 de una entalladura 42 axial de la rueda helicoidal 26 antes del ensamblaje de las dos partes de la caja 14 y 16. Para el montaje de la transmisión 10 se desplaza la segunda parte de la caja 16 a lo largo del eje 28 hacia la primera parte de la caja 14. En este caso, se oprime el piñón 34 en la dirección axial 24 en la entalladura 42 de la rueda helicoidal 26. La fuerza de montaje 44, necesaria para esta finalidad, está dada por la configuración concreta del ajuste forzado entre el piñón 34 y la entalladura 42. Las dos partes de la caja 16 y 14 se oprimirán entre sí hasta que entren en contacto físico en sus puntos de unión 46. A continuación, se insertan las partes de la caja 14 y 16 con elementos de unión 48 - por ejemplo tornillo 50 - en alojamientos de unión 52 correspondientes para cerrar rígidamente la caja 12. El piñón 34 y la rueda helicoidal 26 presentan, en el ejemplo de realización, un orificio pasante 18 axial, que está atravesado por el perno de cojinete 20. De este modo el piñón 34 y la rueda helicoidal yacen de manera radial con respecto al alojamiento radial, directamente sobre el perno de cojinete 20, sin que esté dispuesto, por ejemplo, otro componente entre la rueda helicoidal 26 y el perno de cojinete 20. El perno de cojinete 20 es insertado en el alojamiento 22 de la segunda parte de la caja 16 para el apoyo radial. La entalladura 42 presenta, para la inserción a presión exacta del piñón 34 en la misma, una primera zona 54 que presenta un juego radial, con la dimensión axial 56, que va seguida por una zona de transición 58 configurada de manera cónica con una longitud axial 60. De igual modo, la entalladura 42 presenta una zona de presión 62 con una longitud axial 64, que constituye el asiento forzado 66, propiamente dicho, con el piñón 34. En el momento de la inserción del piñón 34 en la entalladura 42 durante el ensamblaje de las dos partes de la caja 14 y 16, el lado frontal 38 yace, en primer lugar, libremente sobre el perfil interno 40, por ejemplo sobre la zona de transición 58 cónica. En este estado, las dos partes de la caja 14 y 16 presentan entre sí una distancia 68, que es menor que un entrehierro 70 en el alojamiento 22, que está comprendido entre el perno de cojinete 20 y la parte de la caja 16. El intersticio 68, que está comprendido entre las partes de la caja 14 y 16 es, en este estado, también menor que la suma de las extensiones axiales 60 y 64 de la zona de transición 58 y de la zona de presión 62. De este modo se garantiza que el piñón 34 y la rueda helicoidal 26 no se agarroten en la caja 12 tras el ensamblaje de las dos partes de la caja 14 y 16. En este caso, el intersticio 68 es mayor que la longitud axial 60 de la zona de transición 58, con el fin de que el piñón 34 pueda ser insertado a presión, en una magnitud suficiente, en la zona de
presión 62.

Esto ha sido representado en la figura 2, en la que está rígidamente cerrado el ejemplo de realización, de conformidad con la figura 1, una vez que haya sido concluido el montaje. Los elementos de unión 48 están alojados en alojamientos de unión 52 correspondientes, con lo cual el piñón 34 está insertado a presión en la entalladura 42 con una magnitud tal, que se compense cualquier juego axial entre la unidad formada por el piñón y la rueda helicoidal 34, 26 y la caja 12 y no se agarrote. Por lo tanto, la transmisión 10 presenta, incluso en estado montado, acabado, todavía un entrehierro 70, que está comprendido entre el perno de cojinete 20 y la segunda parte de la caja 16, así como una separación 72 entre el lado frontal 38 del piñón 34 y una superficie del fondo 74 de la entalladura
42.

La zona 54, que presenta un juego radial, puede estar configurada de manera cónica en una variación incluso junto con la zona de transición 58, como se ha representado en la figura 2. En este caso, lo esencial consiste en que el piñón 34 sea insertado a presión, una magnitud suficiente en la zona de presión 62 de la entalladura 42 con su dentado externo 36, para impedir un desplazamiento axial y un desplazamiento radial entre el piñón 34 y la rueda helicoidal 26. Con esta finalidad se ha configurado en la figura 2 el perfil interno 40 de la entalladura 42 a modo de unión positiva 67, que corresponde con el dentado externo 36, que posibilita una transmisión, resistente a la torsión, de mayores momentos de torsión desde la rueda helicoidal 26 hasta el piñón 34. Las dos partes de la caja 14 y 16 presentan, respectivamente, una superficie de apoyo 76 axial, sobre las cuales se apoyan, en estado montado, acabo, el piñón 34 y la rueda helicoidal 26 respectivamente con sus superficies de puesta en marcha 78 axiales.

En la figura 3 se ha representado un ejemplo de realización alternativo de una transmisión 10, en el cual la caja 12 no presenta perno de cojinete 20. Por el contrario, tanto el piñón 34 así como, también, la rueda helicoidal 26 presentan un gorrón 80 axial, que penetra en un alojamiento 82 para el gorrón correspondiente de la caja 12. El piñón 34 y la rueda helicoidal 26 se interpenetran en el momento del montaje de la caja 12, de igual modo, con las dos partes de la caja 14 y 16 a lo largo del eje 28 de tal manera, que el lado frontal 38 del piñón 34 sea insertado a presión rígidamente en la entalladura 42. En este caso, se lleva a cabo el alojamiento radial de la unidad formada por el piñón y por la rueda helicoidal 34, 26 en la caja 12 por medio de los gorrones 80, estando asegurado el piñón 34 por medio del asiento forzado 66 con respecto a un ladeado frente a la rueda helicoidal 26. En este caso, el piñón 34 engrana con un elemento de salida 84, en el que pueden insertarse, por ejemplo, dos árboles de accionamiento, flexibles, para el desplazamiento de piezas móviles. Para la unión de las dos partes de la caja 14 y 16, éstas presentan elementos de enclavamiento 51 a modo de elementos de unión 48, que se enclavan tan pronto como ambas partes de la caja 14 y 16 hayan sido completamente ensambladas. Como alternativa a la zona de transición 58 cónica de la entalladura 42 en la figura 2, se ha conformado en la figura 3 una zona de transición 58 cónica sobre el piñón 34 para centrar el piñón 34 frente a la rueda helicoidal 26.

Debe indicarse que, con relación a los ejemplos de realización mostrados en las figuras y en la descripción, son posibles múltiples posibilidades de combinación de las características individuales. De este modo, por ejemplo, puede variarse el alojamiento radial de la rueda helicoidal 26 y del piñón 34 dentro de la caja 12. La unión, de conformidad con la invención, entre el piñón 34 y la rueda helicoidal 26 puede emplearse en diversos tipos de transmisión, por ejemplo incluso en transmisiones 10 con varios escalones, adaptándose el número y la configuración de las partes de la caja y de los componentes de la transmisión a la aplicación correspondiente. En este caso, puede unirse el piñón 34 con la rueda helicoidal 26 tanto, únicamente, por medio de una unión no positiva así como, también, por medio de una unión combinada no positiva y positiva. Con esta finalidad puede adaptarse de manera correspondiente el diseño concreto del piñón 34 en el extremo 38 del lado frontal o incluso el perfil interno 40 de la entalladura 42. De manera preferente, el piñón 34 se fabricará a partir de un material más duro - por ejemplo metal -, que se insertará a presión en un material más blando de la rueda helicoidal 26 - por ejemplo material sintético -. La transmisión 10, de conformidad con la invención, encuentra preferentemente aplicación para el desplazamiento de piezas móviles en vehículos automóviles, especialmente en piezas de asiento, sin embargo no está limitada a dicha aplicación.

Claims

1. Procedimiento para la fabricación de una transmisión (10) con una compensación axial de las tolerancias, especialmente para el desplazamiento de piezas móviles en un vehículo automóvil, con una caja (12), que presenta, al menos, dos partes de la caja (14, 16), con un piñón (34) y con una rueda helicoidal (26), presentando la rueda helicoidal (26) una entalladura (42) axial, central caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

-: la rueda helicoidal (26) y el piñón (34) se disponen, como piezas independientes, sobre un eje (28) central común en, al menos, una de las dos partes de la caja (14, 16),

-: las dos partes de la caja (14, 16) se ensamblan a lo largo del eje (28) y se unen de tal manera, que en el momento del montaje axial de las dos partes de la caja (14, 16), se inserte a presión el piñón (34), de manera resistente a la torsión, en la entalladura (42) de la rueda helicoidal (26).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se ha dispuesto a lo largo del eje (28) un perno de cojinete (20) en la caja (12), sobre el cual se apoyan radialmente la rueda helicoidal (26) y/o el piñón (34).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las dos partes de la caja (14, 16) presentan, de manera respectiva, una superficie de apoyo (76) axial, sobre las cuales yacen axialmente la rueda helicoidal (26) y/o el piñón (34) una vez concluido el montaje de la caja (12).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el momento del ensamblaje axial de las partes de la caja (14, 16) se inserta, en primer lugar, el piñón (34) en una zona (54), que presenta un juego, a continuación se inserta en una zona de transición (58) cónica y, a continuación, se inserta en una zona de presión (62) de la entalladura (42).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el piñón (34) presenta un dentado externo (36), que engrana en un perfil interno (40) correspondiente de la entalladura (42) en el momento del ensamblaje axial de las partes de la caja (14, 16), para formar una unión positiva (67) resistente a la torsión.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una fuerza de montaje (44) axial, que es necesaria para el montaje axial de las partes de la caja (14, 16), es mayor que una fuerza axial máxima, que se presenta durante el funcionamiento, entre la rueda helicoidal (26) y el piñón (34).

7. Transmisión (10) para el desplazamiento de piezas móviles en un vehículo automóvil, fabricada especialmente según una de las reivindicaciones precedentes, con una caja (12), que presenta una primera parte de la caja y una segunda parte de la caja (14, 16), que pueden unirse entre sí por medio de una fuerza de montaje (44) axial, y en la caja (12) están dispuestos un piñón (34), que presenta un dentado externo (36) y una rueda helicoidal (26), que es accionada por medio de un tornillo sinfín (32), presentando la rueda helicoidal (26) una entalladura (42) axial, central, caracterizada porque el piñón (34) engrana, de manera resistente a la torsión, en la entalladura (42), y porque el piñón (34) puede insertarse axialmente en la entalladura (42) de la rueda helicoidal (26) por medio de la fuerza de montaje (44) axial.

8. Transmisión (10) según la reivindicación 7, caracterizada porque se ha dispuesto un perno de cojinete (20) en la caja (12), sobre el cual están apoyados radialmente la rueda helicoidal (26) y/o el piñón (34).

9. Transmisión (10) según la reivindicación 8, caracterizada porque la rueda helicoidal (26) y/o el piñón (34) presentan un orificio pasante (18) axial para el alojamiento radial directo, sin intermediaciones, sobre el perno de cojinete (20).

10. Transmisión (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la rueda helicoidal (26) y/o el piñón (34) presentan un gorrón (80) axial para el alojamiento radial en la caja (12).

11. Transmisión (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la entalladura (42) y/o el piñón (34) presentan una zona de transición (58) cónica y una zona de presión (62) con extensiones axiales (60, 64).

12. Transmisión (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la entalladura (42) presenta una superficie de fondo (74) axial, que está dispuesta con una distancia axial (72) con respecto a un lado frontal (38) del piñón (34), una vez acabado el montaje de la caja (12).