ES2960017T3 - Accionamiento por husillo de bolas - Google Patents
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Abstract
Un husillo de bolas (10) comprende un husillo roscado (12) y una tuerca de husillo (14), que rodea coaxialmente al menos parcialmente el husillo roscado (12) y presenta un tope en una superficie frontal axial (18). En el espacio (16) entre el husillo roscado (12) y la tuerca del husillo (14) pueden girar un gran número de bolas. Un elemento de tope radial (22) está conectado de forma no positiva con el husillo roscado (12) y está diseñado para interactuar con la cara extrema axial complementaria (18) de la tuerca del husillo (14). Está previsto un elemento de soporte para recibir un primer extremo longitudinal de la tuerca del husillo (12). Según la invención, el elemento de tope radial (22) y el elemento de soporte están combinados como un elemento de tope (24) de una sola pieza y presentan dos dispositivos antigiro (26, 28). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Accionamiento por husillo de bolas
La presente invención se refiere a un accionamiento por husillo de bolas, en particular a una estructura simplificada de la protección contra bloqueo en el tope final de un accionamiento por husillo de bolas.
ANTECEDENTES TÉCNICOS
Se designa como husillo con bolas circulantes o también accionamiento por husillo de bolas (KGT) normalmente un accionamiento de rodamientos con bolas como cuerpos rodantes. A los componentes principales de un KGT pertenecen un husillo roscado y una tuerca de husillo que rodea este husillo. Entre estos dos componentes circulan bolas durante el funcionamiento, en donde los trenes roscados de los husillos roscados como también la tuerca de husillo están configurados de forma complementaria y están adaptados entre sí, de tal manera que actúan como guías de las bolas. A diferencia de una uniones de tornillo y tuerca, en la que los flancos de las roscas se deslizan superficialmente unos sobre los otros, en el KGT las bolas circulantes asumen, en la rosca diseñada como canal de bolas, la transmisión de la carga entre la tuerca y el husillo. El movimiento deslizante superficial se sustituye, por lo tanto, por un movimiento de rodadura (hacia abajo), lo que implica una fricción reducida.
Para obtener una trayectoria de rodadura cerrada para las bolas, se insertan en una tuerca de husillo una o varias desviaciones de las bolas. Éstas tienen el cometido de elevar las bolas en un primer lugar desde la guía de las bolas entre la tuerca de husillo y el husillo roscado y de reconducirlas a un segundo lugar. La guía de retorno de las bolas representa, por lo tanto, una derivación, que puentea uno o varios trenes de roscas del sistema de tuerca y husillo. Desde el punto de vista técnico, un KGT funciona como engranaje roscado, que puede convertir un movimiento giratorio en un movimiento longitudinal, en donde la reducción o bien la multiplicación se determina a través del dimensionado del husillo roscado, más exactamente a través del gradiente de la rosca.
Los accionamientos por husillo de bolas en emplean en muchas aplicaciones técnicas, sobre todo en la construcción de máquinas y allí preferiblemente en máquinas herramientas. Pero cada vez se emplean más KGT también en accionamientos longitudinales en campos, en los que se empleaban hasta ahora sistemas hidráulicos o neumáticos, por ejemplo en prensas, máquinas de fundición por inyección y en direcciones asistidas. Además, los KGT juegan también un papel creciente en sistemas de frenos electro-mecánicos y electro-hidráulicos, en los que los KGT se emplea como sustitución de cilindros de frenos hidráulicos o, en paralelos a los sistemas de freno conocidos, en sistemas de asistencia en el frenado.
Es evidente que en el funcionamiento el recorrido de desplazamiento de la tuerca de husillo está limitado a la longitud de la tuerca de husillo, porque en el caso de la separación del husillo y de la tuerca, las bolas pierden su guía. La solución más sencilla para este problema consiste en prever en el extremo longitudinal del husillo una pestaña, que actúa como tope de limitación para la tuerca de husillo.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Una pestaña como tope final axial colocado en el husillo actúa, en efecto, como limitación de la superficie frontal para el recorrido de desplazamiento de la tuerca de husillo. Pero el diseño tiene un inconveniente decisivo, porque en una disposición de tuerca y husillo, debido al movimiento giratorio relativo del husillo y la tuerca, debe absorberse, adicionalmente al impulso en la dirección del eje longitudinal del husillo, un impulso giratorio. El efecto de auto-bloqueo conocido y deseado en una combinación de tornillo y tuerca puede conducir en el KGT a que se bloqueen la tuera de husillo y el husillo roscado, lo que requiere entonces un memento de aflojamiento muy alto. Por lo tanto, el documento DE 102016 113395 propone conectar el disco de tope radial de manera fija contra giro con el husillo así como prever en la tuerca de husillo en la periferia exterior del lado frontal en dirección axial una proyección. Si la tuerca se aproxima al extremo del husillo, entonces la proyección de la tuerca choca, en la posición final, en el disco de tope radial y detiene el movimiento giratorio.
El documento DE 10219840 A1 muestra en la figura 2 un accionamiento por husillo de bolas con husillo roscado y con una tuerca de husillo. La tuerca de husillo está conectada fija contra giro con un árbol hueco accionado con motor. El motor y el árbol hueco están alojados fijos estacionarios en la carcasa; el movimiento giratorio del árbol hueco / tuerca es convertido, por lo tanto, en un movimiento de traslación del husillo roscado. El husillo roscado transmite este movimiento lineal sobre un cilindro. Este cilindro está retenido en una guía lineal y presenta un elemento de retención, que actúa como elemento de tope radial.
La publicación US 2.590.251 describe un elemento de activación mecánico, más exactamente un accionamiento de husillo accionado eléctricamente. También aquí se ha reconocido que los topes extremos (axiales) habituales representan un problema en tal accionamiento de tuerca y husillo, porque pueden bloquear el accionamiento. La patente US propone un elemento de tope radial, que se acopla en unión positiva sobre un dentado cónico en la sección extrema de una tuerca de husillo. El dentado cónico permite, además, un ajuste del ángulo de las superficies de tope radiales del elemento de tope radial.
El cometido de la presente invención es desarrollar este principio, en particular simplificar el gasto de montaje del tope radial y al mismo tiempo garantizar una buena derivación del impulso.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención soluciona este cometido por medio de un diseño especial de los dos seguros contra giro de un cojinete / elemento de tope de una sola pieza.
Un accionamiento por husillo de bolas 10 comprende, como se conoce en el estado de la técnica, un husillo roscado 12 y una tuerca de husillo 14. El husillo roscado 12 está rodeado al menos en parte coaxialmente por la tuerca de husillo 14. Ambos forman entre sí un espacio intermedio 16 formado de trenes de roscas opuestos complementarios entre sí, en el que circulan una pluralidad de bolas. La tuerca de husillo presenta (al menos) un tope en un lado frontal axial 18. Además, el accionamiento por husillo de bolas comprende un elemento de tope radial 22. Éste está conectado por aplicación de fuerza con el husillo roscado 12 y está diseñado para colaborar con el lado frontal axial 18, configurado complementario, de la tuerca de husillo 14. Con el elemento de tope radial se garantiza que la limitación del recorrido del sistema de husillo roscado - tuerca de husillo no se realice en la superficie frontal alineada axialmente, sino por medio de una superficie de tope dispuesta en la periferia de la tuerca de husillo, que colabora con una contra superficie de tope correspondiente del elemento de tope radial. Además, está previsto un elemento de cojinete para el alojamiento de un extremo longitudinal del husillo roscado 12. El elemento de tope radial 22 y el elemento de cojinete se realizan combinados como cojinete / elemento de tope 24 de una pieza y presenta dos seguros contra gro 26, 28. De esta manera, se reduce la complejidad del sistema como también el gasto de montaje.
En este caso, el primer seguro contra giro 26 está configurado de tal manera que se puede ajustar relación angular entre el husillo roscado 12 y el cojinete / elemento de tope 24 y a continuación se puede fijar por aplicación de fuerza. Con otras palabras, durante el montaje se puede ajustar la posición relativa del extremo roscado del husillo con respecto al tope y a continuación se puede fijar de forma duradera.
El segundo seguro contra giro 28 está diseñado de nuevo de acuerdo con la invención de tal manera que el elemento de cojinete / tope 24 se puede conectar en unión positiva y/o por aplicación de fuerza con otro alojamiento. Este otro alojamiento puede ser, por ejemplo, una carcasa o parte de máquina, en la que se instala el accionamiento por husillo de bolas. La forma más sencilla de hacer esto es que una parte del cojinete / elemento de tope 24 tenga una forma geométrica o esté diseñado técnicamente para que se pueda instalar en unión positiva / por aplicación de fuerza con el alojamiento. Esta configuración podría ser un dentado exterior, superficies de tope, taladros pasantes, etc.
Como forma de realización preferida, el accionamiento por husillo de bolas 10 puede estar realizado de tal forma que el primer seguro contra giro 26 es un sistema o bien una combinación de un polígono 30 (triángulo, cuadrado, etc.) o de una rueda dentada dispuesta o bien formada integralmente radialmente en su exterior, que colabora con un agujero o bien taladro 32 con dentado interior del cojinete / elemento de tope 24. El seguro contra giro tiene lugar, por lo tanto, porque la posición relativa del husillo con relación al cojinete / elemento de tope se realiza por medio del encaje de los dos elementos componentes entre sí, engranando el polígono y el dentado interior entre sí y garantizando el seguro contra giro. A este respecto, la división del taladro con dentado interior es preferiblemente un múltiplo de la división del polígono 30 o bien de la rueda dentada dispuesta radialmente en el exterior. De esta manera, se consigue que el polígono 30 pueda ser posicionado por aplicación de fuerza en una pluralidad de posiciones (posiciones angulares).
La configuración del tope 20 en el lado frontal axial 18 de la tuerca de husillo 14 (como superficie de tope para la pieza complementaria en el cojinete / elemento de tope 24) se realiza ventajosamente como saliente, en voladizo o como posición libre. De una manera correspondiente se prevé en el cojinete / elemento de tope 24 al menos un tope radial 34 y se realiza como saliente, en voladizo o como posición libre. De esta manera, se consigue la función como elemento de tope radial, como se ha descrito anteriormente, en colaboración con la tuerca de husillo diseñada de manera correspondiente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra esquemáticamente un KGT con tope axial.
La figura 2 muestra un KGT con un cojinete / elemento de tope 24 de acuerdo con la invención con dos seguros contra giro.
La figura 3a muestra un KGT en el estado montado con un cojinete / elemento de tope 24 de acuerdo con la invención en la sección transversal.
La figura 3b muestra un KGT en el estado montado con un cojinete / elemento de tope 24 de acuerdo con la invención en vista lateral.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra un KGT 10 con los componentes más elementales como husillo roscado 12 y tuerca de husillo 14, que forman entre sí, condicionados por sus trenes de roscas interiores y exteriores opuestos, un espacio interior 16, que actúa como guía de bolas. Se omite la desviación de las bolas prevista normalmente, que permite un circuito cerrado de las bolas. En un extremo del husillo roscado 12 se muestra un disco de tope plano 22. Éste colaboraría, tan pronto como se moviese la tuerca de husillo 14 en la figura hacia la derecha, con la superficie de tope frontal 18. De esta manera, un tope de pestaña sencillo posee las ventajas descritas anteriormente.
La figura 2 muestra un KGT 10 con los componentes básicos conocidos como husillo roscado 12 y tuerca de husillo 14 junto con un cojinete / elemento de tope 24 de acuerdo con la invención con dos seguros contra giro. El primer seguro contra giro 26 es la combinación del polígono 30 (mostrado como hexágono) y de un taladro 32 con dentado interior. El dibujo ilustra que este dentado interior presenta una división más alta que el hexágono exterior 30. De esta manera, durante la inserción, se puede ajustar la relación angular relativa entre el elemento de tope de cojinete 24 y el husillo roscado 12. La fijación se puede realizar entonces por medio de una férula, un muelle flexible o bien por medio de calafateo, fundición, soldadura, encolado.
En la figura se muestra que el tope 20 está realizado en el lado frontal 18 de la tuerca de husillo 14 como proyección, que puede colaborar con un tope 34 complementario del cojinete / elemento de tope 24. El dimensionado del tope se determina, entre otras cosas, por el gradiente de la rosca del KGT, con lo que se puede garantizar una superficie de tope lo más segura posible.
El segundo seguro contra giro 28 se muestra aquí como contorno exterior cuadrado con esquinas redondeadas, que se puede instalar en un alojamiento (no representado) de una carcasa o de un cojinete.
La figura 3a muestra un KGT 10 en el estado montado con un cojinete / elemento de tope 24 de acuerdo con la invención en la sección transversal, en la figura 2b en una vista lateral. El significado del signo de referencia es como se ha descrito anteriormente. La situación mostrada muestra la tuerca de husillo 14 en el tope final en el cojinetes / elemento de tope 24. La figura 2b muestra cómo el tope 20 colabora con su parte complementaria 34. En la sección transversal se muestra que no existe ningún bloqueo frontal del cojinete / elemento de tope 24 y la tuerca de husillo 14. La figura 3b muestra claramente que el cojinete / elemento de tope 24 está libre con su contorno exterior y de esta manera se puede utilizar como seguro contra giro. De la misma manera, la confrontación de las figuras 3a y 3b ilustra cómo se pueden combinar de una manera compacta el cojinete, el seguro contra giro y el tope.
Claims (5)
1. Accionamiento por husillo de bolas (10), con
• un husillo roscado (12) y
• una tuerca de husillo (14), que rodea, al menos en parte, coaxialmente el husillo roscado (12) y presenta un tope en un lado frontal axial (18),
• y una pluralidad de bolas, que pueden circular en el espacio interior (16) entre el husillo roscado (2) y la tuerca de husillo (14);
• un elemento de tope radial (22) para la limitación del recorrido del sistema formado por el husillo roscado y la tuerca de husillo con una superficie de tope dispuesta en la periferia de la tuerca de husillo, en donde el elemento de tope radial (22) está conectado por aplicación de fuerza con el husillo roscado (12) y está diseñado para colaborar con una superficie de tope complementaria correspondiente en el lado frontal axial (18) configurado de forma complementaria de la tuerca de husillo (4), y
• un elemento de cojinete para el alojamiento de un extremo longitudinal del husillo roscado (12),caracterizado porque
• el elemento de tope radial (22) y el elemento de cojinete están realizados combinados como cojinete / elemento de tope (24) de una sola pieza y presenta dos seguros contra giro (26, 28), en donde
• el primer seguro contra giro (26) está configurado de tal manera que se puede ajustar la relación angular entre el husillo roscado (12) y el cojinete / elemento de tope (24) y a continuación se puede fijar por aplicación de fuerza, y
• el segundo seguro contra giro (28) está diseñado de tal forma que el cojinete / elemento de tope (24) se puede conectar en unión positiva y/o por aplicación de fuerza con otro alojamiento.
2. Accionamiento por husillo de bolas (10) de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado porqueel primer seguro contra giro (26) es un sistema formado por un polígono (30) formado integralmente en el husillo roscado (12) o por una rueda dentada dispuesta o bien formada integralmente en su exterior radial, que colabora con un taladro (32) con dentado interior del cojinete / elemento de tope (24).
3. Accionamiento por husillo de bolas (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2,caracterizado porqueel tope (20) en el lado frontal axial (18) de la tuerca de husillo (14) está realizado como saliente, en voladizo o como posición libre.
4. Accionamiento por husillo de bolas (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porqueen el cojinete / elemento de tope (24) está previsto al menos un tope radial (34) y está realizado como saliente, en voladizo o como posición libre.
5. Accionamiento por husillo de bolas (10) de acuerdo con la reivindicación 2,caracterizado porquela división del taladro con dentado interior es un múltiplo de número entero de la división del polígono (30) o bien de la rueda dentada dispuesta radialmente en el exterior.
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