ES2929202T3

ES2929202T3 - Engranaje de husillo

Info

Publication number: ES2929202T3
Application number: ES19786511T
Authority: ES
Inventors: Stefan Niermann; Sebastian Polle
Original assignee: Igus GmbH
Current assignee: Igus GmbH
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: PL3861232T4; US11635127B2; EP3861232A1; DE202018105683U1; CN113366246A; DK3861232T3; US20210310548A1; WO2020070273A1; EP3861232B1; PL3861232T3

Abstract

En un mecanismo de engranaje de husillo (1) que tiene un componente de husillo (2) con una rosca de husillo (21) que tiene un paso que se modifica sobre un eje longitudinal del componente de husillo (2), y que tiene un componente roscado (3) que se acopla en la rosca del husillo (21), en la que los dos componentes (2; 3) se pueden desplazar entre sí con respecto al eje longitudinal (1) del componente del husillo (2), está previsto, con el fin de facilitar Capacidad de producción e idoneidad para un gran número de aplicaciones, para el componente roscado (3) que tiene al menos un elemento roscado de movimiento libre (4) que engrana en la rosca del husillo (21) y, durante la operación, se adapta automáticamente al paso de la rosca del husillo (21). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Engranaje de husillo

La invención se refiere a un engranaje de husillo con un componente de husillo con una rosca de husillo que presenta un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal del componente de husillo, y con un componente roscado que se acopla en la rosca de husillo, en donde los dos componentes pueden desplazarse el uno hacia el otro con respecto al eje longitudinal del componente del husillo y el componente roscado presenta al menos un elemento roscado de libre movimiento que se acopla en la rosca de husillo y se adapta automáticamente al paso de rosca del husillo roscado en el funcionamiento, en donde el elemento roscado presenta un sección roscada que, en cada caso con respecto al eje longitudinal del componente de husillo, se acopla en la rosca de husillo en la posición de trabajo con efecto de transmisión de fuerza, y que en la posición instalada está dispuesta en el lado de una base del elemento roscado, dirigido hacia la rosca de husillo, en donde la sección roscada presenta en la posición instalada una extensión longitudinal lineal en la dirección del curso helicoidal de la rosca de husillo y se extiende en forma arqueada en la dirección circunferencial con respecto al eje longitudinal del componente de husillo.

El desplazamiento de los dos componentes, es decir, el componente roscado y el componente de husillo, relativamente el uno hacia el otro se realiza en la dirección longitudinal del componente de husillo, habitualmente con un giro relativo de estos dos componentes alrededor de un eje de giro. El desplazamiento de componente de husillo y el componente roscado relativamente el uno hacia el otro se realiza por regla general a través de un recorrido de desplazamiento lineal.

Por el documento DE 202006009772 U1 se conoce una rosca de husillo del tipo mencionado al principio, en donde están previstas áreas de diferentes pasos de la rosca de husillo y una tuerca de husillo que se adapta automáticamente a los diferentes pasos, a través de la cual la velocidad y la fuerza de accionamiento del engranaje del husillo varía, en función del área del componente del husillo en la que se encuentra la tuerca del husillo. Las áreas del componente de husillo en las que se logra una mayor velocidad presentan un diámetro menor y las áreas en las que se aplica una fuerza más alta presentan un diámetro mayor. La tuerca del husillo consta de una parte de tuerca fija para el área de fuerza más alta y un área ajustable asociada a ella para la velocidad más alta, en donde esta última está compuesta por segmentos de tuerca que se mantienen unidos por un elemento elástico y pueden abrirse radialmente hacia afuera.

Por el documento EP 2075488 A1 se conoce un engranaje de husillo con un componente de husillo con una rosca de husillo que presenta un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal del componente de husillo, y con una tuerca que se acopla en el engranaje de husillo, en donde el componente de husillo y la tuerca pueden desplazarse relativamente el uno hacia la otra con respecto al eje longitudinal del componente del husillo y la tuerca presenta un pasador apoyado en ella en perpendicular al eje longitudinal del componente del husillo, que en la posición de trabajo se acopla en la rosca de husillo con efecto de transmisión de fuerza con respecto al eje longitudinal del componente del husillo. La tuerca presenta un cuerpo con una abertura de alojamiento radial con respecto al eje longitudinal del componente de husillo y alineada a lo largo de un eje de apertura, en la que está dispuesto el pasador apoyado de manera que puede moverse girando y rodando con respecto al eje de apertura.

El documento DE 102008000346 A1 también divulga un engranaje de husillo con un componente de husillo con una rosca de husillo que presenta un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal del componente de husillo, y con un elemento palpador que se acopla en la rosca de husillo y dispuesto en un componente adicional que encierra el componente de husillo en un anillo, en donde el componente de husillo y el componente adicional pueden desplazarse relativamente el uno hacia el otro con respecto al eje longitudinal del componente de husillo. El elemento palpador puede constar de un vástago conectado de forma giratoria con el otro componente, un soporte conectado de forma fija con el vástago y dos dedos con forma de cono truncado dispuestos de forma fija sobre el soporte, que descansan sobre una curva guía de la rosca del husillo desde dos lados opuestos. La capacidad de giro del vástago con respecto al componente adicional asegura a este respecto que el elemento palpador pueda adaptarse a un cambio en la pendiente de la curva guía durante un movimiento relativo entre el componente de husillo y el componente adicional.

Por el documento DE 922095 C se conoce un engranaje de husillo con un componente de husillo con una rosca de husillo que presenta un paso que cambia a lo largo del eje longitudinal del componente de husillo, y con un componente roscado que se acopla en la rosca del husillo, en donde los dos componentes pueden desplazarse relativamente el uno hacia el otro con respecto al eje longitudinal del componente de husillo. El componente roscado consta de un resorte helicoidal que se adapta al paso cambiante cuyas espiras se acoplan en las vueltas de la rosca de husillo y así se adaptan a su paso cambiante.

El documento TW 200 500 002 A desvela asimismo un engranaje de husillo con un componente de husillo con una rosca de husillo que presenta un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal del componente de husillo, y con una tuerca que se acopla en la rosca de husillo, en donde el componente de husillo y la tuerca pueden desplazarse relativamente el uno hacia la otra con respecto al eje longitudinal del componente del husillo.

El documento DE 112005002820 T5 propone un engranaje de husillo con un tornillo como componente del husillo. Los pasos de la rosca de husillo del componente del husillo cambian en este sentido periódicamente, en donde la transición entre las secciones de paso se realiza de manera continua.

El modo de proceder en el documento JP 2006 046 546 A es similar, en donde el paso de la rosca interna de una tuerca cambio a lo largo del eje longitudinal del componente del husillo.

Partiendo del estado de la técnica antes mencionado, es un objetivo de la presente invención proponer un engranaje de husillo con un componente de husillo y un componente roscado, que puede fabricarse más fácilmente y además sea adecuado para múltiples aplicaciones.

Para un engranaje de husillo del tipo mencionado al principio, el objetivo se resuelve ya porque el componente roscado presenta un cuerpo con una abertura de alojamiento radial con respecto al eje longitudinal del componente de husillo, configurado como abertura de paso y alineado a lo largo de un eje de apertura, en la que el elemento roscado está dispuesto montado sobre su base con respecto al eje de apertura de la abertura de alojamiento de manera que puede moverse girando por deslizamiento o girando por rodadura.

Con esta solución, el al menos un elemento roscado puede adaptarse al paso de rosca del componente de husillo que cambia a lo largo de un recorrido al alinearse con el paso de rosca actual en cada caso. Por lo tanto, en un desplazamiento del componente de husillo relativo con respecto al componente roscado, puede adaptarse automáticamente al gradiente de la rosca de husillo. Automáticamente significa que el elemento roscado de libre movimiento se adapta o se alinea sin más medidas. Gracias a la medida de acuerdo con la invención, como se explica con más detalle a continuación, es sencillo en términos de construcción proporcionar un engranaje de husillo en el que el paso del componente de husillo cambia de manera discrecional y con una frecuencia discrecional en el marco de las fuerzas que pueden transmitirse correctamente a través del engranaje de husillo. No es necesaria una deformación elástica del componente roscado durante el funcionamiento. Esto incluso tendría un efecto desventajoso en cuanto a un acoplamiento óptimo de rosca del husillo y el componente roscado.

El engranaje de husillo de acuerdo con la invención puede concebirse para múltiples aplicaciones posibles y/o puede crearse específicamente adaptado a aplicaciones posibles específicas. Por ejemplo, puede estar previsto un paso relativamente pequeño a lo largo de una sección axial de la rosca del husillo del componente del husillo, de modo que pueda transmitirse una recorrido relativo correspondientemente reducido, pero fuerzas mayores durante una rotación relativa. Por otro lado, la rosca del husillo puede presentar un paso relativamente alto en otra sección axial de la rosca del husillo, de modo que en el caso de una rotación relativa, puede transmitirse un recorrido relativo correspondientemente grande, pero fuerzas menores. Los valores de los distintos pasos se pueden ubicar en un intervalo que incluya un paso reducido con autobloqueo como límite inferior y un paso tan grande que el engranaje del husillo funcione con mucha suavidad como límite superior. Una paso con autobloqueo como efecto durante el desplazamiento puede utilizarse, por ejemplo, con respecto al recorrido de desplazamiento para configurar una parada intermedia o una parada al final. Puede utilizarse un gran paso con suavidad durante el desplazamiento, por ejemplo, para un movimiento relativo lineal rápido. El paso puede cambiar en toda la rosca del husillo, alternativamente en al menos una sección o varias secciones de la rosca de husillo. El engranaje de husillo puede configurarse de manera estructuralmente sencilla para adaptarse a aplicaciones específicas.

En particular, el al menos un elemento roscado y la rosca del husillo están acoplados entre sí en particular con efecto de transmisión de fuerza. Con respecto al eje longitudinal del componente de husillo, el al menos un elemento roscado se acopla en la rosca de husillo con un efecto de transmisión de fuerza, y en principio también de par. Con efecto de transmisión de fuerza significa la transmisión de fuerzas axiales, en particular con respecto al eje longitudinal del componente de husillo. Con efecto de transmisión de par significa la transmisión de pares, en particular con respecto al eje longitudinal del componente de husillo, que, sin embargo, se produce mediante la fricción entre los participantes de movimiento. Para absorber el par, habitualmente está previsto un soporte de par en el que el componente de husillo o, en caso de un modo de construcción inverso con el componente roscado como componente giratorio y el componente de husillo como componente móvil lineal, el componente de husillo se une de manera resistente al giro por ejemplo a una base. Como es habitual, el componente de husillo y el componente roscado pueden estar dispuestos coaxialmente al eje longitudinal. El eje longitudinal puede ser el eje longitudinal central del componente de husillo. El eje longitudinal forma el eje de giro para el engranaje de husillo. El componente roscado o el componente de husillo pueden estar dispuestos fijos axialmente, por ejemplo sujetos a una base. Esta base puede ser una pieza de máquina, por ejemplo. En particular, la base puede ser un extremo de trabajo de un brazo robótico. El componente de husillo puede ser un husillo con roscado externo.

El componente roscado presenta un cuerpo. De manera estructuralmente sencilla, el al menos un elemento roscado está dispuesto montado sobre o en el cuerpo de manera que puede moverse alrededor de un y/o en la dirección de un eje transversal perpendicular al eje longitudinal del componente de husillo. Para poder seguir la modificación del paso de rosca de la rosca del husillo durante el desplazamiento a lo largo de su longitud, el elemento roscado está dispuesto de forma que pueda moverse al menos alrededor del eje transversal. En particular, el al menos un elemento roscado está dispuesto montado de manera que puede moverse girando o pivotando transversalmente al eje longitudinal o al eje longitudinal central en el componente roscado al menos de forma giratoria o pivotante.

El al menos un elemento roscado presenta una sección roscada que, en cada caso con respecto al eje longitudinal del componente del husillo, se acopla en el engranaje de husillo en la posición de trabajo con efecto de transmisión de par. Con sección roscada quiere decirse una parte de un curso helicoidal de la rosca. Por consiguiente, la sección roscada puede estar configurada como un segmento de un anillo circular. La sección roscada puede perfeccionarse para el acoplamiento con protección de transmisión de fuerza en la rosca del husillo.

El elemento roscado o la sección roscada del elemento roscado puede estar configurada adaptada a la rosca de husillo. Por ejemplo, puede presentar un ángulo de flanco igual y constante. Este puede ser igual al ángulo de flanco de la rosca de husillo. El componente roscado puede acoplarse en la rosca exterior del componente de husillo radialmente hacia dentro con respecto a la dirección longitudinal del componente de husillo. Al menos en este caso, el componente roscado puede denominarse tuerca roscada. En la disposición inversa, la invención puede comprender un husillo hueco con una rosca interna como componente de husillo, en el que el componente roscado se acopla con el al menos un elemento roscado radialmente hacia afuera con respecto a la dirección longitudinal del componente de husillo.

En términos de construcción y de fabricación, la sección roscada presenta un curso lineal. La sección roscada se extiende en forma de arco en la dirección circunferencial con respecto al eje longitudinal del componente de husillo. Dependiendo, entre otras cosas, del número de vueltas de rosca posibles previsto, la sección roscada puede extenderse en <n/2 radianes en la dirección circunferencial con respecto al eje longitudinal.

Con respecto a su extensión longitudinal lineal, la sección roscada puede extenderse hasta o casi hasta el borde exterior del elemento roscado. Casi significa que la separación de la sección roscada desde el borde exterior del elemento roscado en el punto en el que la extensión longitudinal lineal apunta hacia el borde exterior en la parte frontal es inferior al 10 % o inferior al 2 % de la extensión longitudinal lineal de la sección roscada. Esto sirve, entre otras cosas, para la protección mecánica de los extremos frontales con respecto a la extensión longitudinal de la sección roscada.

Ventajosamente, la sección roscada puede presentar una sección roscada de diente y/o una sección roscada de ranura. La sección roscada de diente puede estar formada por un saliente en forma de nervadura. La sección roscada de ranura puede estar formada por una ranura continua.

En particular, la sección roscada puede extenderse circunferencialmente con respecto al eje longitudinal del componente de husillo en un intervalo de < 85 % ± 5 % o en un intervalo de < 60 % ± 5 % del diámetro nominal del componente de husillo. Esta extensión de la sección roscada hasta el 85% ±5% del diámetro o diámetro nominal del componente del husillo es favorable para una rosca de husillo de hasta cuatro pasos de rosca. Para más de cuatro pasos de rosca, como por ejemplo un componente de husillo de seis entradas, la longitud de la sección puede ser < 60 % ± 5 % del diámetro o diámetro nominal del componente de husillo.

Si la rosca del husillo se corta en ángulo con respecto al eje longitudinal y en un plano con su paso, se crea una superficie de corte elíptica o aproximadamente elíptica. Adaptado a esto, el contorno exterior circunferencial de la sección roscada dirigido al componente de husillo en la posición instalada con respecto al eje longitudinal del componente de husillo puede estar configurado cóncavo hacia adentro, es decir, curvado hacia su base. El contorno exterior circunferencial de la sección roscada puede estar configurado cóncavo o también elíptico o aproximadamente elíptico en adaptación a un paso de la rosca del husillo. El contorno exterior circunferencial de la sección roscada puede estar configurado arqueado. Puede extenderse en <n/2 radianes. Ventajosamente, con respecto a un acoplamiento óptimo, es decir, de baja fricción de la sección roscada en la rosca de husillo, el contorno exterior puede adaptarse al mayor paso de la rosca de husillo. Además, el contorno exterior se puede adaptar a la zona de la superficie de sección elíptica en la que el contorno exterior de la superficie de sección elíptica presenta el mayor radio de curvatura. Como es bien sabido, esta zona es donde la superficie de sección elíptica presenta el diámetro más pequeño.

En la posición instalada, la sección roscada se extiende ventajosamente longitudinalmente en la dirección de la hélice. Por consiguiente, dependiendo del paso real en el lugar de la rosca de husillo, en el que la sección roscada se acopla en la rosca de husillo, puede extenderse durante el funcionamiento con respecto al eje longitudinal, por regla general esencialmente en dirección circunferencial al eje longitudinal del componente de husillo.

La sección roscada del engranaje de husillo puede estar configurada para estrecharse en ambos extremos para facilitar la alineación cuando el paso de la rosca del husillo cambia con respecto a su extensión longitudinal. Para ello, la sección roscada puede presentar un contorno exterior ovalado o elíptico con respecto a una sección longitudinal en la dirección de su extensión longitudinal lineal. En particular, el contorno exterior puede estar configurado en forma de lente. En posición instalada, esta sección longitudinal es una sección transversal con respecto a la dirección transversal. Alternativamente, la sección roscada puede estar configurada para estrecharse en forma de cuña, por ejemplo.

De una manera estructuralmente sencilla, el elemento roscado presenta una base, en cuyo lado dirigido a la rosca de husillo en la posición instalada está dispuesta la sección roscada. La base es el soporte para la sección roscada.

En un modo de construcción ventajosamente sencillo, el cuerpo presenta una abertura de alojamiento en la que el elemento roscado está dispuesto al menos de manera que puede moverse girando o pivotando. En la posición instalada, la abertura de alojamiento está alineada radialmente con respecto al eje longitudinal. Radial significa en la dirección transversal a la dirección longitudinal del componente de husillo. Por consiguiente, el eje de apertura de la abertura de alojamiento transcurre así transversalmente a la dirección longitudinal del componente de husillo. La base sirve para guiar el elemento roscado en la abertura de alojamiento. La abertura de alojamiento está configurada como una abertura de paso. El elemento roscado está dispuesto montado en la abertura de alojamiento sobre su base de manera que puede moverse girando por deslizamiento y girando por rodadura con respecto al eje de apertura radial. Para ello, la abertura de alojamiento y la base del elemento roscado pueden presentar secciones transversales circulares adaptadas entre sí. De manera estructuralmente sencilla, el elemento roscado puede presentar un contorno exterior circular adaptado a la sección transversal circular de la abertura de alojamiento para su apoyo giratorio por deslizamiento en la abertura de alojamiento.

En un perfeccionamiento del engranaje de husillo puede estar previsto un rodamiento con anillo interior y anillo exterior para el apoyo móvil giratorio por rodadura del elemento roscado. El elemento roscado puede estar fijado radialmente por fuera en el anillo interior del rodamiento con respecto a un eje de apertura de la abertura de alojamiento. Alternativamente, el elemento roscado puede formar el anillo interior del rodamiento. En ambos casos, el anillo exterior del rodamiento puede estar unido con la abertura de alojamiento en su interior al menos de manera resistente al giro. Para ello, la abertura de alojamiento puede estar configurada como abertura escalonada, en donde el anillo exterior se sujeta de manera resistente al desplazamiento axialmente en el escalón de la abertura de alojamiento. El rodamiento puede ser un rodamiento convencional con rodillos o bolas.

El rodamiento de rodillos puede estar configurado como un cojinete radial. De este modo, el elemento roscado se apoya transversalmente al eje de apertura y se apoya de forma desplazable en el rodamiento en la dirección del eje de apertura. Ventajosamente, en cuanto a una posible minimización del juego del acoplamiento de rosca de la sección roscada del componente roscado en la rosca de husillo del componente del husillo, puede estar previsto que el elemento roscado se acople radialmente en la rosca de husillo bajo una carga elástica con respecto a la dirección longitudinal. El elemento roscado puede estar dispuesto sujeto radialmente pretensado. Esta medida es independiente del número de vueltas de rosca. La tensión previa puede realizarse utilizando un resorte de hoja, como un resorte de disco, o un resorte de compresión, como un resorte de compresión helicoidal, o, por ejemplo, una arandela hecha de un material elástico como goma, elastómero, caucho o caucho de silicona.

En la posición instalada, el elemento roscado puede estar dispuesto de manera ventajosamente sencilla en la abertura de alojamiento asegurado contra un desplazamiento axial en dirección radial alejándose de la rosca del husillo. El elemento roscado puede estar dispuesto sujeto asegurado contra este desplazamiento axial por medio de un anillo de bloqueo, como un anillo de sujeción o anillo de retención.

El cuerpo del elemento roscado puede estar dispuesto apoyado de manera desplazable por deslizamiento sobre el componente de husillo. Esta capacidad de desplazamiento por deslizamiento puede proporcionarse en la dirección del eje longitudinal y circunferencialmente al mismo. Para el apoyo desplazable por deslizamiento puede estar previsto al menos un casquillo de cojinete liso unido con el componente roscado y dispuesto entre el cuerpo y componente de husillo. De esta manera, el cuerpo puede mantenerse a una distancia radial de la rosca del husillo del componente roscado determinada por el grosor radial del casquillo del cojinete liso. Este apoyo desplazable por deslizamiento es independiente del número de entradas y de los pasos de la rosca del husillo.

La rosca de husillo del componente de husillo puede estar configurada como rosca trapezoidal. Esto tiene la ventaja de que pueden realizarse pasos más grandes con mayor facilidad. Además, por ello pueden transmitirse más fácilmente fuerzas mayores. En general, el ángulo de flanco de la vuelta de rosca puede ser constante en toda su extensión axial. Este ángulo de flanco puede ser por ejemplo inferior/igual a 45° o inferior/igual a 30°. En particular, el ángulo de flanco puede ser igual a 30°. En adaptación a la rosca americana ACME, el ángulo de flanco también puede ser igual a 29°.

La rosca de husillo puede comprender al menos una vuelta de rosca. Esta puede presentar un curso continuo por toda su extensión axial en la dirección longitudinal del componente de husillo. "Continuo" se entiende en este caso en el sentido matemático, es decir, no hay dobladuras, interrupciones y/o saltos en el curso del paso a lo largo de la longitud axial del componente del husillo.

En un perfeccionamiento ventajoso del engranaje de husillo, la rosca del husillo del componente del husillo puede presentar al menos dos vueltas de rosca. Puede estar previsto un elemento roscado para cada vuelta de rosca. Con una rosca de husillo de dos entradas pueden estar previstos dos elementos de rosca, cada uno de los cuales se acopla en una vuelta de rosca asignada a ellos con efecto de transmisión de fuerza. Ventajosamente y necesario con respecto a un procedimiento adecuado, está previsto que los dos elementos roscados estén dispuestos a la misma altura y circunferencialmente equidistantes en el cuerpo del componente roscado, en cada caso con respecto al eje longitudinal del componente de husillo. Ventajosamente en términos de fabricación y montaje, los dos elementos roscados pueden estar configurados estructuralmente idénticos. En particular, todos los elementos roscados utilizados en el engranaje del husillo están configurados estructuralmente idénticos.

En su forma básica, el cuerpo puede presentar una forma de anillo. Puede presentar superficies laterales exteriores radialmente en el exterior, que están dispuestas perpendicularmente a la dirección transversal en la posición instalada, y una abertura circular radialmente en el interior para el alojamiento del componente de husillo. Las superficies laterales exteriores están configuradas preferiblemente iguales. Forman una sección transversal poligonal con lados iguales. En al menos una de las superficies laterales exteriores, preferentemente en todas las superficies laterales exteriores, puede estar practicada una abertura de alojamiento en cada caso, en donde las aberturas de alojamiento están separadas a la misma distancia circunferencialmente con respecto al eje longitudinal de la rosca del husillo. Esta estructura simplifica la fabricación y el montaje.

Si, por ejemplo, está prevista una rosca de husillo de cuatro o seis entradas, la sección transversal del contorno exterior puede ser un cuadrado o un hexágono. El número de vueltas de rosca posibles depende como ya se sabe, entre otras cosas, del diámetro nominal del componente de husillo.

En cuanto a la fabricación, el componente de husillo, el cuerpo del componente roscado y/o los elementos roscados pueden estar configurados en cada caso de una sola pieza, en particular como un componente moldeado por inyección de una sola pieza.

El elemento roscado o los elementos roscados pueden ser estar fabricados en cada caso de metal, en particular de aluminio anodizado, o de plástico. El cuerpo puede ser de metal, en particular acero o aluminio anodizado, o de plástico. El componente de husillo puede estar hecho de metal, como aluminio o acero, o de plástico.

En formas de realización ventajosas, el engranaje de husillo presenta una o varias de las características presentadas anteriormente como preferentes (en combinación discrecional).

Más detalles y ventajas de la invención se harán evidentes a continuación, sin limitar el alcance de la protección, a través de la descripción de varias formas de realización preferentes con referencia a los dibujos adjuntos. En este caso muestran:

FIG. 1A-1C en cada caso una vista de una forma de realización de un engranaje de husillo con un componente de husillo y un cuerpo y componente roscado que presenta elementos roscados,

FIG. 2A-2C en cada caso una vista de uno de los elementos roscados del engranaje del husillo de acuerdo con la Figura 1A-1C.

FIG. 3A-3B en cada caso una vista del componente roscado del engranaje del husillo de acuerdo con la Figura 1A a 1C,

FIG. 3C una vista lateral del componente roscado similar al que se muestra de acuerdo con las Figuras 3A-3C pero con un solo elemento roscado

FIG. 4A-4B en cada caso un detalle en una vista en sección de una forma de realización adicional del engranaje de husillo,

FIG. 5A-5C en cada caso una representación de una forma de realización adicional del engranaje de husillo en una vista lateral o vista en sección,

FIG. 6A-6D en cada caso una vista de una forma de realización adicional del engranaje de husillo,

FIG. 7A-7C en cada caso una vista del componente roscado del engranaje de husillo de acuerdo con las figuras 6A-6D

FIG. 8A-8B en cada caso una vista del elemento roscado del engranaje de husillo de acuerdo con las figuras 6A-6D,

FIG. 9A-9E en cada caso una vista de una forma de realización adicional del engranaje de husillo y

FIG. 9F una vista del elemento roscado del engranaje de husillo de acuerdo con Figuras 9A-9E.

En las figuras 1 a 9 se muestran representaciones de un engranaje de husillo 1 en distintas vistas, secciones y figuras individuales. El engranaje de husillo 1 presenta un componente de husillo 2 con una rosca de husillo 21 que comprende un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal 1 del componente de husillo 2. Además, el engranaje del husillo 1 presenta un componente roscado 3 que se acopla en la rosca de husillo 21, en donde los dos componentes 2; 3 pueden desplazarse relativamente el uno hacia el otro con respecto al eje longitudinal 1 del componente de husillo 2. De acuerdo con la invención, el componente roscado 3 presenta al menos un elemento roscado 4 que se puede mover libremente. Una forma de realización de este tipo del engranaje de husillo 1 se muestra en la figura 3C y concretamente mediante una vista lateral de un componente roscado 3 con un elemento roscado 4 para el acoplamiento en una rosca de husillo 21 del componente de husillo 2 de una entrada. En las otras formas de realización del engranaje de husillo 1 mostradas en este caso están previstos al menos dos elementos roscados 4 que se mueven libremente. Los elementos roscados 4 en cada caso se acoplan en la rosca del husillo 21 y se adaptan automáticamente durante el funcionamiento al paso de rosca de la rosca del husillo 21 que cambia a lo largo del eje longitudinal 1 del componente del husillo 2.

En las formas de realización representadas en este caso, la rosca de husillo 21 está dispuesta radialmente por fuera en el componente de husillo 2. Con respecto al eje longitudinal 1, el componente roscado 2 está dispuesto coaxial y radialmente en el exterior respecto al componente de husillo 2. Para ello, el componente roscado 3 presenta una abertura de paso 31 a través de la cual pasa el componente de husillo 2. En las formas de realización del engranaje de husillo 1 que se muestra aquí, el componente de husillo 2 está configurado con varias entradas de una manera favorable en cuanto a mecanismos de fuerza, en donde un elemento roscado 4 está asociado a cada vuelta de rosca 22. Los elementos roscados 4 están dispuestos apoyados en el componente roscado 3 con respecto a la dirección longitudinal 1, a la misma altura y a la misma distancia circunferencialmente. Los al menos dos elementos roscados 4 también son de una sola pieza y son estructuralmente idénticos. Sin embargo, la invención no se limita a una de estas medidas.

El paso puede cambiar a lo largo de toda la extensión longitudinal de la rosca de husillo 21. Sin embargo, en las formas de realización del engranaje de husillo 1 mostradas en este caso está previsto que el paso en ciertas secciones I-III de la rosca del husillo 21 tenga un tamaño diferente, pero permanezca constante. En la figura 1A, los pasos de diferente tamaño de las áreas I-III se muestran en forma de la altura paso G respectiva, es decir, en forma del recorrido axial durante una rotación del componente de husillo 2. Además, entre las áreas I-III está prevista una área IV, en la que el paso de una de las áreas se convierte de manera continuada o, en el sentido matemático, continua en la otra área. Las áreas I-IV están dispuestas en este caso perpendiculares al eje longitudinal 1 del husillo roscado 2 con respecto a un plano de simetría rotacional. Con respecto al curso del paso axial, las roscas de husillo 21 de todas las formas de realización mostradas en este caso del engranaje de husillo 1 están configuradas iguales, sin embargo, la invención no se limita a estas. La rosca de husillo 21 está configurada en este caso como una rosca trapezoidal que presenta un ángulo de flanco a con un diente de rosca 23 aplanado en el extremo libre.

El componente roscado 3 presenta un cuerpo 5 en el que los elementos roscados 4 en cada caso están dispuestos montados en este caso de manera giratoria o desplazable alrededor de un y en la dirección de un eje transversal q perpendicular al eje longitudinal 1 del componente de husillo 2. Los elementos roscados 4 presentan en cada caso una sección roscada 41 que, con respecto al eje longitudinal 1 del componente de husillo 2, se acopla en la rosca del husillo 21 en la posición de trabajo radialmente hacia adentro con efecto de transmisión de fuerza. La sección roscada 41 en sí misma puede entenderse como una parte del curso helicoidal de una rosca de tuerca, no representada adicionalmente en este caso, en forma de una sección roscada de diente 43, con la que el elemento roscado 4 se acopla en la ranura de rosca 24 de la vuelta de rosca 22 de la rosca de husillo 21 asignada a esta con efecto de transmisión de fuerza. A este respecto, el componente roscado 3 con los elementos roscados 4 también puede denominarse tuerca. Por consiguiente el elemento roscado 4 puede alinearse automáticamente con la vuelta de rosca cambiante del componente de husillo 2 sin influencia externa. La sección roscada 41 está adaptada a la rosca de husillo 21. Para ello, por ejemplo, presenta el mismo ángulo de flanco constante a que la rosca de husillo 21. En las formas de realización mostradas en este caso, el ángulo de flanco a es igual a 30°.

El elemento roscado 4 presenta una base 42. Esta es un soporte para la sección roscada 41 y además está unida a esta de una sola pieza. La sección roscada 41 se extiende como una nervadura sobre el lado de la base 42 que está dirigido hacia la rosca del husillo 21 en la posición instalada. La base 42 está añadida al cuerpo 5 de manera que pueda moverse libremente. La sección roscada 41 está acoplada con la rosca de husillo 21 con efecto de transmisión de fuerza.

La sección roscada 41 presenta un curso similar a una línea. Como puede verse en las Figuras 2C y 8A, la sección roscada 41 no se extiende por toda la base 42 con respecto a su extensión longitudinal en la dirección de su curso lineal, sino que termina en ambos extremos a una distancia a del borde de la base 42 para su protección.

Como puede verse claramente a partir de las representaciones individuales del elemento roscado 4 en las figuras 2C, 8A y 9F, la sección roscada 41 está configurada arqueada y abombada de forma cóncava hacia el interior hacia su base 42. El contorno exterior de la sección roscada 41 circunferencial con respecto al eje longitudinal 1 dirigido hacia el componente de husillo 2 está configurado cóncavo para adaptarse al paso de la rosca de husillo. En las formas de realización que se muestran en este caso, la sección roscada 41 está configurada de manera similar a una parte de un curso helicoidal de una rosca interna de una tuerca no representada en este caso. Sin embargo, dado que el paso de la rosca del husillo 21 cambia sobre el eje longitudinal, es decir, sobre el curso axial del componente del husillo 2, para adaptarse a esto, el paso de la rosca de la tuerca también tendría que cambiarse en consecuencia. Este problema se resuelve de acuerdo con la invención utilizando los elementos roscados 4 que pueden moverse libremente en lugar de la tuerca.

Al cambiar el paso, también cambia la forma del arco o el radio de giro de las vueltas de rosca con un diámetro nominal constante. Para mayor claridad, en la figura 6D se representa una vista en corte H-H que se desprende de la figura 6, en donde el plano de corte discurre paralelo al paso oblicuamente al eje longitudinal 1 del componente de husillo 2. La figura 6C muestra a su vez un área central del engranaje de husillo 1 de acuerdo con la figura 6a con el componente roscado 3, siendo el paso de la rosca de husillo 21 máximo en este área. La forma básica del componente de husillo 2 con la rosca de husillo 21 es un cilindro circular recto. Si se corta un cilindro de base circular oblicua a su eje del cilindro, la superficie de corte resultante como ya se sabe presenta un contorno elíptico con dos diámetros, es decir, un diámetro mayor y un diámetro menor D perpendicularmente al diámetro mayor, en donde en la figura 6 para mayor claridad en el dibujo únicamente está señalado el diámetro menor D.

La forma de arco del contorno exterior circunferencial de la sección roscada 41 está adaptado al contorno exterior elíptico de la rosca de husillo 21 en el punto del diámetro menor D. Al mismo tiempo, la adaptación se realiza en el punto en el que el paso de la rosca del husillo es máximo en su recorrido axial. Este al mismo tiempo es el punto en el que el radio de la forma de arco del contorno exterior elíptico de la rosca de husillo 21 es máximo. Un radio R de este tipo se dibuja como ejemplo en las figuras 8A y 9F. Estas medidas son favorables con respecto a la minimización de la fricción y a la transmisión de fuerza de los participantes de engranaje durante el funcionamiento.

Para facilitar el deslizamiento de la sección roscada 41 en la ranura de rosca 24 de la rosca de husillo 21 y cambiar su alineación más fácilmente cuando hay un cambio de paso, la sección roscada 41 de los elementos roscados 4 está configurada para estrecharse en ambos extremos con respecto a su extensión longitudinal 1 en la dirección de su curso lineal. La sección roscada 41 presenta una forma de sección longitudinal a modo de una lente con respecto a su extensión longitudinal.

El cuerpo 5 presenta para cada elemento roscado 4 una abertura de alojamiento 51 que radial con respecto al eje longitudinal 1 que discurre en la posición instalada en la dirección transversal q. En esta, el elemento roscado 4 asociado en cada caso está dispuesto de manera que puede moverse girando en este caso. Como puede verse, por ejemplo, en las figuras 1B y 3B, la abertura de alojamiento 51 está configurada como abertura de paso. Los elementos roscados 4 están dispuestos montados en cada caso a través de su base 42 con respecto al eje de apertura o de la abertura de alojamiento radial 51 en la abertura de alojamiento 51 asociada de tal manera que pueden moverse girando por deslizamiento y girando por rodadura. Para ello, la abertura de alojamiento 51 y la base 42 del elemento roscado 4 presentan secciones transversales circulares adaptadas entre sí.

Excepto en la forma de realización del engranaje de husillo 1 de acuerdo con la figura 5 con un apoyo con rodamiento a través de un cojinete de bolas 55 para los elementos roscados 4 en la abertura de alojamiento 51, en las otras formas de realización del engranaje de husillo 1 mostradas en el dibujo está previsto un apoyo deslizante. Aunque este apoyo es más económico y menos complejo que el apoyo con rodamiento, sin embargo provoca una mayor fricción durante el funcionamiento. En todas las formas de realización, el elemento roscado 4 está asegurado contra desplazamiento axial en la dirección del eje de apertura o radialmente hacia afuera. En las formas de realización del engranaje de husillo 1 está previsto en cada caso un aro de retención 52 para este propósito. Este se acopla en arrastre de forma bajo una tensión previa de resorte radial del resorte con respecto al eje de apertura o en la posición prevista en la que el elemento roscado 4 asociado está dispuesto en acoplamiento roscado adecuado con la rosca de husillo 21 del componente de husillo 2, en una ranura interior 53 prevista en el interior de la abertura de alojamiento 51.

En la forma de realización del engranaje de husillo 1 de acuerdo con la figura 4, está previsto adicionalmente un apoyo con elasticidad de resorte de los elementos roscados 4 en dirección hacia la rosca del husillo 21 para reducir un juego entre los participantes de engranaje 2;3. A modo de ejemplo, en este caso están previstos seis resortes de disco 54 dispuestos uno detrás de otro en términos de tecnología de resorte. Así, los elementos roscados 4 están dispuestos en cada caso radialmente pretensados en la posición instalada.

En cuanto al apoyo previsto en la figura 4, de los elementos roscados D4 sobre cojinetes de bolas 55 con anillo interior 56 y anillo exterior 57 está previsto que los elementos roscados 4 estén fijados en cada caso con respecto al eje de apertura o de la abertura de alojamiento 51 radialmente por fuera en el anillo interior 56. El anillo exterior 57 del cojinete de bolas 55 está dispuesto en el lado interior de la abertura de alojamiento 51 sujeto de manera resistente al giro con respecto y en este caso también axialmente en relación con la rosca de husillo 21.

En todas las formas de realización representadas en el dibujo del accionamiento de husillo 1, el componente roscado 2 está apoyado sobre el componente de husillo 2 de manera que puede desplazarse por deslizamiento axial y circunferencialmente a través de dos casquillos de cojinete liso 6. Los casquillos de cojinete liso 6 están firmemente conectados con el componente roscado 2. Los dos casquillos de cojinete liso 6 están dispuestos a una distancia entre sí axialmente con respecto al eje longitudinal 1, dejando libres las aberturas de alojamiento 51. Terminan a ras con el componente roscado 3 axialmente en ambos extremos.

En las formas de realización mostradas en este caso, el componente de husillo 2, el componente roscado 3 y el elemento roscado 4 están fabricados con plástico de una sola pieza.

Con respecto a su contorno exterior, el componente roscado 3 presenta la forma de un prisma recto con superficies laterales exteriores 32 prismáticas iguales que están dispuestas en cada caso perpendicularmente a la dirección transversal q. Gracias a esta medida, el componente roscado 3 puede estar dispuesto sujeto sin complicaciones sobre al menos una de las superficies laterales exteriores 32 de manera que puede desplazarse por deslizamiento y de manera resistente al giro, por ejemplo, en relación con una carcasa no representada en este caso. Para ello, a esta superficie lateral exterior 32 se le puede asociar una superficie lateral de la carcasa correspondientemente adaptada. El número de superficies laterales exteriores 32 prismáticas está adaptado al número de elementos roscados 4 de manera que los elementos roscados 4 previstos están dispuestos en cada caso en el centro de la superficie lateral exterior 32 asociada y circunferencialmente a la misma distancia entre sí. Además, únicamente en la superficie lateral exterior 32 del componente roscado 3 se introduce en cada caso una abertura de alojamiento radial 51, para la que también está previsto en cada caso un elemento roscado 4. Esto es ventajoso en comparación con una posible introducción de partículas a través de la abertura de alojamiento 51 no utilizada en el acoplamiento de rosca entre el elemento roscado 4 y la rosca de husillo 21.

Como puede desprenderse, con la excepción de la Figura 3C, de las figuras 1-5 con la representación de una rosca de husillo 21 de dos entradas, el componente roscado 2 presenta una sección transversal cuadrada, en donde en dos superficies laterales exteriores 32 enfrentadas entre sí con respecto al eje longitudinal 1 está prevista en cada caso una abertura de alojamiento 51 con un elemento roscado 4 apoyado en ella.

De acuerdo con las figuras 6 a 8, está previsto un componente de husillo 2 con una rosca de husillo 21 de cuatro entradas. Están previstos cuatro elementos roscados 4 en correspondencia con el número de vueltas de rosca 22. Como puede desprenderse en particular de las vistas del componente roscado 3 de acuerdo con las figuras 7B y 7C, el componente roscado 2 también presenta una sección transversal cuadrada, en donde a cada una de las superficies laterales exteriores 32 está asociado un elemento roscado 4.

En la figura 9 se muestra un engranaje de husillo 1 con una rosca de husillo 21 de seis entradas. Adaptado a esto, el componente roscado presenta una sección transversal hexagonal, en donde a cada una de las seis superficies laterales exteriores 32 está asociado un elemento roscado 4.

Una comparación del engranaje del husillo 1 descrito anteriormente con una rosca de husillo 21 de dos, cuatro o seis entradas muestra que, como de costumbre, el diámetro del componente del husillo 2 se adapta al número de vueltas de rosca 22, en donde un diámetro óptimo aumenta con el número de vueltas de rosca 22. Para impedir que los componentes roscados 3 con su respectivo elemento roscado 4 se obstaculicen entre sí en la posición de funcionamiento, los componentes roscados 3, dependiendo de su número pueden extenderse sobre una determinada sección parcial circunferencial con respecto a su extensión circunferencial hacia el eje longitudinal 1. Con la rosca de husillo de dos entradas 21 y los dos elementos roscados 4 requeridos con ella, los elementos roscados 4 se extienden en cada caso con respecto al eje longitudinal en la dirección circunferencial en <n/2 radianes o con respecto al diámetro nominal sobre un rango circunferencial menor o igual a 85% /-5%. En el componente de husillo de seis entradas de acuerdo con la figura 9, los elementos roscados 4 se extienden en cada caso sobre un área circunferencial menor o igual a < 60% ± 5% del diámetro nominal del componente de husillo 2 con respecto al diámetro nominal.

El diámetro aumentado del componente de husillo 2 y la extensión circunferencial reducida de los componentes roscados 3 con un número creciente de pasos de rosca 22 de la rosca de husillo 21 se ve claramente por la curvatura cóncava del contorno exterior de la sección roscada 41 al configurarse más plano con un número creciente de pasos de rosca 22. Esto muestra una comparación del elemento roscado 4 que se muestra en las Figuras 2C, 8A y 9F para una rosca de husillo 21 de dos, cuatro o seis entradas.

Como puede verse, por ejemplo, en las figuras 3A y 3C, el componente roscado 3 presenta orificios de fijación 58 paralelos al eje longitudinal 1 configurados en cada caso como orificio de paso para la conexión a un componente que no se muestra en este caso.

Lista de referencias

1 engranaje de husillo

2 componente de husillo

21 rosca de husillo

22 vuelta de rosca

23 diente de rosca

24 ranura de rosca

3 componente roscado

31 abertura de paso

32 superficie lateral exterior

4 elemento roscado

41 sección roscada

42 base

43 sección roscada de diente

5 cuerpo

51 abertura de alojamiento

52 aro de retención

53 ranura interior

54 resorte de plato

55 cojinete de bolas

56 anillo interior

57 anillo exterior

58 abertura de fijación

6 manguito de cojinete liso

I-IV área

a distancia

d eje de giro

1 eje longitudinal

o eje de apertura

q eje transversal

D diámetro

G altura de paso

R radio

a ángulo de flanco

Claims

REIVINDICACIONES

1. Engranaje de husillo (1) con un componente de husillo (2) con una rosca de husillo (21), que presenta un paso que cambia a lo largo de un eje longitudinal (l) del componente de husillo (2), y con un componente roscado (3) que se acopla en la rosca del husillo (21), en donde los dos componentes (2; 3) pueden desplazarse en relación el uno hacia el otro con respecto al eje longitudinal (l) del componente del husillo (2), y el componente roscado (3) presenta al menos un elemento roscado (4) que puede moverse libremente, que se acopla en la rosca de husillo (21) y que se adapta automáticamente al paso de rosca de la rosca del husillo (21) durante el funcionamiento, en donde el elemento roscado (4) presenta una sección roscada (41) que se acopla en cada caso en la rosca de husillo (21), con respecto al eje longitudinal (l) del componente del husillo (2), en la posición de trabajo con efecto de transmisión de fuerza y que está dispuesta en la posición instalada en el lado de una base (42) del elemento roscado (4) dirigido a la rosca de husillo (21), presentando la sección roscada (41) una extensión longitudinal lineal en la dirección del curso helicoidal de la rosca de husillo (21) en la posición instalada y se extiende en forma arqueada en la dirección circunferencial con respecto al eje longitudinal del componente del husillo (2), caracterizado porque el componente roscado (3) presenta un cuerpo (5) con una abertura de alojamiento (51) radial con respecto al eje longitudinal (l) del componente de husillo (2), configurada como abertura de paso y alineada a lo largo de un eje de apertura (o), en la que el elemento roscado (4) está dispuesto montado sobre su base (42) con respecto al eje de apertura (o) de la abertura de alojamiento (51) de manera que puede moverse girando por desplazamiento y girando por rodadura.

2. Engranaje de husillo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección roscada (41) comprende una sección roscada de diente (43) y/o una sección roscada de ranura.

3. Engranaje de husillo (1) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la sección roscada (41) se extiende circunferencialmente con respecto al eje longitudinal (l) a lo largo de un área de ^ 85 % ± 5 % o a lo largo de un área de ^ 60 % ± 5 % en cada caso del diámetro nominal del componente de husillo (2).

4. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el contorno exterior de la sección roscada (41) circunferencial con respecto al elemento roscado (4) dirigido al componente de husillo (2) está configurado cóncavo y también elíptico en adaptación a un paso de la rosca de husillo (21).

5. Engranaje de husillo (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que el contorno exterior está adaptado al paso más grande de la rosca de husillo (21) y además a la superficie de sección elíptica de una sección oblicuamente con respecto al eje longitudinal de la rosca del husillo (21) y en un plano con su paso, y específicamente en el área en la que la superficie de sección elíptica presenta el diámetro más pequeño (D).

6. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la sección roscada (41) está configurada estrechándose a ambos extremos con respecto a su extensión longitudinal para facilitar la alineación en el caso de cambio de paso de la rosca de husillo (21).

7. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque, está previsto un rodamiento con un anillo interior (56) y un anillo exterior (57) para el apoyo móvil giratorio por rodadura del elemento roscado (4), en donde el elemento roscado (4) está fijado radialmente en el exterior en el anillo interior (57) del rodamiento con respecto al eje de apertura (o) de la abertura de alojamiento (51) o forma el anillo interior (57) del mismo, y en donde el anillo exterior (57) del rodamiento está unido a la abertura de alojamiento (51) en su interior al menos de manera resistente a la torsión.

8. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento roscado (4) se acopla radialmente en la rosca de husillo (21) bajo carga elástica con respecto al eje longitudinal (I).

9. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el elemento roscado (4) en la posición instalada está dispuesto en la abertura de alojamiento (51), asegurado contra un desplazamiento axial con respecto al eje de apertura (o) en la dirección contraria a la rosca de husillo (21).

10. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el cuerpo (5) del componente roscado (3) está dispuesto apoyado de forma desplazable por deslizamiento sobre el componente de husillo (2).

11. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la rosca de husillo (21) comprende al menos una vuelta de rosca (22) que presenta un curso continuo por toda su extensión axial en el eje longitudinal (l) del componente de husillo (2).

12. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la rosca de husillo (21) está configurada como rosca trapezoidal.

13. Engranaje de husillo (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la rosca de husillo (21) del componente de husillo (2) presenta una o al menos dos vueltas de rosca (22), en donde está previsto un elemento roscado (4) por cada vuelta de rosca (22).

14. Engranaje de husillo (1) según la reivindicación 13, caracterizado porque los al menos dos elementos roscados (4) están dispuestos, cada uno de ellos con respecto al eje longitudinal (1) del componente de husillo (2), a la misma altura y circunferencialmente equidistantes en el cuerpo (5) del componente roscado (3).

15. Engranaje de husillo (1) según las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque los al menos dos elementos roscados (4) son estructuralmente idénticos.