ES2842223T3

ES2842223T3 - Disposición de portón accionado para un vehículo de motor

Info

Publication number: ES2842223T3
Application number: ES13192723T
Authority: ES
Inventors: Heinz Gert Hagedorn; Matthias Kieninger
Original assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Current assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: US20150105207A1; US9670989B2; RU2014135999A; EP2860338A2; BR102014019624A2; EP2860338B1; EP2860338A3; CN104565329A; IN2014DE02516A; KR20150043209A

Abstract

Disposición de portón accionado, en particular, disposición de portón trasero, para un vehículo de motor con un portón y con un accionamiento de portón (10) para abrir y/o cerrar el portón, presentando el accionamiento de portón (10) un motor (100) con un árbol de motor (102) y un piñón de motor (200) y al menos un engranaje planetario con rueda central, soporte planetario (311, 321) con elementos rodantes planetarios (313, 323) dispuestos sobre pernos de cojinete (312, 322) y con rueda de dentado interior, estando formada la rueda central del engranaje planetario por el piñón de motor (200) y accionándose un eje de salida (314, 324) a través del engranaje planetario, caracterizada porque el piñón de motor (200) está encajado en el árbol de motor (102) y el piñón de motor (200) está dispuesto de forma desplazable en la dirección axial del árbol de motor (102).

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de portón accionado para un vehículo de motor

La invención se refiere a una disposición de portón accionado para un vehículo de motor, en particular, para un portón trasero de un vehículo de motor, que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Las exigencias del mercado en cuanto al uso cómodo de un vehículo de motor aumentan constantemente. Esto se expresa en particular en el hecho de que para un gran número de movimientos de los componentes del vehículo de motor el ajuste manual de la posición es sustituido completamente por un movimiento accionado en particular eléctricamente o es sustituido, al menos parcialmente, por la asistencia de motor o en el hecho de que tal sustitución es al menos opcional. Algunos ejemplos, en los que este proceso ya está muy avanzado, son la regulación de las ventanas, los asientos o incluso los espejos exteriores del vehículo de motor.

Más recientemente, también se han incrementado los esfuerzos para crear una posibilidad de movimiento motorizado de los componentes dispuestos en el vehículo de manera abatible, en particular, el portón trasero del vehículo. Tales disposiciones de portón accionado se conocen, por ejemplo, por los documentos DE 4007 162 A1, WO 00/36259 A1, DE 4041480 A1, DE 102011 082540 A1, DE 102011 078518 A1, DE 102011 102731 A1 y DE 202011 106149 U1.

Los motores y las transmisiones que se utilizan en relación con las disposiciones de portones accionados están sujetos a una serie de restricciones, en particular en lo que respecta al espacio de instalación disponible, que conducen en particular a que, por un lado, haya que elegir soluciones de accionamiento relativamente complejas y, por lo tanto, costosas y, por otro lado, aumente el riesgo de que la transmisión se atasque como consecuencia de las fuerzas que actúan, que además pueden variar en función de la posición del portón, ya que la posición del accionamiento de portón con respecto al suelo suele variar en función de la posición momentánea del portón.

El objetivo de la invención consiste en proporcionar una disposición de portón accionado con un accionamiento de portón que se puede fabricar de manera económica y, además, se atasque con menor facilidad que los accionamientos de portón conocidos hasta ahora. A este respecto, la invención se dirige específicamente al diseño de un conjunto compuesto por un motor eléctrico y un reductor que sea universalmente adecuado como conjunto de accionamiento para los diversos mecanismos conocidos por el estado de la técnica para realizar el movimiento del portón, pero que sea en particular adecuado para su uso en relación con los accionamientos de husillo como los que se conocen por el documento DE 202011 106 149 U1. Dado que el diseño concreto del respectivo mecanismo de accionamiento con el que se transmite el movimiento de accionamiento al portón trasero no es relevante para la consecución de las ventajas de la invención, para su diseño concreto se remite al estado de la técnica conocido. La disposición de portón accionado de acuerdo con la invención para un vehículo de motor es particularmente adecuada para proporcionar un portón trasero accionado. Comprende un portón y un accionamiento de portón para abrir y/o cerrar el portón, presentando el accionamiento de portón un motor con un árbol de motor y un piñón de motor y al menos un engranaje planetario con rueda central, soporte planetario con elementos rodantes planetarios dispuestos sobre pernos de cojinete y ruda con dentado interior. A este respecto, el piñón de motor forma la rueda central del al menos un engranaje planetario y un eje de salida es accionado por medio del al menos un engranaje planetario.

El eje de salida puede ser un componente del al menos un engranaje planetario, pero también puede ser accionado con la interposición de otro engranaje que, en particular, también puede estar diseñado como un engranaje planetario.

A este respecto, es esencial para la invención que el piñón de motor únicamente esté encajado en el árbol de motor, mientras que, según el estado de la técnica, hasta el momento estaba fijado en el árbol de motor. De esta manera, por un lado, se elimina la necesidad de fijar el piñón de motor como una etapa de producción, lo que ahorra costes; por otro lado, se eliminan las restricciones impuestas por la forma y el modo en que se fijaba el piñón de motor en el espacio con respecto a la elección del material para el piñón de motor y, por último, también se evita de manera fiable que el comportamiento de funcionamiento del accionamiento del portón se vea perjudicado por las fluctuaciones en la posición en la que está dispuesto el piñón de motor.

En aras del orden, cabe señalar también que la disposición del portón presentará también por regla general un mecanismo de accionamiento dispuesto entre el accionamiento de portón y el portón con el que la fuerza o el movimiento que proporciona el accionamiento de portón se convierta en el movimiento del portón. Como ya se ha mencionado anteriormente, los mecanismos de accionamiento de este tipo para una disposición de portón son conocidos por el estado de la técnica en diversos diseños, y la implementación técnica de la invención, que persigue una mejora del accionamiento de portón, no depende del diseño concreto del mecanismo de accionamiento, sino que la invención puede aplicarse en combinación con todos los mecanismos de accionamiento conocidos.

De acuerdo con la invención, el piñón de motor está dispuesto de manera desplazable en la dirección axial del árbol de motor, de modo que el piñón de motor puede desplazarse en la dirección axial relativamente al árbol de motor durante el funcionamiento del accionamiento de portón, lo que, como han podido constatar los inventores, conduce sorprendentemente a un riesgo significativamente reducido de atascamiento en comparación con el estado de la técnica anterior.

Esta forma de realización de la invención puede ser perfeccionada limitándose el desplazamiento del piñón de motor en la dirección axial del árbol de motor hacia un alojamiento del motor y/o hacia el soporte planetario del engranaje planetario mediante un tope. De esta manera, se puede definir un área de trabajo en el que se asegure que el piñón de motor utilizado como rueda central del al menos un engranaje planetario se engrane con los elementos rodantes planetarios de la manera deseada.

Es particularmente ventajoso a este respecto realizar el tope que limita la movilidad del piñón de motor hacia el alojamiento del motor en el motor, por ejemplo, como una estructura configurada en la carcasa de motor o en el árbol de motor, y/o realizar el tope que limita la movilidad del piñón de motor hacia el soporte planetario del engranaje planetario como una estructura prevista en el soporte planetario.

Por razones de coste, es preferente, en particular, que el piñón de motor sea un piñón de plástico. Como ya se ha mencionado anteriormente, la supresión de la unión hasta el momento necesaria del piñón de motor con el árbol de motor hace posible la utilización de materiales que, debido a sus propiedades, hasta ahora se mostraban difíciles a la hora de unirse con el árbol de motor, por lo común compuesto de un metal, por ejemplo, debido a la escasa disponibilidad de adhesivos, a problemas en la generación de uniones de metal con metal debido a la combinación de materiales, o porque el material del piñón era tan blando que no podía soportar un etapa de presión sin que se produjeran deformaciones no deseadas. Estos problemas se daban, en particular, en relación con el uso de piñones de plástico. Sin embargo, también pueden utilizarse piñones de metal o cerámica, en particular, si se han fabricado utilizando procedimientos MIM (moldeo por inyección de metal) o CIM (inyección de cerámica).

La invención se puede emplear de manera particularmente ventajosa si el piñón de motor presenta un dentado helicoidal. En el caso de las ruedas dentadas con dentados helicoidales que se engranan entre sí, pueden producirse en concreto fuerzas en la dirección axial al eje motor. Estas fuerzas pueden ser absorbidas ahora por la movilidad del piñón de motor, que únicamente está encajado en el árbol de motor, pero no está fijado en él, lo que evita de manera particularmente segura un atasco de la transmisión.

Si el eje de salida se configura de una sola pieza con un soporte planetario que incluya pernos de cojinete para elementos rodantes planetarios, se pueden ahorrar más costes de fabricación porque ya no es necesario el ensamblaje de los correspondientes componentes individuales. En particular, ya no es necesario un aseguramiento axial en la salida y se puede prescindir de él. Por un lado, de esta manera ya no es necesario el montaje de un anillo de retención, lo que acarrea un ahorro de costes, mientras que, por otro lado, se pueden reducir los costes de las herramientas, ya que no es necesario crear un cojinete para un anillo de retención, por lo que ya no son necesarias las guías para el desmoldeo radial.

Esto se cumple en especial media si el eje de salida configurado de una sola pieza, incluido el soporte planetario y los pernos de cojinete para los elementos rodantes planetarios, se fabrica utilizando un procedimiento de conformación primaria. A este respecto, se puede utilizar el plástico, pero también se pueden fabricar piezas de metal o cerámica utilizando procedimientos MIM (moldeo por inyección de metal) o CIM (inyección de cerámica). El uso de tales procedimientos de fabricación de conformación primaria también tiene la importante ventaja de que permiten fabricar el perfil del eje hueco en la salida en forma cerrada. De esta manera, se reduce efectivamente el riesgo de entrada de suciedad y se lleva a cero.

Además, se ha demostrado que es ventajoso que, gracias a esta medida, ya no sea necesario insertar por separado los pernos de cojinete en el soporte planetario y luego fijarlos, ya que incluso una ligera inclinación de estos pernos de cojinete entre sí puede aumentar considerablemente el riesgo de atascamiento del engranaje, lo que ahora se evita.

El ahorro de costes es especialmente elevado si el eje de salida configurado de una sola pieza, incluido el soporte planetario y los pernos de cojinete para los elementos rodantes planetarios, está fabricado de plástico, a base de polvo metálico o a base de cerámica, en particular, mediante una técnica de moldeo por inyección, como el moldeo por inyección de plástico, PIM o CIM.

Un perfeccionamiento particularmente ventajoso de la invención prevé que los pernos de cojinete del soporte planetario sobresalgan en la dirección hacia el motor sobre los elementos rodantes dispuestos en los pernos de cojinete. De esta manera, abandonando el criterio de minimizar el espacio de instalación, que hasta ahora en el estado de la técnica siempre determinaba significativamente el diseño concreto del accionamiento de portón, se crea una holgura de movimiento para el piñón de motor en la dirección axial hacia el árbol de motor, lo que asegura que el piñón de motor no se atasque. Al mismo tiempo, las fuerzas radiales que se producen, por ejemplo, en un accionamiento de husillo para el portón pueden ser absorbidas por los pernos de cojinete que sobresalen.

Es particularmente útil si el piñón de motor está asegurado contra la rotación radial en relación con el árbol de motor mediante una unión por arrastre de forma con al menos una sección del árbol de motor. Esto se puede realizar en particular modificándose la sección transversal de la sección final del árbol de motor orientada hacia el engranaje planetario a partir de una sección transversal circular, de tal manera que se elimine el material que se encuentra a un lado de una secante del círculo. Así, esta sección se mecaniza a partir de una forma cilíndrica para crear un plano que discurre paralelamente al árbol de motor. Esta forma se designa como " forma de D". A continuación, se prevé una abertura de encaje en el piñón de motor cuya sección transversal se adapta a la sección transversal de la sección modificada del árbol de motor.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante figuras que representan una realización ejemplar de la invención. Muestran:

la Figura 1: un dibujo despiezado de los grupos de componentes de un accionamiento de portón,

la Figura 2: un dibujo en sección de un ejemplo de realización de un accionamiento de portón,

la Figura 3: una vista superior del primer soporte planetario del ejemplo de realización mostrado en la figura 2 con elementos rodantes planetarios dispuestos en él,

la Figura 4a: una vista superior del segundo soporte planetario del ejemplo de realización representado en la figura 3,

la Figura 4b: un dibujo en sección del segundo soporte planetario representado en la figura 4a,

la Figura 5a: una vista superior de un soporte planetario según el estado de la técnica, y

la Figura 5b: un dibujo en sección del soporte planetario representado en la figura 5a.

Dado que las figuras 1 a 4 muestran diferentes aspectos de la misma forma de realización de la invención, se utilizan idénticas referencias en estas figuras.

El accionamiento de portón 10 que se representa en la figura 1 presenta como grupos de componentes un motor 100 con carcasa de motor 101 junto con la tapa de carcasa de motor 105 fijada en la carcasa de motor 101 y árbol de motor 102 con eje de rotación A, un piñón de motor 200 con dentado helicoidal 201 encajado en el árbol de motor 102 en el estado ensamblado del accionamiento de portón 10, y un grupo de engranaje 300. El piñón de motor 200 está fabricado preferentemente de plástico, pero también pueden utilizarse piñones de metal o cerámica, por ejemplo, en particular si se han fabricado mediante procedimientos MIM (moldeo por inyección de metal) o CIM (inyección de cerámica).

Como se desprende además de la figura 1, el árbol de motor 102 tiene una sección 103 con una sección transversal en forma de D en su lado orientado hacia el grupo de engranaje 300, es decir, una sección cuya forma puede fabricarse creando una superficie plana 104 que discurra paralelamente al eje de rotación A en la sección originalmente cilíndrica del árbol de motor 102. El piñón de motor 200 presenta una entalladura 203, que no es reconocible debido a la perspectiva seleccionada en la figura 1, y que se adapta a la forma en D de la sección 103 en al menos una sección 202, de tal modo que se produce una unión por arrastre de forma que asegura el piñón de motor 200 contra la rotación radial en relación con el árbol de motor 102.

El dibujo en sección de acuerdo con la figura 2 muestra especialmente bien la estructura del grupo de engranaje 300 y el funcionamiento de todo el accionamiento de portón 10. El grupo de engranaje 300 está realizado como un engranaje planetario de dos etapas, que se aloja en una carcasa 330, y se fija de forma resistente al giro en la carcasa de motor 101 o a la tapa de carcasa de motor 105.

En la forma de realización del grupo de engranaje 300 que se muestra en este caso, el primer engranaje planetario presenta un dentado helicoidal, mientras que los dientes de las ruedas dentadas del segundo engranaje planetario discurren paralelos al eje de rotación.

La rueda de dentado interior del primer engranaje planetario está formada a este respecto por un dentado 332 dispuesto en una sección 331 del lado interior de la carcasa 330, la rueda central del primer engranaje planetario está formada por el piñón de motor 200.

Además, el primer engranaje planetario presenta un primer soporte planetario 311, que se muestra por separado en la figura 3, con pernos de cojinete 312 formados de una sola pieza en los que se disponen de forma giratoria los elementos rodantes planetarios 313 que pueden estar realizados, en particular, como ruedas planetarias. Los elementos rodantes planetarios 313 pueden fijarse a este respecto opcionalmente en los pernos del cojinete 312, en particular, por ejemplo, con anillos de retención, o al menos estar restringidos en su movimiento paralelamente al eje longitudinal de los pernos de cojinete 312. A este respecto, cabe destacar que los pernos de cojinete 312 sobresalen en dirección del motor 100 sobre los elementos rodantes 313 dispuestos en los pernos de cojinete 312, como puede verse particularmente bien en la representación de la figura 3.

También está conformado de una sola pieza en el primer soporte planetario 311 un primer eje de salida 314 que está configurado como una rueda dentada por medio de un dentado exterior 316 y forma la rueda central del segundo engranaje planetario.

Otros componentes del segundo engranaje planetario son el segundo soporte planetario 321 que se muestra en las figuras 4a y 4b con los pernos de cojinete 322 conformados de una sola pieza en los que están dispuestos de manera giratoria los elementos rodantes planetarios 323, que pueden estar realizados, en particular, como ruedas planetarias, y con un segundo eje de salida 324, también conformado de una sola pieza en el segundo soporte planetario 321, el cual, como puede verse en la figura 4b, presenta una cavidad 325 con un dentado interior 326, así como la segunda rueda de dentado interior formada por un dentado 336 dispuesto en una sección 335 del lado interior de la carcasa 330. El segundo soporte planetario 321 está asegurado contra el desplazamiento axial por una tapa de transmisión 328, que puede fijarse, por ejemplo, a la carcasa 330.

Los soportes planetarios 311 o 321 que se muestran en las figuras 3, 4a y 4b, en los que en cada caso los pernos de cojinete 312 o 322 y los ejes de salida 314 o 324 están realizados de una sola pieza, junto con dentado 316 o 326 formado en ellos, representan una mejora significativa con respecto a las disposiciones de soportes planetarios conocidas por el estado de la técnica, como se muestran en las figuras 5a y 5b. Los soportes planetarios conocidos 511 ya presentaban ciertamente un eje de salida 514 unido de una sola pieza con el soporte planetario 511, pero los pernos del cojinete 512 se proporcionaban como componentes independientes y se insertaban en el soporte planetario 511, en particular, fijándose por presión. Como consecuencia de ello, no solo era necesario un gran número de etapas de trabajo para generar el grupo, sino que ligeras desviaciones en la orientación de los pernos de cojinete con respecto a la posición nominal provocaban la inclinación de los elementos rodantes planetarios dispuestos sobre ellos y el correspondiente aumento de la tendencia del engranaje planetario a atascarse. Además, no era posible el uso de grupos de salida fabricados mediante procedimientos de fabricación de conformado primario, que ofrecen ventajas de precio y peso, en particular, grupos de salida de plástico macizo o grupos de salida fabricados mediante procedimientos CIM o PIM.

Refiriéndonos de nuevo a la figura 2, a continuación, se describe brevemente lo que sucede cuando se acciona el motor 100. El árbol de motor 102 gira alrededor de su eje de rotación A, lo que hace que el piñón de motor 200 también gire alrededor del eje de rotación A debido a su unión por arrastre de forma con la sección 103 del árbol de motor 102. Los elementos rodantes planetarios helicoidales 313 engranados con el dentado helicoidal 201 del piñón de motor 200 son accionados por el piñón de motor 200 que sirve como rueda central y corren a lo largo de la rueda de dentado interior del primer engranaje planetario que está formado por el dentado 332 dispuesto en una sección 331 del lado interior de la carcasa 330, por lo que, debido a que la carcasa 330 está unida de forma no giratoria al motor 100, el primer soporte planetario 311 se pone en rotación con el primer eje de salida 314 dispuesto sobre él. Como ya se ha mencionado, el dentado exterior 316 previsto en el eje de salida 314 forma la rueda central del segundo engranaje planetario. Se engrana con los elementos rodantes planetarios 323 y los pone en rotación, haciendo que corran sobre la rueda de dentado interior del segundo engranaje planetario, el cual está formado por un dentado 336 dispuesto en una sección 335 del lado interior de la carcasa 330. Por consiguiente, como la carcasa 330 está unida con el motor 100 de manera resistente al giro, el segundo soporte planetario 321 se pone en rotación con el primer eje de salida 324 dispuesto sobre él, que puede utilizarse para accionar el mecanismo de accionamiento no mostrado, que convierte este movimiento en un movimiento de apertura o cierre del portón.

Particularmente esencial a este respecto es que el piñón de motor 200 no esté dispuesto, como en el estado de la técnica, en un ajuste a presión o fijado de otra manera en el árbol de motor 102, sino que sea deslizado sobre el árbol de motor 102. En otras palabras, el piñón de motor 200 está en un ajuste deslizante, es decir, que está dispuesto de tal manera que puede moverse en la dirección axial del árbol de motor 102, que está definida por su eje de rotación A, de modo que puede desplazarse entre un primer tope 107 en el lado del motor previsto en el árbol de motor 102 y un segundo tope 317 en el lado del engranaje dispuesto en el primer soporte planetario 311. La holgura así creada para el piñón de motor 200 puede reducir significativamente el riesgo de atascamiento del grupo de transmisión 300.

Lista de referencias

10 accionamiento de portón

100 motor

101 carcasa de motor

102 árbol de motor

103 sección

105 tapa de carcasa de motor

107 tope

200 piñón de motor

201 dentado helicoidal

202 sección

203 entalladura

300 grupo de transmisión

311, 321 soporte planetario

312, 322 perno de cojinete

313, 323 elementos rodantes planetarios 314, 324 eje de salida

316 dentado exterior

317 tope

325 cavidad

326 dentado interior

328 tapa de transmisión

330 carcasa

331, 335 sección

332, 336 dentado

511 soporte planetario

512 perno de cojinete

514 eje de salida

A eje de rotación

Claims

REIVINDICACIONES

1. Disposición de portón accionado, en particular, disposición de portón trasero, para un vehículo de motor con un portón y con un accionamiento de portón (10) para abrir y/o cerrar el portón, presentando el accionamiento de portón (10) un motor (100) con un árbol de motor (102) y un piñón de motor (200) y al menos un engranaje planetario con rueda central, soporte planetario (311, 321) con elementos rodantes planetarios (313, 323) dispuestos sobre pernos de cojinete (312, 322) y con rueda de dentado interior, estando formada la rueda central del engranaje planetario por el piñón de motor (200) y accionándose un eje de salida (314, 324) a través del engranaje planetario, caracterizada porque el piñón de motor (200) está encajado en el árbol de motor (102) y el piñón de motor (200) está dispuesto de forma desplazable en la dirección axial del árbol de motor (102).

2. Disposición de portón accionado según la reivindicación 1,

caracterizada porque la capacidad de desplazamiento del piñón de motor (200) en la dirección axial del árbol de motor (102) hacia una carcasa (101) del motor y/o hacia el soporte planetario (311) del engranaje planetario está limitada por un tope (107, 317).

3. Disposición de portón accionado según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque el piñón de motor (200) es un piñón de plástico.

4. Disposición de portón accionado según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque el piñón de motor (200) presenta un dentado helicoidal.

5. Disposición de portón accionado según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque el eje de salida (314, 324) está configurado de una sola pieza con un soporte planetario (311, 321) junto con pernos de cojinete (312, 322) para los elementos rodantes planetarios (313, 323).

6. Disposición de portón accionado según la reivindicación 5,

caracterizada porque el eje de salida (314, 324), que está configurado de una sola pieza, incluyendo el soporte planetario (311, 321) y los pernos de cojinete (312, 322) para los elementos rodantes planetarios (313, 323), se fabrica en un procedimiento de fabricación de conformación primaria, en particular, a partir de plástico o mediante procedimientos MIM o CIM.

7. Disposición de portón accionado según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque los pernos de cojinete (312) del soporte planetario (311) sobresalen en dirección del motor (100) sobre los elementos rodantes planetarios (313) dispuestos en los pernos de cojinete (312).

8. Disposición de portón accionado según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque el piñón de motor (200) está asegurado contra la rotación radial en relación con el árbol de motor (102) mediante una unión por arrastre de forma con al menos una sección (103) del árbol de motor (102).