ES2355653T3

ES2355653T3 - Cremallera o vástago roscado.

Info

Publication number: ES2355653T3
Application number: ES08714310T
Authority: ES
Inventors: Roman Bilmayer; Ralf Eckstein
Original assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2011-03-29
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: DE102007018919A1; WO2008128260A1; PL2134585T3; US20100052280A1; ATE486766T1; DE502008001719D1; CN101663191A; CN101663192B; ES2355655T3; EP2134585B1; EP2134585A1; CN101663192A; CN101663191B

Abstract

Cremallera o vástago roscado para un dispositivo de dirección para un automóvil, que comprende una primera pieza (1) en forma de varilla que como elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado presenta al menos un elemento para la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de translación, en particular un dentado (4) y/o una rosca para el engrane de una tuerca de rosca o de un mecanismo con elementos fileteados, y una segunda pieza (2) en forma de varilla que está unida con la primera pieza (1) en forma de varilla, y que presenta preferentemente al menos otro elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado, en el que al menos una de las piezas (1, 2) en forma de varilla presenta un espacio hueco (6, 7) que desemboca en un extremo de unión de la pieza (1, 2) en forma de varilla, en el que para la unión con la otra pieza (1, 2) en forma de varilla se sujeta un perno de unión (10, 11) por medio de un ajuste prensado, caracterizado porque la unión de la primera con la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla se realiza por medio de una pieza de unión (3) separada, que presenta un primer y un segundo perno de unión (10, 11), porque el primer perno de unión (10) está sujeto en el espacio hueco (6) que desemboca en el extremo de unión (8) de la primera pieza (1) en forma de varilla, y el segundo perno de unión (11) está sujeto en el espacio de unión (7) que desemboca en el extremo de unión (9) de la segunda pieza (2) en forma de varilla, respectivamente por medio de un ajuste prensado, en el que la pieza de unión (3) une las dos piezas (1, 2) en forma de varillas entre ellas por medio de los ajustes prensados, porque un perno de unión (10, 11) correspondiente dispuesto en el espacio hueco (6, 7) de la pieza (1, 2) en forma de varilla correspondiente está provisto en la región del ajuste prensado con elevaciones de material (12) conformadas por medio de conformación, y por que la unión está diseñada de tal manera que las elevaciones de material (12) conforman la sobredimensión requerida para el ajuste prensado del diámetro exterior del perno de unión (10, 11) respecto al diámetro interior del espacio hueco (6, 7), en el que está sujeto el perno de unión (10, 11), y el ensanchamiento del diámetro exterior de la pieza (1, 2) en forma de varilla al realizarse la introducción a presión del perno de unión (10, 11) se encuentra en el espacio hueco (6, 7) de la pieza en forma de varilla (1, 2) tiene un valor por debajo de 0,2 mm.

Description

: [0001] La invención se refiere a una cremallera o a un vástago roscado, en particular para un dispositivo de dirección para un automóvil, que comprende una primera pieza en forma de varilla, que como elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado presenta al menos un elemento para la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de translación, en particular un dentado y/o una rosca para el engrane de 5 una tuerca de rosca o de un mecanismo con elementos fileteados, y una segunda pieza en forma de varilla, que está unida con la primera pieza en forma de varilla, y que presenta preferentemente al menos otro elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado, en el que al menos una de las piezas en forma de varilla presenta un espacio hueco que desemboca en un extremo de unión de la pieza en forma de varilla, en el que para la unión con la otra pieza en forma de varilla se sujeta un perno de unión por medio de un ajuste prensado. 10

: [0002] Las cremalleras o los vástagos roscados, por ejemplo las cremalleras o vástagos roscados empleados en los dispositivos de dirección de automóviles, presentan habitualmente diferentes zonas de funcionamiento, que conforman respectivamente una sección de la extensión longitudinal de la cremallera o del vástago roscado. Una zona de funcionamiento sirve para la conversión del movimiento de giro, tal y como se introduce, por ejemplo, por un volante de un automóvil en un sistema de dirección, en un movimiento de translación, tal y como se requiere en este 15 ejemplo para la basculación de las ruedas del automóvil. Para ello, una zona de funcionamiento posee como elemento de funcionamiento al menos un dentado y/o una rosca para el engranaje de una tuerca de rosca, en particular una tuerca de rosca de bolas, o de un mecanismo con elementos fileteados, en particular un husillo de rosca de bolas. En sus extremos en la dirección axial, la cremallera o el vástago roscado presenta elementos de funcionamiento para una fijación de elementos que está unidos con la rueda, por ejemplo las barras de 20 acoplamiento. Además, en otra zona de funcionamiento puede existir, por ejemplo, adicionalmente a un dentado en una primera zona de funcionamiento una rosca, por ejemplo para un husillo de rosca de bolas, para conformar por medio de una tuerca dispuesta en esta rosca un mecanismo con elementos fileteados. Este mecanismo con elementos fileteados se puede usar para un soporte servoasistido del movimiento de dirección. En su lugar, la cremallera o el vástago roscado también puede presentar en al menos otra zona de funcionamiento otros tipos de 25 elementos de funcionamiento. Por ejemplo, en una sección de la varilla de la cremallera o del vástago roscado puede haber un émbolo para un soporte servoasistido de la dirección, o puede haber servoelementos para su fijación. También una sección de la varilla lisa que sirve para un guiado axial de la cremallera o del vástago roscado, que conforma una superficie de apoyo se ha de ver en este tipo de zona de funcionamiento. Para la conformación de los diferentes elementos de funcionamiento, en la fabricación de la cremallera o del vástago roscado se han de 30 realizar diferentes pasos de fabricación.

: [0003] Para hacer posible una mejor adaptación a la conformación de las zonas de funcionamiento individuales, se han dado a conocer ya cremalleras en las que una primera y una segunda pieza en forma de varilla, que presenta un elemento de funcionamiento de la cremallera, están unidas entre ellas. Además de una soldadura conocida de estas dos piezas en forma de varilla, a partir del documento WO 2006/066309 A1 también se desprende una unión 35 atornillada de las dos piezas en forma de varilla. En este caso, un perno de unión colocado en una pieza posee una rosca exterior, y está atornillado en una rosca interior de un espacio hueco axial que aloja el perno de unión de la otra pieza en forma de varilla. Para asegurar esta unión atornillada sirve en un ejemplo de realización un pegamento. En otro ejemplo de realización, la pared que encierra el espacio hueco que aloja al perno, está insertada a presión en una posición en una entalladura del perno. Por medio de esta conformación de la cremallera con la división de la 40 cremallera en dos o más zonas piezas en forma de varilla que presentan zonas de funcionamiento se consiguen ciertamente aligeramientos y mejoras en la fabricación frente a una conformación de una pieza de la cremallera, si bien la unión de rosca descrita trae consigo también desventajas, entre otras un coste de fabricación correspondiente y limitaciones referidas a la conformación de las piezas que se han de unir.

: [0004] Del documento DE 198 22 313 A1 se desprende una cremallera para un dispositivo de dirección para un 45 automóvil con las características mencionadas al comienzo. Una primera pieza en forma de varilla, que presenta el dentado, está unida en la región de su extremo, en el que está unida con las barras de acoplamiento, con un vástago del émbolo, que conforma una segunda pieza en forma de varilla. En este caso, la primera pieza en forma de varilla presenta en la parte del extremo un espacio hueco, y un perno de unión de la segunda pieza en forma de varilla posee un diámetro exterior que es mayor que el diámetro del espacio hueco. Al insertar el perno de unión en 50 el espacio hueco, un dentado del perno de unión corta en la superficie del contorno interior del espacio hueco, conformando también un cierto ajuste prensado. Para asegurar contra una extracción se escoplea la pared de contorno de la primera pieza en forma de varilla tras el perno de unión desde el exterior, a través de lo cual se conforma una unión por arrastre de forma.

: [0005] Un dispositivo similar se conoce también a partir del documento JP 2001 030930 A. 55

: [0006] El documento DE 1 525 201 A muestra además un tornillo endurecido genérico que está compuesto a partir de varios casquillos con roscas de atornillado exteriores, que después del endurecimiento y el pulido se han unido a través de núcleos insertados en los casquillos en forma de varillas rectas hechas de hierro no endurecido para formar un único tornillo. La unión de los casquillos con los núcleos se puede realizar por medio de la embutición en caliente o por medio de un medio aglutinante adecuado. Como ejemplo de realización se nombra un tornillo de 60 espigón. Éste se ve como tornillo que une entre ellas dos piezas de charnela de una articulación de charnela de

: modo giratorio, habiéndose de absorber únicamente cargas de tracción reducidas. El modo de conformación descrito en el documento DE 1 525 201 A hace posible la conformación de tornillos endurecidos largos. El tornillo que se desprende de este documento no es genérico, ya que en este caso se trata de un vástago roscado que se puede insertar para un dispositivo de dirección que está indicado para la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de traslación. 5

: [0007] Del documento DE 100 11 140 A1 se desprende una biela que comprende una pieza de cremallera, una pieza de husillo roscado y una pieza en forma de varilla. Estas piezas están unidas entre ellas por medio de pernos de unión. De la representación gráfica se puede desprender la unión a través de pernos de unión como unión atornillada.

: [0008] El objetivo de la invención es proporcionar una cremallera o un vástago roscado que se pueda construir 10 de modo sencillo y ventajoso del tipo mencionado al comienzo. Según la invención, esto se consigue por medio de una cremallera o de un vástago roscado con las características de la reivindicación 1, o bien por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación 13.

: [0009] En el caso de una cremallera o de un vástago roscado según la invención, que representa, en particular, un elemento de engranaje, la unión de la primera y de la segunda pieza en forma de varilla se realiza a través de 15 una pieza de unión adicional que presenta primeros y segundos pernos de unión, que están sujetos respectivamente en un espacio hueco de la pieza en forma de varilla correspondiente por medio de un ajuste prensado. Las propias piezas en forma de varillas, con ello, no se han de conformar con un perno de unión, sino que pueden presentar, por ejemplo, un espacio hueco pasante a lo largo de la longitud, es decir, pueden estar conformadas en forma de tubos. Las piezas en forma de varillas se pueden conformar gracias a ello en una forma especialmente sencilla y ventajosa. 20 Por medio del ajuste prensado de la pieza de unión con la pieza en forma de varilla correspondiente se puede alcanzar una unión fiable entre la primera y la segunda pieza en forma de varilla. En una comprobación bajo condiciones de funcionamiento se ha constatado que en este caso, las cargas que aparecen en una cremallera o un en vástago roscado, en particular para un dispositivo de dirección para un automóvil, se pueden transmitir de un modo fiable y duradero. 25

: [0010] En particular, la pieza de unión puede estar conformada de modo recto con pernos de unión dispuestos orientados axialmente, coaxiales entre ellos, preferentemente de modo preciso en un eje. En la unión con las piezas en forma de varilla igualmente rectas puede estar conformada una cremallera o un vástago roscado recto en su conjunto.

: [0011] Preferentemente, el perno de unión o bien los pernos de unión de la pieza de unión son 30 fundamentalmente más cortos que la primera o la segunda pieza en forma de varilla, preferentemente, la longitud del perno de unión tiene un valor que es menor que cuatro veces, prefiriéndose todavía más que sea menos que el doble, si bien siempre más que la mitad del valor del diámetro exterior del perno de unión.

: [0012] Un perno de unión correspondiente sujeto en un espacio hueco por medio de un ajuste prensado está provisto en la región del ajuste prensado de elevaciones de material, en particular bordes reforzados, nervios, 35 dientes o similares. Las alturas de estas elevaciones de material están en este caso, preferentemente, en el intervalo de 0,03 mm a 0,4 mm. Adicionalmente, o en su lugar, también la pared del espacio hueco que aloja un perno de unión podría estar provista de elevaciones de material, en particular bordes reforzados, nervios, dientes o similares. Las alturas de estas elevaciones de material, en este caso, están, preferentemente, en el intervalo de 0,03 mm a 0,4 mm. 40

: [0013] Preferentemente, estas elevaciones de material se introducen por medio de un proceso de conformación, como tamboreado o moleteado, en la superficie del perno de unión, y si es posible también en la superficie interior del espacio hueco. La ventaja residen en las compactaciones de material que van unidas con ello, lo que lleva a la reducción de virutas y a la mejora de la unión.

: [0014] En una forma de realización ventajosa de la invención, el contorno exterior del perno de unión es 45 fundamentalmente en forma de superficie exterior de cilindro, es decir, con la excepción de las elevaciones de material exteriores que existen preferentemente, biseles y oblicuidades de entrada en la parte del extremo, elementos conformados auxiliares o similares. Un espacio hueco interior que aloja el perno de unión correspondiente está conformado preferentemente fundamentalmente de modo cilíndrico, es decir, con la excepción de las elevaciones de material existentes, un embudo de entrada en la parte del extremo o similar. 50

: [0015] El ajuste prensado conformado entre el perno de unión correspondiente y la pieza en forma de clavija correspondiente está en una unión no positiva al menos en la dirección axial. Aprovechando las elasticidades residuales también se puede pensar, y es posible, conformar un componente de la unión que actúe en la dirección axial mediante un arrastre de forma, por ejemplo por medio del destensado de una sección de una elevación de material dispuesta en la pared que limita el espacio hueco de la pieza en forma de varilla, que discurre en la 55 dirección longitudinal, sección que se encuentra, referida a la dirección de introducción del perno de unión en el espacio hueco interior tras una elevación de material dispuesta en la superficie exterior del perno de unión que discurre en la dirección de contorno.

: [0016] En la dirección de contorno se sujeta un perno de unión correspondiente en el espacio hueco correspondiente por medio del ajuste prensado al menos de modo no positivo. Preferentemente, la unión está conformada adicionalmente por arrastre de forma. Por ejemplo, esto se puede conseguir por medio de elevaciones de material que discurren en la dirección axial en la superficie exterior del perno de unión y/o en la pared que rodea el espacio hueco en su región del ajuste prensado, que en la conformación del ajuste prensado se conforman o se 5 entierran en el material de las otras piezas unidas por medio de la unión prensada. Preferentemente, las entalladuras conformadas con ello no se conforman, o sólo en un nivel reducido, con arranque de virutas, sino que, por el contrario, se conforman en su totalidad o al menos mayoritariamente por medio de desplazamiento de material. De modo ventajoso, antes de la fabricación conformadora de las elevaciones de material, el diámetro interior del espacio hueco conformado de modo cilíndrico es algo mayor que el diámetro exterior del perno de unión 10 en forma de superficie exterior del cilindro, de manera que las dos piezas se puede desplazar una dentro de la otra con cierta holgura, ocasionándose en primer lugar por medio de el aumento del diámetro o de la reducción del diámetro ligada con la generación de las elevaciones de material, en al menos una de las dos piezas, el recubrimiento parcialmente necesario para la unión apretada. Gracias a ello se compensan posibles desviaciones de forma, masa y posición de la forma interior cilíndrica del espacio hueco y de la superficie lateral cilíndrica del perno 15 de unión. Además se simplifica una orientación de las piezas que se han de unir entre ellas. La unión, en este caso, está diseñada de tal manera que prácticamente se evita un ensanchamiento del diámetro exterior de la región de la contraparte de junta en la que penetra el perno de unión. En este caso, los valores del ensanchamiento del diámetro exterior están por debajo de 0,2 mm, en particular, preferentemente, por debajo de 0,05 mm. Esto reduce el volumen de material que se ha de retirar, en caso de que en la región del punto de unión se requiera un diámetro exterior 20 constante. Además esto reduce el riesgo de desgarro en la pared del espacio hueco, de manera que se garantiza la adhesividad. En el caso de una conformación no cilíndrica del perno de unión y del espacio hueco esto es válido de modo análogo. El ensanchamiento ahora reducido es en este caso todavía más importante, ya que los contornos periféricos no redondos tienden más bien a un efecto de entalle, y se pueden conformar grietas más fácilmente.

: [0017] En el sentido de la invención, dentro del concepto de “cremallera” también se comprende un vástago 25 roscado que para la conversión del movimiento de giro en un movimiento de translación no comprende ningún dentado, sino sólo una rosca para una tuerca roscada, por ejemplo una tuerca de rosca de bolas, o un mecanismo con elementos fileteados, por ejemplo un husillo de rosca de bolas. Este tipo de vástagos roscados se emplean en los sistemas de dirección “steer-by-wire”, en los que el movimiento de giro introducido por el volante, desacoplado mecánicamente a través de un dispositivo de fuerza auxiliar, se convierte en un basculado de las ruedas. En la 30 siguiente descripción, con ello, bajo el concepto de “cremallera” también se incluye el concepto de “vástago roscado”, y bajo un dentado como elemento de funcionamiento también se incluye una conformación como rosca.

: [0018] Otras ventajas e individualidades de la invención se explican a continuación a partir del dibujo anexo. En éste se muestra:

Fig. 1 un primer ejemplo de realización de un vástago roscado según la invención, en una vista 35 inclinada;

Fig. 2a una sección central longitudinal en la región de unión de las dos piezas en forma de varillas;

Fig. 2b una sección longitudinal en la región de unión de las dos piezas en forma de varilla en una forma de realización alternativa; 40

Fig. 3 el vástago roscado de la Fig. 1 antes de la unión de las piezas;

Fig. 4 otro ejemplo de realización de la invención, en una vista oblicua;

Fig. 5 el vástago roscado de la Fig. 4 antes de la contracción de las piezas;

Fig. 6 y Fig. 7 secciones centrales longitudinales en la región de unión de vástagos roscados de modo correspondiente a otras formas de realización de la invención; 45

Fig. 8 a 10 secciones centrales longitudinales a través de diferentes formas de realización de las piezas de unión;

Fig. 11 y 12 vistas oblicuas de varios vástagos roscados según la invención;

Fig. 13 una vista oblicua de una de las piezas en forma de varilla que se han de unir entre ellas (representada de modo abreviada la región dentada) conjuntamente con una pieza de 50 unión según otra forma de realización de la invención.

: [0019] Un primer ejemplo de realización de una cremallera según la invención, por ejemplo para el empleo en un dispositivo de dirección de un automóvil, se explica a continuación a partir de las Fig. 1 a 3. La cremallera comprende una primera y una segunda pieza 1, 2 en forma de varilla, que están unidas por medio de una pieza de unión 3 entre ellas. La primera pieza 1 en forma de varilla posee como elemento de funcionamiento el dentado 4 de 55

: la cremallera. El dentado 4 se extiende a lo largo de toda la extensión de la cremallera, y esta parte de la extensión longitudinal de la cremallera conforma, con ello, una primera zona de funcionamiento de la cremallera.

: [0020] La segunda pieza en forma de varilla posee como elemento de funcionamiento una rosca 5, por ejemplo para un husillo de rosca de bolas. Éste se extiende a lo largo de una parte de toda la extensión longitudinal de la cremallera, y esta parte de la extensión longitudinal de la cremallera representa con ello una segunda zona de 5 funcionamiento de la cremallera, que está en otra sección de la extensión longitudinal de la cremallera que la primera zona de funcionamiento.

: [0021] Con ello, la primera y la segunda forma 1, 2 en forma de varilla conforman con ellos una sección longitudinal diferente de la cremallera.

: [0022] La segunda pieza 2 en forma de varilla también podría presentar otro modo de elemento de 10 funcionamiento o bien una zona de funcionamiento conformada de otra manera. Al emplear un dispositivo de conducción de un automóvil, la zona de funcionamiento de la segunda pieza 2 en forma de varilla puede ser, en particular, parte de un soporte hidráulico del volante.

: [0023] La primera y la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla presentan correspondientemente un espacio hueco 6, 7 que discurre en dirección axial. Éstas desembocan en los extremos de conexión 8, 9 orientados uno respecto al 15 otro de las piezas 1, 2 en forma de varillas. En el ejemplo de realización según las Fig. 1 a 3, estos espacios huecos 6, 7 se extienden de modo pasante a lo largo de las longitudes totales de las piezas 1, 2 en forma de varillas, es decir, las piezas 1, 2 en forma de varillas están conformadas como tubos. El espacio hueco 6 de la primera y/o el espacio hueco 7 de la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla se puede extender, sin embargo, sólo a lo largo de una parte de la longitud axial de la pieza 1, 2 en forma de varilla. 20

: [0024] En el estado unido entre ellas de las piezas 1, 2 en forma de varilla, en las secciones que se conectan a los extremos de unión 8, 9 de los espacios huecos 6, 7 se sujeta respectivamente una sección de la pieza de unión 3. La sección que se encuentra en el espacio hueco 6, 7 correspondiente de la pieza de unión 3 representa respectivamente un perno de unión 10, 11, a través del cual la pieza de unión 3 está unida con la pieza 1, 2 en forma de varilla correspondiente a través de un ajuste prensado. En el ejemplo de realización según las Fig. 1 a 3, la pieza 25 de unión 3 está conformada en su conjunto por medio de estos pernos de unión 10, 11, es decir, los dos pernos de unión 10, 11 se extienden partiendo de la posición en la que en el estado montado de la cremallera los extremos de unión 8, 9 de las dos piezas 1, 2 en forma de varilla se encuentran axialmente en direcciones opuestas.

: [0025] Entre los dos pernos de unión 10, 11 también puede haber, sin embargo una o varias secciones de la pieza de unión 3, lo que en lo sucesivo se vuelve a describir a modo de ejemplo. 30

: [0026] Los pernos de unión 10, 11 de la pieza de unión 3 se proveen en su fabricación de elevaciones de material 12, véase Fig. 3. Estas elevaciones de material 12 se deforman al introducirse a presión el perno de unión 10, 11 correspondiente en el espacio hueco 6, 7 correspondiente, gracias a lo cual se puede conformar un ajuste prensado más fuerte y más seguro.

: [0027] Por ejemplo, se pueden conformar las elevaciones de material 12 de peines, nervios, dientes, bordes 35 reforzados o similares. En el ejemplo de realización según las Fig. 1 a 3, estas elevaciones de material discurren en la dirección de contorno. En este caso, los peines, nervios o dientes pueden poseer un recorrido en forma anular, o bien puede estar previsto un incremento a modo de una rosca. Este tipo de elevaciones de material 12 también se puede designar como tamboreado o como moleteado de ranura en forma anular.

: [0028] Las elevaciones de material 12 conformadas por los bordes reforzados, nervios, dientes o similares 40 pueden presentar también otra forma, por ejemplo pueden discurrir en dirección axial, tal y como se indica en la Fig. 13. Este tipo de elevaciones de material que discurren axialmente se designan también como moleteado de ranura axial. También pueden estar previstos nervios que discurren en una dirección inclinada, bordes reforzados o dientes u otros tipos de elevaciones de material, por ejemplo moleteados de diamante.

: [0029] Estas elevaciones de material 12 pueden estar conformadas preferentemente por medio de 45 desplazamiento de material, en particular por medio de herramientas rodantes, tal y como también sirven para la fabricación de roscas enrolladas.

: [0030] Adicionalmente a las elevaciones de material 12 de los pernos de unión 10, 11, o en su lugar, la pared 13 que limita el espacio hueco 6, 7 correspondiente puede estar provista, al menos en la sección en la que se realiza la unión prensada con los pernos de unión 10, 11 de elevaciones de material. Estas elevaciones de material pueden 50 presentar las formas ya descritas conjuntamente con los pernos de unión 10, 11. Una forma de realización preferida de este tipo de elevaciones de material en la pared 13 del espacio hueco 6, 7 correspondiente son dientes que discurren en este caso en dirección axial. Este tipo de dientes pueden conformar al producirse la introducción a presión del perno de unión 10, 11 correspondiente entalladuras en éste o bien en estas elevaciones de material. Por medio de estas entalladuras se puede conformar una unión que actúe por arrastre de forma contra una torsión 55 relativa del perno de unión 10, 11 frente a la pared 13. Preferentemente, este tipo de entalladuras no se conforman al introducir a presión el perno de unión 10, 11, o sólo hasta cierto grado de modo que se produce un

: desprendimiento de virutas, sino que se conforman totalmente, o mayoritariamente por medio de desplazamiento de material.

: [0031] En la conformación conforme a la invención, en la que las elevaciones de material se conforman por medio de conformación, el diámetro exterior del perno de unión cilíndrico es en este caso algo menor que el diámetro interior Di del espacio hueco cilíndrico, de modo que sin las elevaciones circulares de material el perno de 5 unión se puede introducir con algo de holgura en el espacio hueco. En primer lugar por medio de las elevaciones de material en los pernos de unión, cuyo contorno exterior describe un diámetro d+2x, se consigue la sobremedida necesaria para el ajuste prensado requerido. Alternativamente, o también en combinación, esto es válido para las elevaciones de material a lo largo del diámetro interior del espacio hueco. Esta sobremedida se dimensiona preferentemente con una dimensión de 0,05 mm a 0,25 mm, en particular preferentemente con 0,1-0,15 mm. 10

: [0032] El ajuste prensado se diseña de tal manera que el diámetro exterior Da de la pieza en forma de varilla no se expande más de 0,2 mm, preferentemente menos de 0,1 mm.

: [0033] Lo mismo también es válido para secciones transversales no cilíndricas del perno de unión. En este caso se coloca como diámetro la distancia doble de la sección exterior en la sección angular correspondiente del eje longitudinal, tal y como es habitual al usar las coordenadas polares. 15

: [0034] Por medio del ajuste prensado de los pernos de unión 10, 11 en los espacios huecos 6, 7 se conforma una unión que actúa de modo no positivo. La recuperación elástica ocasiona además una componente de la unión que actúa discurriendo en la dirección longitudinal, por ejemplo por medio de la relajación de una sección de una elevación de material que discurre en la dirección longitudinal en la pared 13, sección que referida a la dirección de empuje se encuentra por detrás de una elevación de material 12 que discurre en la dirección de contorno del perno 20 de unión 10, 11.

: [0035] La unión de la pieza 1, 2 en forma de varilla correspondiente con la pieza de unión 3 se realiza de modo sencillo por medio de una compresión axial. En este caso, un perno de unión 10, 11 de la pieza de unión se puede introducir a presión en primer lugar en una de las piezas 1, 2 en forma de varilla, y a continuación el otro perno de unión 10, 11 se puede introducir a presión en la otra pieza 1, 2 en forma de varilla. Para en el segundo proceso de 25 introducción a presión no introducir a presión el perno de unión 10, 11 introducido a presión en el primer proceso de introducción a presión de modo más profundo en el espacio hueco 6, 7 pueden estar previstas diferentes medidas. Por ejemplo, el espacio hueco 6, 7 puede presentar un estrechamiento de su diámetro, para limitar la profundidad de introducción a presión de la pieza de unión 3. Otra posibilidad reside en el hecho de conformar los pernos de unión 10, 11 de diferente longitud y con diferentes longitudes de la unión prensada en el estado introducido a presión, tal y 30 como se puede ver en la Fig. 2b. En primer lugar se introduce a presión el perno de unión con la longitud mayor de introducción a presión. Cuando en lo sucesivo se introduce a presión el otro perno de unión, entonces la fuerza que se produce en este caso puede ser absorbida por el perno de unión que ya ha sido introducido a presión sin un aumento de la profundidad de introducción a presión del mismo.

: [0036] Otra posibilidad está representada en el ejemplo de realización según las Fig. 4 y 5. En este aso, la pieza 35 de unión 3 posee una banda 14, sobresaliendo los pernos de unión 10, 11 de la sección que presenta la banda 14 de la pieza de unión 3 en las direcciones opuestas de modo axial. En el estado comprimido, las superficies de contacto 15 de la banda 14 orientadas en dirección axial están en contacto con la primera y la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla en la parte frontal. En el estado montado, la superficie exterior de la banda 14 conforma una sección de la superficie exterior de la cremallera, que está a nivel con las superficies exteriores que se conectan con los 40 extremos de conexión 8, 9 de las piezas 1, 2 en forma de varillas. La superficie exterior de la banda 14 puede presentar también un diámetro menor que el de las piezas 1, 2 en forma de varillas en sus secciones que se conectan a los extremos de unión 8, 9, y la banda 14 puede estar alojada en el estado unido de las piezas 1, 2, 3 en entalladuras en la parte frontal de las piezas 1, 2 en forma de varillas.

: [0037] La invención también hace posible la fabricación de varillas dentadas con superficies de sección 45 transversal no cilíndricas. Esto se ilustra en las figuras 4 y 5. en este caso es posible unir tanto piezas 1, 2 en forma de varillas con diferentes secciones transversales como piezas 1, 2 en forma de varillas con secciones transversales fundamentalmente iguales. Gracias a ello es posible diseñar y fabricar cada sección longitudinal de la cremallera de un modo sencillo con la sección transversal óptima para la aplicación correspondiente, y a continuación unir las piezas individuales para formar una cremallera completa. Dependiendo del dimensionamiento, en este caso puede 50 servir como unión tanto un perno de unión 10 fundamentalmente cilíndrico, actuando conjuntamente con un espacio hueco 6 fundamentalmente de modo cilíndrico o también actuando conjuntamente con un espacio hueco 6 adaptado a la forma exterior, como un perno de unión 10 adaptado a la forma exterior.

: [0038] El espacio hueco 6, 7 de la primera y/o de la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla tampoco puede estar conformado de modo pasante a lo largo de la longitud de la pieza 1, 2 en forma de varilla. Un ejemplo de realización 55 de este tipo está representado en la Fig. 6. El espacio hueco 6 de la primera pieza 1 en forma de varilla está conformado en este caso en forma de un agujero ciego que parte en la parte frontal del extremo de unión 8. En su lugar, o adicionalmente, también puede estar prevista una conformación de este tipo para la segunda pieza 2 en forma de varilla.

: [0039] En la Fig. 7 está representado un ejemplo de realización en el que para el aseguramiento adicional de la unión prensada del perno de unión 11 con la segunda pieza 2 en forma de varilla se introduce a presión de modo radial la segunda pieza 2 en forma de varilla después de la introducción a presión del perno de unión 11 en la región de unión con el perno de unión 11. Una fuerza F ejercida por una herramienta correspondiente está representada por medio de una flecha. Por medio de esta introducción a presión 28 se introduce a presión o se calafatea la 5 sección correspondiente de la superficie lateral que rodea el espacio hueco 7 en una entalladura del perno de unión 11. En su lugar, o adicionalmente, también podría estar asegurado adicionalmente de esta manera el perno de unión 10 en el espacio hueco 6 de la primera pieza 1 en forma de varilla.

: [0040] En las Fig. 8 a 10 están representados ejemplos para posibles formas de realización para la pieza de unión 3. En el ejemplo de realización según la Fig. 8, entre los dos pernos de unión 10, 11, de modo similar que en 10 el ejemplo de realización representado en las Fig. 4 a 5 o bien en la Fig. 6, hay una banda 14 que sobresale hacia el exterior. La pieza de unión 3 posee un canal 16 interior pasante a lo largo de su longitud que desemboca en los extremos de la parte frontal de sus dos pernos de unión 10, 11. Además, tal y como se represente, puede existir al menos un taladro radial 17, que discurre desde el canal 16 interior hasta la superficie lateral de un perno de unión 10, 11. 15

: [0041] La forma de realización representada en la Fig. 9 se corresponde con la forma de realización de la Fig. 8, no existiendo, sin embargo, ninguna banda 14.

: [0042] En la Fig. 10 está representada otra forma de realización, que se corresponde con la de la Fig. 9, no existiendo, sin embargo, ningún canal interior.

: [0043] Se puede pensar, y son posibles diferentes formas de realización de piezas de unión 3 con pernos de 20 unión 10, 11 que se extienden axialmente en direcciones opuestas.

: [0044] En el ejemplo de realización representado en la Fig. 11, la primera pieza 1 en forma de varilla, tal y como se ha descrito anteriormente, presenta un dentado 4 como elemento de funcionamiento. La segunda pieza 2 en forma de varilla está provista en este caso de un émbolo 18 como elemento de funcionamiento. Este émbolo 18 puede estar dispuesto en un cilindro (no representado), en particular para cumplir con una servofunción en un 25 dispositivo de dirección. La primera y la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla están unidas del modo ya descrito por medio de una pieza de unión 3 fabricada de modo separado, que presenta en este caso una banda 14, pero que también puede estar conformada de otro modo ya descrito.

: [0045] El ejemplo de realización representado en la Fig. 12 se diferencia del ejemplo de realización representado en la Fig. 11 por medio de que la segunda pieza 2 en forma de varilla presenta como elemento de funcionamiento 30 una superficie de guiado 19 exterior, que conjuntamente con una pieza de guiado no representada sirve para la conformación de un guiado axial de la cremallera.

: [0046] Además, en todos los ejemplos de realización, en el extremo definido por la primera pieza 1 en forma de varilla de la segunda pieza 2 en forma de varilla puede estar colocado como elemento de funcionamiento un elemento de unión para la unión con una pieza accionada por la cremallera. Este elemento de funcionamiento puede 35 ser también el único elemento de funcionamiento de la segunda pieza 2 en forma de varilla.

: [0047] La segunda pieza 2 en forma de varilla también puede estar unida en el extremo definido por la primera pieza 1 en forma de varilla con otra pieza en forma de varilla, en particular por medio de una unión correspondiente a la unión entre la primera y la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla. En este aso, la única función de la segunda pieza 2 en forma de varilla también puede ser la función de unión con esta otra pieza en forma de varilla, que puede 40 presentar otro elemento de funcionamiento.

: [0048] En el extremo de la primera pieza 1 en forma de varilla definida por la segunda pieza en forma de varilla, ésta puede estar unida con una o varias piezas en forma de varilla, en particular por medio de una unión que se corresponde con la unión entre la primera y la segunda pieza 1, 2 en forma de varilla. Al menos una de estas piezas en forma de varilla puede presentar otro elemento de funcionamiento. 45

: [0049] De este modo, a partir de más de dos piezas individuales, que están fabricadas por separado, con el procedimiento conforme a la invención se puede conformar una cremallera.

: [0050] El ejemplo de realización representado en la Fig. 13 ha de poner de manifiesto en primer lugar otra conformación posible para las elevaciones de material 12 en los pernos de unión 10, 11.

: [0051] Éstas están conformadas en este caso por dientes que discurren en dirección axial, rodeando estos 50 dientes los pernos de unión 10, 11 correspondientes en forma anular en su conjunto. En lugar de los dientes también pueden existir, por ejemplo, nervios o bordes reforzados. Estas elevaciones de material que discurren en dirección axial también se pueden insertar en los pernos de unión de los ejemplos de realización descritos anteriormente. Por otro lado, las elevaciones de material 12 del ejemplo de realización representado en la Fig. 13 también podrían estar conformadas de otro modo. 55

: [0052] La primera pieza 1 en forma de barra representada en la Fig. 13 está conformada por medio de conformación a partir de una chapa plana. La chapa está doblada en forma de tubo, y rodea el eje longitudinal 20. Los bordes de la chapa que se ponen en contacto pueden estar unidos entre ellos por medio de un cordón de soldadura 21. En la parte exterior de la primera pieza 1 en forma de barra está estampado el dentado 4. Este estampado se puede realizar en el estado todavía plano o en el estado ya doblado de la chapa. Para en otra 5 conformación de la chapa posterior al estampado del dentado influenciar lo menos posible la forma del dentado que ya ha sido estampado, de modo preferido, visto en la dirección de contorno 23 está introducido por delante y por detrás del dentado 4 al menos un debilitamiento 24, 25, que referido a la dirección longitudinal 22 de la cremallera 1 se extiende al menos a lo largo de una parte de la longitud del dentado 4 junto a éste. En el ejemplo de realización mostrado, a ambos lados del dentado 4 están dispuestos dos debilitamientos 24, 25 a diferentes distancias respecto 10 al dentado 4, que se extienden a lo largo de toda la extensión longitudinal del dentado 4 junto a éste.

: [0053] Por medio del debilitamiento 24, 25 en forma de línea que discurre en el lado del dentado 4 se puede influir en la distribución de tensión introducida en la chapa por medio de las etapas de conformación posteriores. De este modo se transmiten, por ejemplo, tensiones de flexión a través de debilitamientos que discurren transversales a la línea de flexión 29, por ejemplo acanaladuras o también fresados, sólo en un alcance limitado. Al menos la mayor 15 parte de la tensión se descompone por medio de una deformación en la posición de debilitamiento. En caso de que por medio de la conformación de los debilitamientos se introduzcan escalones o bordes en la pieza de trabajo, entonces se puede reducir fuertemente el flujo de material en una conformación posterior por medio de un contacto de estos escalones o bordes con la pieza de trabajo. Los debilitamientos conforman también en este caso, así pues, al mismo tiempo, bordes de sujeción para la herramienta de conformación. También se podría pensar, y serían 20 posible, por ejemplo, conformar bordes de sujeción que no representen al mismo tiempo un debilitamiento. También en este caso se evita el flujo de material por medio del contacto con la herramienta.

: [0054] Por medio de este tipo de debilitamientos 24, 25 y/o bordes de sujeción que limitan una región parcial de la chapa limitada a la dirección de la línea de flexión 29 de la pieza de chapa en una operación de flexión posterior, se pueden reducir, con ello, modificaciones de forma por medio de esta operación de flexión posterior, gracias a lo 25 cual se requieren menos o ningún paso de tratamiento posterior del dentado 4 introducido después de la conclusión del proceso de flexión de la primera pieza 1 en forma de varilla.

: [0055] Alternativamente a la conformación de la pieza 1 en forma de varilla con una superficie exterior fundamentalmente cilíndrica, el procedimiento descrito anteriormente también se puede usar para la conformación de otras formas de sección transversal, tal y como se representa, por ejemplo, en la Fig. 4. 30

: [0056] Preferentemente, cada uno de los espacios huecos 6, 7 que alojan un perno de unión 10, 11 presentan a continuación del extremo de unión 8, 9 un ensanchamiento en forma de embudo para facilitar la introducción a presión de un perno de unión. Adicionalmente, o en su lugar, un perno de unión 10, 11 correspondiente puede presentar hacia su extremo un estrechamiento.

Leyenda 35

En relación a las cifras de referencia:

: [0057]

1 primera pieza en forma de varilla

2 segunda pieza en forma de varilla

3 pieza de unión 40

4 dentado

5 rosca

6 espacio hueco

7 espacio hueco

8 extremo de unión 45

9 extremo de unión

10 perno de unión

11 perno de unión

12 elevación de material

13 pared 50

14 banda

15 superficie de contacto

16 canal

17 taladro radial

18 émbolo 5

19 superficie de guiado

20 eje longitudinal

21 cordón de soldadura

22 dirección longitudinal

23 dirección de contorno 10

24 debilitamiento

25 debilitamiento

28 introducción a presión

29 línea de flexión

d diámetro exterior 15

Di diámetro interior

Da diámetro exterior

x distancia

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en la compilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción 5

• WO 2006066309 A1 [0003]

• DE 19822313 A1 [0004]

• JP 2001030930 A [0005]

• DE 1525201 A [0006]

• DE 10011140 A1 [0007] 10

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cremallera o vástago roscado para un dispositivo de dirección para un automóvil, que comprende una primera pieza (1) en forma de varilla que como elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado presenta al menos un elemento para la conversión de un movimiento de rotación en un movimiento de translación, en particular un dentado (4) y/o una rosca para el engrane de una tuerca de rosca o de un mecanismo con elementos fileteados, y una segunda pieza (2) en forma de varilla que está unida con la primera pieza (1) en forma 5 de varilla, y que presenta preferentemente al menos otro elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado, en el que al menos una de las piezas (1, 2) en forma de varilla presenta un espacio hueco (6, 7) que desemboca en un extremo de unión de la pieza (1, 2) en forma de varilla, en el que para la unión con la otra pieza (1, 2) en forma de varilla se sujeta un perno de unión (10, 11) por medio de un ajuste prensado, caracterizado porque la unión de la primera con la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla se realiza por medio de una pieza de 10 unión (3) separada, que presenta un primer y un segundo perno de unión (10, 11), porque el primer perno de unión (10) está sujeto en el espacio hueco (6) que desemboca en el extremo de unión (8) de la primera pieza (1) en forma de varilla, y el segundo perno de unión (11) está sujeto en el espacio de unión (7) que desemboca en el extremo de unión (9) de la segunda pieza (2) en forma de varilla, respectivamente por medio de un ajuste prensado, en el que la pieza de unión (3) une las dos piezas (1, 2) en forma de varillas entre ellas por medio de los ajustes prensados, 15 porque un perno de unión (10, 11) correspondiente dispuesto en el espacio hueco (6, 7) de la pieza (1, 2) en forma de varilla correspondiente está provisto en la región del ajuste prensado con elevaciones de material (12) conformadas por medio de conformación, y por que la unión está diseñada de tal manera que las elevaciones de material (12) conforman la sobredimensión requerida para el ajuste prensado del diámetro exterior del perno de unión (10, 11) respecto al diámetro interior del espacio hueco (6, 7), en el que está sujeto el perno de unión (10, 11), 20 y el ensanchamiento del diámetro exterior de la pieza (1, 2) en forma de varilla al realizarse la introducción a presión del perno de unión (10, 11) se encuentra en el espacio hueco (6, 7) de la pieza en forma de varilla (1, 2) tiene un valor por debajo de 0,2 mm.
2. Cremallera o vástago roscado según la reivindicación 1, caracterizado porque las elevaciones de material (12) conformadas por medio de conformación están conformadas como nervios, bordes reforzados o dientes que 25 discurren en la dirección de contorno.
3. Cremallera o vástago roscado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la longitud a lo largo de la que el primer perno de unión (10) está unido con la primera pieza (1) en forma de varilla a través de un ajuste prensado es mayor que la longitud a lo largo de la que el segundo perno de unión (11) está unido con la segunda pieza (2) en forma de varilla a través de un ajuste prensado. 30
4. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la pieza de unión (3) presenta entre el primer y el segundo perno de unión (10, 11) una banda (14) que presenta superficies de contacto (15) para el contacto en superficies de la parte frontal de la primera y la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla.
5. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al 35 menos el espacio hueco (6, 7) que aloja un perno de unión (10, 11), preferentemente cada espacio hueco (6, 7) que aloja un perno de unión (10, 11) presenta hacia el extremo de unión (8, 9) una ampliación en forma de embudo.
6. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera y/o la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla está provista para garantizar la unión con el perno de unión (10, 11) de una huella de presión (28) que se engrana en una entalladura en el perno de unión (10, 11). 40
7. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espacio hueco (6, 7) de la primera y/o de la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla se extiende al menos a lo largo de la mayor parte de la longitud, preferentemente de toda la longitud, de la pieza (1, 2) en forma de varilla.
8. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza de unión (3) presenta un canal (16) interior. 45
9. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza de unión (3) está conformada de modo recto y los pernos de unión (10, 11) se extienden axialmente en direcciones opuestas.
10. Cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un espacio hueco (6, 7) que aloja un perno de unión (10, 11), preferentemente de cada uno de los espacios 50 (6, 7) que presentan un perno de unión (10, 11) presenta en una sección de su extensión longitudinal, en la que está conformado el ajuste prensado, elevaciones de material en su pared (13).
11. Cremallera o vástago roscado según la reivindicación 10, caracterizado porque las elevaciones de material están conformadas como nervios, bordes reforzados o dientes que discurren en la dirección axial.
12. Dispositivo de dirección para un automóvil con una cremallera o vástago roscado según una de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Procedimiento para la fabricación de una cremallera o un vástago roscado para un dispositivo de dirección para un automóvil, que comprende una primera pieza (1) en forma de varilla que como elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado presenta al menos un elemento para la conversión de un movimiento de 5 rotación en un movimiento de translación, en particular un dentado (4) y/o una rosca para el engrane de una tuerca de rosca o de un mecanismo con elementos fileteados, y una segunda pieza (2) en forma de varilla, que está unida con la primera pieza (1) en forma de varilla, y que presenta preferentemente al menos otro elemento de funcionamiento de la cremallera o del vástago roscado, en el que al menos una de las piezas (1, 2) en forma de varilla presenta un espacio hueco (6, 7) que desemboca en un extremo de unión de la pieza (1, 2) en forma de 10 varilla, en el que para la unión con la otra pieza (1, 2) en forma de varilla se sujeta un perno de unión (10, 11) por medio de un ajuste prensado, caracterizado porque la unión de la primera con la segunda pieza (1, 2) en forma de varilla se realiza por medio de una pieza de unión (3) separada, que presenta un primer y un segundo perno de unión (10, 11), que se proveen correspondientemente en la región de un ajuste prensado que se ha de conformar con la pieza (1, 2) en forma de varilla correspondiente de la conformación de elevaciones de material (12) 15 conformadas, cuyas alturas están en el intervalo de 0,03 mm a 0,4 mm, porque el primer perno de unión (10) se introduce a presión en el espacio hueco (6) que desemboca en el extremo de unión (8) de la primera pieza (1) en forma de varilla, y el segundo perno de unión (11) se introduce a presión en el espacio de unión (7) que desemboca en el extremo de unión (9) de la segunda pieza (2) en forma de varilla, en el que la pieza de unión (3) une las dos piezas (1, 2) en forma de varillas entre ellas por medio de los ajustes prensados fabricados de esta manera, y 20 porque la unión se diseña de tal manera que por medio de la conformación de las elevaciones de material (12) se conforma la sobredimensión del diámetro exterior requerida para un ajuste prensado del perno de unión (10, 11) frente al diámetro interior del espacio hueco (6, 7), en el que se introduce a presión el perno de unión (10, 11), y el ensanchamiento del diámetro exterior de la pieza (1, 2) en forma de varilla al producirse la introducción a presión del perno de unión (10, 11) en el espacio hueco (6, 7) de la pieza (1, 2) en forma de varilla correspondiente tiene un 25 valor por debajo de 0,2 mm.