ES2980892T3

ES2980892T3 - Actuador lineal, dispositivo de ajuste longitudinal para un asiento y vehículo de motor

Info

Publication number: ES2980892T3
Application number: ES21189451T
Authority: ES
Inventors: Marcel Mittelbach
Original assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Current assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2024-10-03
Anticipated expiration: 2041-08-03
Also published as: CN115923604A; CN115923604B; US20230049563A1; EP4129756A1; US11761519B2; KR20230020340A; EP4129756B1; KR102744298B1

Abstract

Accionamiento lineal (1) que comprende al menos una cremallera (10) dispuesta a lo largo de un eje longitudinal (X) y que presenta una pluralidad de dientes (15), un árbol de accionamiento (20) dispuesto transversalmente al eje longitudinal (X) en un eje transversal (Y) y al menos dos elementos de accionamiento (30) que presentan cada uno al menos un diente de accionamiento (35), en donde los al menos dos elementos de accionamiento (30) se pueden mover linealmente en un eje de carrera (Z) orientado transversalmente al eje longitudinal (X) y transversalmente al árbol de accionamiento (20), en donde los al menos dos elementos de accionamiento (30) están acoplados de manera motriz al árbol de accionamiento (20) de tal manera que los al menos dos elementos de accionamiento (20) realizan al menos un movimiento de carrera cíclico en el transcurso de una revolución (Φ) del árbol de accionamiento (20) y entran y salen de la al menos una cremallera (10) para generar un accionamiento en el eje longitudinal (X), y en donde la entrada y salida de la al menos una cremallera (10) se produce de forma que la al menos una cremallera (10) se mueve linealmente en un eje de carrera (Z) orientado transversalmente al eje longitudinal (X) y transversalmente al árbol de accionamiento (20). al menos dos elementos de accionamiento (30) en el al menos un bastidor (10) con un desfase de fase (ΔΦ). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador lineal, dispositivo de ajuste longitudinal para un asiento y vehículo de motor

La presente invención se refiere a un actuador lineal que tiene las características de la reivindicación 1, un dispositivo de ajuste longitudinal para un asiento que tiene las características de la reivindicación 25 y un vehículo de motor que tiene las características de la reivindicación 26.

Los actuadores lineales son conocidos en la técnica anterior en diversas configuraciones y se utilizan ampliamente en dispositivos de ajuste de la longitud del asiento para ajustar la posición de un asiento en vehículos de motor. Los dispositivos de ajuste de la longitud del asiento suelen interactuar con un raíl inferior fijado a un chasis y un raíl superior dispuesto en su interior, por lo que el raíl superior puede ser desplazado por el actuador lineal mediante un motor. En el arte previo, el riel superior es típicamente ajustado por los accionamientos lineales por medio de un husillo, que está dispuesto dentro del riel superior y es soportado en su respectivo primer extremo y segundo extremo.

Tales dispositivos de ajuste longitudinal del asiento son conocidos, por ejemplo, por los documentos DE 3640 197 A1, DE 42 08 948 C2, DE 196 42 655 C2, DE 198 15283 A1, DE 102004 013 009 A1 y DE 102006 052 936 A1 . También el documento GB 2054794 A divulga un actuador lineal del estado de la técnica que constituye la base del término genérico de la reivindicación 1.

Debido a las altas exigencias impuestas a un actuador lineal, que además de la función de ajuste en el dispositivo de ajuste de la longitud del asiento también debe garantizar la seguridad en caso de accidente, dichos actuadores lineales tienen diferentes diseños que requieren diferentes procedimientos y procesos de fabricación. Se ha demostrado que el movimiento lineal sin holgura sólo puede realizarse con gran esfuerzo y que las cargas de rotura sólo pueden ajustarse con gran esfuerzo. También hay que mencionar que los dispositivos de ajuste de la longitud del asiento deben ajustar el asiento de un vehículo de motor lo más silenciosamente posible para aumentar la comodidad.

Aquí es donde entra en juego la presente invención.

La invención se basa en el objeto de proponer un actuador lineal mejorado que mejore los actuadores lineales conocidos de la técnica anterior de una manera expeditiva. Además, el actuador lineal debe tener un diseño especialmente compacto y permitir un movimiento lineal lo menos holgado posible con una carga de rotura simultáneamente variable y personalizable. El actuador lineal también debe permitir una alta velocidad de ajuste.

Este objeto se resuelve mediante un actuador lineal con las características de la reivindicación 1, un dispositivo de ajuste de la longitud del asiento con las características de la reivindicación 24 y un vehículo de motor con las características de la reivindicación 25.

Otras configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.

El actuador lineal según la invención con las características de la reivindicación 1 tiene al menos una cremallera que está dispuesta a lo largo de un eje longitudinal y tiene una pluralidad de dientes preferentemente distribuidos por igual. Además, el actuador lineal según la invención tiene un eje de accionamiento, que está dispuesto transversalmente al eje longitudinal en un eje transversal, y al menos dos elementos de propulsión, cada uno con al menos un diente de propulsión, en el que los al menos dos elementos de propulsión son linealmente móviles en un eje de carrera, que está orientado transversalmente al eje longitudinal y transversalmente al eje de accionamiento. Además, los al menos dos elementos de propulsión están acoplados al eje de transmisión de tal manera que los al menos dos elementos de propulsión realizan al menos un movimiento de carrera cíclico en el transcurso de una revolución del eje de transmisión y se sumergen dentro y fuera de la al menos una cremallera para generar una propulsión en el eje longitudinal, y en el que la entrada y salida de los al menos dos elementos de propulsión dentro de la al menos una cremallera tiene lugar con un desfase.

Aquí y en lo sucesivo, se entiende por movimiento de carrera cíclica una secuencia de movimiento del elemento de propulsión respectivo en la que el elemento de propulsión se sumerge una vez en la cremallera desde un punto de partida y una vez emerge completamente de la cremallera y vuelve al punto de partida y viceversa. El elemento de propulsión respectivo puede funcionar a través de uno o más períodos o ciclos completos durante una revolución del eje de transmisión, por lo que el número de períodos o ciclos siempre corresponde a un número entero.

Cuando el elemento de propulsión respectivo o su al menos un diente de propulsión se sumerge en la cremallera, los dientes y el al menos un diente de propulsión entran en contacto activo, lo que produce la propulsión a lo largo del eje longitudinal. Para ello, el respectivo diente de propulsión se introduce en la cremallera o en un espacio entre dos dientes de la cremallera, con lo que el diente de propulsión y el diente de la cremallera entran en contacto activo en las denominadas superficies de fricción, lo que da lugar a la propulsión. Para ello, es necesario que al menos los dientes y/o los dientes de arrastre tengan superficies de fricción correspondientes, que pueden estar diseñadas en forma de superficie de cuña.

Se señala además que, en el contexto de la presente invención, por desfase se entiende una entrada y salida de los al menos dos elementos de propulsión en la cremallera en diferentes ángulos de rotación del eje de transmisión.

La presente invención se basa en la idea de proponer un actuador lineal cuyo eje de accionamiento está dispuesto transversalmente al eje longitudinal de la cremallera, lo que hace particularmente favorable la utilización del actuador lineal propuesto para los dispositivos de ajuste de la longitud del asiento, ya que dos accionamientos lineales pueden funcionar paralelamente con un solo accionamiento, sin necesidad de engranajes o transmisiones adicionales. Además, el actuador lineal propuesto puede tener un diseño especialmente compacto y también puede carecer de holgura y tener una elevada carga de rotura.

Además, se ha demostrado ventajoso que el actuador lineal tenga más de dos elementos de propulsión, siendo preferente que tenga cuatro, seis u ocho elementos de propulsión. También hay que señalar que el número de elementos de elevación no tiene por qué ser par, ni existe un límite superior para su número.

Según una realización ventajosa del actuador lineal según la invención, se puede prever que el desfase del movimiento de carrera cíclico de los al menos dos dientes de accionamiento con respecto a una revolución $ del eje de accionamiento sea al menos 1/256$, más preferentemente al menos 1/128$, 1/64$, 1/32$, 1/16$ o l/8$ y preferentemente inferior o igual a A $.

Preferentemente, el desfase es inferior a 1/2 $, en particular'A$ o 1/4 $.

Puede ser ventajoso que el recíproco matemático de la fracción respectiva (1/n) del desfase especifique el número k de elementos de propulsión que deben preverse, a saber k = (n/i), donde un número i es el número de movimientos cíclicos de carrera de un elemento de avance durante una revolución $ del eje de transmisión. Por ejemplo, se proporcionan preferentemente al menos dos elementos de propulsión (n=4) si el desfase entre los elementos de propulsión debe ser de 1/4 $ y el elemento de propulsión realiza un movimiento de carrera completa por revolución.

Otro desarrollo de la presente invención prevé que el al menos un diente de propulsión de uno de los al menos dos elementos de propulsión esté dispuesto con un desplazamiento en el eje longitudinal con respecto a al menos un diente de propulsión del otro de los al menos dos elementos de propulsión con respecto al eje de transmisión y/o que el al menos un diente de la al menos una cremallera, en la que uno de los al menos dos elementos de propulsión puede sumergirse hacia dentro y hacia fuera, esté dispuesto con un desplazamiento en el eje longitudinal con respecto a al menos un diente de la al menos una cremallera, en la que el otro de los al menos dos elementos de propulsión puede sumergirse hacia dentro y hacia fuera. En otras palabras, es posible que la cremallera y/o los elementos de propulsión tengan una forma adaptada al desfase y a la propulsión resultante, en particular para utilizar un gran número de componentes idénticos o de construcción idéntica, en particular elementos de propulsión o cremalleras.

Por ejemplo, en una realización preferente, la al menos una cremallera y los al menos dos elementos de accionamiento pueden tener dientes helicoidales, en los que los dientes de los dientes helicoidales se extienden en un ángulo de hélice a. El desplazamiento de fase con el que los al menos dos elementos de accionamiento entran y salen de la cremallera se realiza a través del engranaje helicoidal. En esta realización preferente, los al menos dos elementos de propulsión pueden ser idénticos o del mismo diseño y pueden tener un dentado helicoidal correspondiente a la cremallera, con lo que, por un lado, se realiza el desplazamiento de fase y, por otro, se puede conseguir una optimización acústica a partir del contacto superficial entre los elementos de propulsión y la cremallera mediante un contacto de línea. Para el engranaje helicoidal resulta ventajosamente la siguiente relación, donde a es un ángulo de hélice del engranaje helicoidal, y es la distancia desde el centro geométrico en el eje transversal entre los al menos dos elementos de accionamiento, k es el número de elementos de accionamiento y x es la distancia entre dos dientes de la cremallera, por lo que se aplica lo siguiente:

Además, puede ser ventajoso si el engranaje helicoidal de los dientes de avance de los elementos de propulsión tiene un ángulo de hélice ligeramente diferente al de la cremallera, preferentemente con una diferencia en el ángulo de hélice de 1° < Aa < 2°.

Según una realización de la presente invención, también puede proporcionarse una cremallera para cada uno de los al menos dos elementos de propulsión, en la que los dientes de la cremallera respectiva tienen un desplazamiento en el eje longitudinal correspondiente al desplazamiento de fase. Para el desplazamiento entre los dientes de la cremallera respectiva, puede resultar preferentemente la siguiente relación para un movimiento cíclico de carrera de un diente de propulsión (i=1) para una revolución $ del eje de arrastre, donde Ax es el desplazamiento, x es la distancia entre dos dientes de la cremallera y k es el número de elementos de arrastre:

Los al menos dos elementos de propulsión pueden diseñarse de forma idéntica, lo que permite aumentar el número de piezas idénticas.

También es posible en una realización de la presente invención que el al menos un diente de propulsión de uno de los al menos dos elementos de propulsión esté dispuesto con un desplazamiento relativo a al menos un diente de propulsión del otro de los al menos dos elementos de propulsión en el eje longitudinal con respecto al eje de transmisión. En este caso, los elementos de propulsión no son piezas idénticas, sino que tienen formas diferentes debido a la posición del al menos un diente de propulsión en el eje longitudinal. Para el desplazamiento entre los dientes propulsores del elemento propulsor respectivo, puede resultar preferentemente la siguiente relación para un movimiento de carrera cíclico de un elemento propulsor (1=1) para una revolución $ del eje propulsor, donde Ax es el desplazamiento, x es la distancia entre dos dientes de la cremallera y k es el número de elementos de propulsión:

En este punto, cabe señalar que los dientes de accionamiento de los elementos de accionamiento y los dientes de la cremallera pueden disponerse desplazados y/o tanto la cremallera como los elementos de accionamiento pueden tener dentado helicoidal. Por consiguiente, todas las combinaciones son posibles.

Otro desarrollo de la presente invención prevé que los al menos dos elementos de propulsión tengan más de un diente de propulsión. Puede ser ventajoso, por ejemplo, si los al menos dos elementos de propulsión tienen varios dientes de propulsión, por ejemplo dos, tres, cuatro o más, con lo que los respectivos dientes de propulsión no tienen que tener un perfil dentado completo. Los dientes de arrastre múltiples en el elemento de arrastre respectivo pueden aumentar la carga de rotura al aumentar el solapamiento del arrastre lineal.

Otro desarrollo de la presente invención prevé que los al menos dos elementos de propulsión estén dispuestos transversalmente al eje longitudinal y paralelos entre sí. Preferentemente, los al menos dos elementos de propulsión están dispuestos adyacentes entre sí con una separación lo más pequeña posible, por lo que la separación garantiza un movimiento sin contacto entre los al menos dos elementos de propulsión.

Según un desarrollo adicional ventajoso, los al menos dos elementos de propulsión tienen cada uno un rebaje, y el acoplamiento entre el eje de transmisión y el elemento de propulsión tiene lugar en el rebaje. Preferentemente, el rebaje atraviesa al menos uno de los al menos dos elementos de propulsión, preferentemente los al menos dos elementos de propulsión. En esta realización preferente, la hendidura se extiende completamente a través del elemento de elevación, por lo que la hendidura puede diseñarse como un orificio pasante, como una abertura o como una ranura abierta al exterior. El rebaje forma preferentemente dos superficies laterales que están diseñadas para hacer contacto deslizante con el eje de transmisión. Las dos superficies laterales están dispuestas preferentemente en dos lados diametrales. El al menos un diente de propulsión del respectivo elemento de avance puede estar dispuesto -preferentemente paralelo y a distancia- en un lado exterior que mira hacia fuera de las dos superficies laterales.

Otra realización preferente de la presente invención prevé que el eje de transmisión comprenda un árbol de levas y que el árbol de levas esté acoplado a al menos dos elementos de propulsión. El árbol de levas interactúa con los al menos dos elementos de propulsión y dispone de medios de guía a través de los cuales puede tener lugar el acoplamiento con el elemento de propulsión respectivo. En una realización preferente, el árbol de levas tiene un disco de árbol de levas para cada uno de los al menos dos elementos de propulsión, teniendo el disco de árbol de levas los medios de guía que especifican el movimiento cíclico de carrera durante la rotación del eje de transmisión del elemento de propulsión respectivo. Los al menos dos discos del árbol de levas están dispuestos paralelos entre sí a lo largo del eje transversal y la desviación del elemento de avance respectivo viene determinada por la posición angular del disco del árbol de levas respectivo. Preferentemente, el árbol de levas entra en contacto con al menos una de las superficies laterales del rebaje y forma un acoplamiento de accionamiento entre el árbol de levas y el al menos un elemento de propulsión.

Según otro desarrollo de la presente invención, ha resultado ventajoso que los al menos dos discos de árbol de levas estén dispuestos desplazados angularmente con respecto al eje longitudinal en un ángulo p. Preferentemente, el ángulo es 0 < p < 360. Por ejemplo, el ángulo puede ser de aprox. 90° en un diseño del actuador lineal con cuatro elementos de accionamiento.

Otra realización ventajosa de la presente invención prevé que el disco del árbol de levas sea asimétrico con respecto al eje longitudinal, siendo el disco del árbol de levas también preferentemente simétrico con respecto a un plano en el eje longitudinal.

Además, se ha demostrado que es especialmente ventajoso que el al menos un disco del árbol de levas esté diseñado de tal manera que el al menos un elemento de avance sea presionado dentro de la cremallera y empujado hacia fuera a una velocidad sustancialmente constante cuando el árbol de levas gira a una velocidad angular constante alrededor del eje longitudinal. En este contexto, se entiende por velocidad esencialmente constante del al menos un elemento de propulsión una velocidad aproximadamente constante entre los dos puntos de giro en los que el al menos un elemento de propulsión es presionado hacia el interior de la cremallera o empujado hacia el exterior de la misma. Entre los dos puntos de inflexión, preferentemente más del 80 %, preferentemente más del 90 % de la carrera, la velocidad debe situarse dentro de una tolerancia de ±10 %, más preferentemente ±5 % alrededor de un valor medio. En los puntos de giro, el elemento tunelador se desacelera en consecuencia y luego se acelera de nuevo. Dicho movimiento puede describirse en un diagrama X-Y como un zigzag, resolviéndose el recorrido en el eje X y el ángulo de rotación en el eje Y.

Además, se ha encontrado que es ventajoso si, según un desarrollo adicional de la presente invención, una superficie de fricción del disco del árbol de levas se forma en la dirección de rotación a una distancia del eje longitudinal, y que un cambio en la distancia aumenta aproximadamente linealmente en una dirección de rotación en al menos una primera sección y disminuye linealmente en la dirección de rotación en al menos una segunda sección. De este modo, la superficie de fricción tiene una forma aproximadamente espiral, por lo que la superficie de fricción está diseñada de tal manera que la distancia entre dos lados diametrales es aproximadamente constante o corresponde aproximadamente a la anchura del rebaje del elemento de propulsión respectivo. En esta realización, el disco del árbol de levas tiene forma de corazón, con el centro de la superficie moviéndose dentro de un plano situado en el eje longitudinal cuando gira alrededor del eje longitudinal.

También ha demostrado ser ventajoso si la al menos una primera sección y la al menos una segunda sección están conectadas por al menos una transición redondeada. En particular, es preferente que la distancia entre los dos lados diametrales de la superficie de fricción en la transición sea ligeramente menor que la anchura del rebaje, lo que impide que el disco del árbol de levas se atasque o se atasque en el rebaje. En particular, es preferente que las transiciones se formen como un radio de transición, en el que el radio de transición corresponde aproximadamente a la anchura del rebaje, preferentemente con una tolerancia de ±10 %.

En otra realización de la presente invención, la primera porción y/o la segunda porción pueden extenderse sobre un semicírculo. Debido al diseño del disco del árbol de levas de esta manera, el elemento de accionamiento se presiona completamente en la cremallera una vez durante una rotación completa del árbol de levas alrededor del eje longitudinal y luego se presiona de nuevo hacia fuera, por lo que este movimiento corresponde a un ciclo.

Según otra realización preferente de la presente invención, se selecciona una anchura del rebaje tal que el disco del árbol de levas se agarra aproximadamente sin juego. El rebaje del al menos un elemento de contacto puede revestirse con medios adecuados a través de los cuales el disco del árbol de levas pueda entrar en contacto con el rebaje con fricción reducida o deslizarse por las superficies laterales. Por ejemplo, la fricción entre el disco del árbol de levas o la superficie de fricción del disco del árbol de levas y las superficies laterales del rebaje puede reducirse seleccionando emparejamientos de materiales adecuados, para lo cual también pueden utilizarse lubricantes para reducir la fricción.

Además, se ha demostrado que es ventajoso que la altura del rebaje corresponda al menos a la anchura del rebaje. En particular, es preferente que la altura sea mayor que la anchura del rebaje, de forma que la al menos una superficie transversal que une las superficies laterales no entre en contacto con el disco del árbol de levas.

Además, se ha demostrado que es ventajoso que el al menos un diente de propulsión de cada uno de los dos al menos dos elementos de propulsión y/o los dientes de la cremallera sean simétricos y correspondientes.

Según un desarrollo adicional preferente, se proporciona una corredera. Preferentemente, el carro comprende una o más piezas de alojamiento, por lo que el eje de transmisión y/o los al menos dos dientes de transmisión también se mantienen preferentemente en el carro. Preferentemente, el carro comprende una carcasa que aloja los dientes de arrastre y puede estar formada por varias piezas de carcasa. El carro puede disponer de al menos un cojinete para soportar el eje de transmisión, por ejemplo en forma de cojinete liso o de rodillo. El carro puede acoplarse firmemente a un riel superior del dispositivo de ajuste de la longitud del asiento.

Según una realización preferente de la presente invención, el carro comprende al menos un medio de guía lineal mediante el cual los al menos dos elementos de propulsión se mantienen en guía lineal en el eje de elevación. Además, las fuerzas se transmiten en el eje longitudinal a través de los medios de guía lineal entre el carro y los al menos dos elementos de propulsión.

Según un desarrollo adicional preferente, los medios de guía lineal tienen una superficie de contacto, en la que la superficie de contacto es preferentemente plana, cóncava o convexa y el elemento de propulsión respectivo está montado positivamente dentro del carro en el eje longitudinal así como en el eje transversal. En consecuencia, el respectivo de los al menos dos elementos de propulsión sólo puede realizar un movimiento en el eje de elevación.

Según un desarrollo adicional preferente, se proporciona un accionamiento, en el que el accionamiento acciona el eje de transmisión. Preferentemente, el accionamiento es un accionamiento eléctrico, que está acoplado al eje de accionamiento a través de una caja de cambios, en particular una caja de cambios planetaria.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo de ajuste de la longitud del asiento con al menos un actuador lineal descrito anteriormente. Preferentemente, el dispositivo de ajuste de la longitud del asiento comprende un raíl inferior que puede fijarse a un chasis y un raíl superior, siendo aún más preferente que el raíl superior pueda motorizarse mediante el actuador lineal. En una realización preferente, el raíl inferior también puede comprender la cremallera y el raíl superior puede comprender los componentes restantes del actuador lineal, en particular los elementos de accionamiento y el eje de accionamiento.

Un tercer y último aspecto de la presente invención se refiere a un vehículo de motor que tiene al menos un dispositivo de ajuste longitudinal del asiento.

A continuación se describen en detalle tres realizaciones de la presente invención con referencia al dibujo adjunto. Se muestra:

Figura 1 vista en perspectiva muy simplificada de un dispositivo de ajuste de la longitud del asiento con actuador lineal,

Figura 2 una vista en perspectiva ampliada del actuador lineal con una cremallera orientada a lo largo de un eje longitudinal, cuatro elementos de accionamiento, un eje de transmisión y un carro que sujeta los elementos de accionamiento, tal como se muestra en la figura 1,

Figura 3 ilustración simplificada del actuador lineal tal y como se muestra en las figuras 1 y 2, con el carro oculto para una mejor comprensión,

Figura 4 una vista en sección en un plano transversal al eje longitudinal,

Figura 5 una vista lateral simplificada del actuador lineal, como se muestra en la figura 3,

Figura 6 vista en perspectiva simplificada de un actuador lineal según un segundo ejemplo de realización, en el que el carro está oculto para una mejor comprensión,

Figura 7 una vista superior del actuador lineal, como se muestra en la figura 6,

Figura 8 una vista en sección del actuador lineal con el carro según la figura 6 en un plano transversal al eje longitudinal,

Figura 9 una vista lateral simplificada del actuador lineal según el segundo ejemplo de diseño,

Figura 10 vista en perspectiva simplificada de un actuador lineal según un tercer ejemplo de realización, en el que el carro está oculto para una mejor comprensión,

Figura 11 una vista superior del actuador lineal, como se muestra en la figura 10,

Figura 12 una vista en sección del actuador lineal según el ejemplo de la tercera realización con el carro en un plano transversal al eje longitudinal,

Figura 13 una vista lateral simplificada del actuador lineal según la tercera realización, y

Figura 14 cuatro ilustraciones detalladas de los diferentes elementos de propulsión del actuador lineal según el tercer ejemplo de diseño.

A continuación, los componentes idénticos o funcionalmente idénticos en un ejemplo de realización se etiquetan con los mismos signos de referencia. En aras de la claridad, no todas las piezas idénticas o funcionalmente idénticas están etiquetadas con un número de referencia en las figuras individuales.

La figura 1 muestra un dispositivo de ajuste longitudinal del asiento 2 según la invención de un vehículo de motor 3 (no representado) con un actuador lineal 1, que está configurado para ajustar un asiento (no representado) del vehículo de motor 3 en un eje longitudinal X.

El dispositivo de ajuste longitudinal del asiento 2 puede tener un raíl inferior (no representado), en el que el raíl inferior está conectado a un chasis (no representado) y puede tener un raíl superior (no representado) con el asiento, en el que el raíl superior es desplazable con respecto al raíl inferior en el eje longitudinal X.

El actuador lineal 1, que se muestra en detalle en tres realizaciones diferentes en las figuras 3-13, comprende al menos una cremallera 10, un eje de accionamiento 20 y al menos dos elementos de accionamiento 30.

Además, el actuador lineal 1 puede comprender un carro 50, que puede sujetar los elementos de propulsión 30 y el eje de accionamiento 20 en cojinetes. El carro 50 puede estar formado por dos partes de carcasa 54, 56, que pueden unirse entre sí en un plano perpendicular al eje longitudinal X.

La al menos una cremallera 10 está dispuesta a lo largo del eje longitudinal X y tiene una pluralidad de dientes 15 que están alineados a lo largo del eje longitudinal X, preferentemente de forma equidistante. Los dientes 15 pueden tener un perfil de diente simétrico con dos superficies de contacto 18 formadas en los flancos y un espacio de diente 16 puede formarse entre los dientes.

El eje de transmisión 20 puede ser accionado por un accionamiento 60, en el que preferentemente se proporciona una caja de engranajes 65 entre el accionamiento 60 y el eje de transmisión 20, mediante la cual se puede lograr una relación de reducción o transmisión deseada. El eje de accionamiento 20 está dispuesto en un eje transversal Y perpendicular al eje longitudinal X, por lo que el eje transversal Y y el eje longitudinal X pueden abarcar un plano que está dispuesto paralelamente a la cremallera 10.

En las realizaciones ejemplares descritas a continuación, el actuador lineal 1 tiene cuatro elementos de accionamiento 30 en cada caso. El respectivo elemento de propulsión 30 comprende al menos un diente de propulsión 35 y es desplazable linealmente en un eje de carrera Z, que está orientado transversalmente al eje longitudinal X y transversalmente al eje de accionamiento 20 o al eje transversal Y.

El elemento de propulsión 30 respectivo puede ser sujetado en el carro 50 por medios de guía lineal 52 en el eje de carrera Z, mediante los cuales éstos predeterminan la posición del elemento de propulsión 30 respectivo en el eje transversal Y y en el eje longitudinal X. Los medios de guía lineal 52 pueden, por ejemplo, soportar el respectivo elemento de propulsión 30 en forma de V o de U sobre superficies de apoyo 32 en la región del extremo delantero y/o en una región del extremo trasero.

El al menos un diente de propulsión 35 está diseñado para corresponder a los dientes 15 de la cremallera 10 y puede tener un perfil de diente simétrico con dos superficies de contacto 38 formadas en los flancos. Para una mejor comprensión, los signos de referencia de los cuatro elementos de propulsión 30 en las figuras se completan a continuación con la adición a, b, c y d con el fin de caracterizar los diferentes movimientos durante el movimiento cíclico de elevación. Los movimientos también se indican con líneas de flecha en las figuras 4, 8 y 12.

La figura 3 muestra que los elementos de propulsión 30 están dispuestos transversalmente al eje longitudinal X, es decir, en el eje transversal Y, paralelos y próximos entre sí o vecinos entre sí.

Los elementos de propulsión 30 están acoplados de forma motriz al eje de accionamiento 20, por lo que un movimiento de rotación del eje de accionamiento 20 resulta o se convierte en un movimiento de traslación cíclico en el eje de carrera Z. En el transcurso de una revolución $ del eje de transmisión 20, el respectivo elemento de propulsión 30 realiza al menos un movimiento cíclico y se sumerge y sale de la al menos una cremallera 10 durante el movimiento cíclico para generar propulsión en el eje longitudinal X. Este movimiento de carrera cíclico puede describirse, por ejemplo, como un período completo de una curva sinusoidal, en la que el elemento de avance 30 respectivo se sumerge una vez en la cremallera 10 o en un espacio entre dientes 16 dentro de un movimiento de carrera cíclico, se sumerge completamente una vez y vuelve a la posición inicial. Sin embargo, a efectos de la presente invención, también es posible que el respectivo elemento de propulsión 30 realice varios movimientos cíclicos de elevación durante una rotación $.

El movimiento de carrera cíclico de los al menos dos elementos de propulsión 30 tiene lugar con un desfase A$, por lo que los elementos de propulsión 30 se sumergen o salen de la cremallera 10 en diferentes posiciones angulares del eje de transmisión 20. Con referencia a las figuras 4 y 5, puede verse que los elementos de accionamiento 30a, 30b, 30c, 30d entran y salen de un espacio dentado 16 de la cremallera 10 en diferentes momentos a una velocidad constante del eje de accionamiento 20. El elemento tunelador 30a está totalmente sumergido y se encuentra en el punto de inflexión. El elemento de propulsión 30d ha emergido completamente y también se encuentra en el punto de inflexión. El elemento de propulsión 30b se encuentra en el movimiento de elevación cíclica cuando está sumergido en la cremallera 10 y el elemento de propulsión 30b se encuentra en el movimiento de elevación cíclica cuando está sumergido en la cremallera 10. En la figura 5, estos movimientos se indican con líneas de flecha.

El acoplamiento de accionamiento entre el eje de accionamiento 20 y el elemento de propulsión 30 respectivo se efectúa mediante medios de guía, en los que los medios de guía pueden estar en contacto operativo con el elemento de propulsión 30 respectivo. Preferentemente, los medios de guía tienen una superficie de fricción que interactúa con una superficie de fricción correspondiente del elemento de propulsión 30, por lo que la superficie de fricción del eje de accionamiento 20 determina la posición del elemento de propulsión 30 en el eje vertical Z. Para ello, las superficies de fricción correspondientes pueden deslizarse entre sí, con lo que el elemento de accionamiento 30 se desvía durante el deslizamiento para introducirse en la cremallera o salir de ella.

Con referencia a la figura 5, se muestra una realización ejemplar del acoplamiento entre el eje de transmisión 20 y el elemento de propulsión 30 respectivo, en la que puede verse que el eje de transmisión 20 comprende un árbol de levas y el elemento de propulsión 30 respectivo tiene un rebaje 40.

El árbol de levas 22 puede estar formado por una pluralidad de discos de árbol de levas 24, estando preferentemente asociado un disco de árbol de levas 24 con cada elemento de avance 30. El respectivo disco de árbol de levas 24 está fijado en rotación con el eje de transmisión 20 y giran en un ángulo p entre sí alrededor del eje transversal Y. Esto permite realizar el desfase en el movimiento cíclico de elevación de los respectivos elementos de propulsión. En las realizaciones ilustradas, que disponen cada una de elementos de propulsión 30, el ángulo p = 90°.

Como se muestra en las figuras 3 y 4, el eje de transmisión 20 pasa a través de los elementos de propulsión 30 en el hueco 40 y puede estar soportado lateralmente, preferentemente a ambos lados de los elementos de propulsión 30, por cojinetes 58.

El rebaje 40, véase también la figura 13, puede estar formado a modo de abertura o abertura pasante. El rebaje 40 tiene una anchura máxima B en el eje longitudinal X y una altura H en un eje de carrera Z. En el eje longitudinal X, el rebaje 40 está enmarcado por dos superficies laterales 42, 43 y en el eje de carrera Z por dos superficies longitudinales 44, 45. La altura H es preferentemente al menos tan grande como la anchura B, por lo que la altura H es preferentemente mayor que la anchura B, es decir, H > B.

El acoplamiento de accionamiento entre el eje de transmisión 20 o el árbol de levas 22 y el elemento de propulsión 30 tiene lugar en el rebaje 40 mediante un contacto activo entre las superficies de fricción del disco del árbol de levas 24 y las superficies longitudinales 44, 45 del rebaje 40. Debido al acoplamiento entre el árbol de levas 22 y el respectivo elemento de avance 30, el elemento de avance 30 puede ser introducido a presión en la cremallera 10 y expulsado de nuevo sin necesidad de medios de reajuste separados. Para presionar hacia dentro, el disco del árbol de levas 24 aplica una fuerza sobre las superficies longitudinales 44 orientadas hacia la cremallera 10 y para presionar hacia fuera, se aplica una fuerza sobre las superficies longitudinales 45 orientadas en sentido contrario a la cremallera 10.

El disco del árbol de levas 24 está configurado de tal manera que el al menos un elemento de avance 30 es empujado dentro y fuera de la cremallera 10 a una velocidad sustancialmente constante cuando el eje de transmisión 20 gira a una velocidad angular constante. Esto produce un movimiento del respectivo elemento de propulsión 30 en el eje de carrera Z que es lo más lineal o constante posible.

Más específicamente, el disco del árbol de levas 24 en el ejemplo de realización ilustrado tiene forma de corazón y tiene una primera sección 26 y una segunda sección 27, cada una de las cuales se extiende sobre un semicírculo. La primera sección 26 y la segunda sección 27 son simétricas y tienen aproximadamente la forma de una espiral. La forma en espiral de la sección respectiva 26, 27 se selecciona de tal manera que la distancia entre el eje transversal Y y la superficie de fricción cambia aproximadamente de forma constante en una dirección de rotación a medida que aumenta el ángulo de rotación del disco del árbol de levas 24. Con una rotación constante del disco del árbol de levas 24, el radio aumenta linealmente con la rotación en la primera sección 26 y el radio disminuye linealmente en la segunda sección 27. El radio de las dos secciones 26, 27 se selecciona de tal manera que la distancia entre dos lados diametrales de la superficie de fricción corresponda aproximadamente a la anchura B del rebaje 40. Esto significa que al girar el disco del árbol de levas 24, el centro de la superficie del disco del árbol de levas 24 se desplaza en la dirección transversal Y exactamente paralela al eje longitudinal X.

Se forma una transición 28 entre la primera sección 26 y la segunda sección 27 en cada caso, que conecta los recorridos en espiral. La transición 28 se forma a modo de radio de transición y, en una realización preferente e ilustrada, puede corresponder aproximadamente a la anchura B del rebaje 40. Para evitar que el disco del árbol de levas 24 se atasque en el hueco 40, las transiciones 28 pueden seleccionarse de forma que la distancia entre las dos transiciones 28 diametralmente opuestas sea al menos el 90%, preferentemente más del 95% de la anchura H del hueco 40.

Para generar una propulsión correspondiente cuando el elemento de propulsión 30 respectivo se presiona en la cremallera 10 o en su espacio de dientes 16, las superficies de contacto 18, 38 respectivas de la cremallera 10 y del elemento de propulsión 30 o del diente de propulsión 35 deben engranar con un desplazamiento en el eje longitudinal X, correlacionándose el desplazamiento a X directamente con el desplazamiento de fase A$.

El desplazamiento AX - véase la figura 3 - según el ejemplo de diseño de las figuras 3-6 se consigue mediante un engranaje helicoidal con un ángulo de hélice a.

Los dientes de arrastre 35 son todos de idéntico diseño y también tienen dentado helicoidal, que se corresponde con el dentado helicoidal de la cremallera 10. El ángulo de hélice a del engranaje helicoidal viene determinado por el dimensionado y el número de elementos de accionamiento 30, siendo y la distancia desde el centro geométrico en el eje transversal Y entre los al menos dos elementos de accionamiento 30, k el número de elementos de accionamiento 30 y x la distancia entre dos dientes 15 de la cremallera 10 en el eje longitudinal X:

La siguiente relación resulta para el desfase AX entre los respectivos elementos de accionamiento 30 resultante del engranaje helicoidal, donde x es la distancia entre dos dientes 15 de la cremallera 10 y k es el número de elementos de accionamiento o n es la fracción del desfase:

El desplazamiento AX está relacionado con el respectivo punto central geométrico en el eje transversal Y del respectivo diente 15 según la figura 3.

En el segundo ejemplo de realización mostrado en las Figuras 6-9, el desplazamiento AX se consigue mediante una pluralidad de cremalleras 10, en las que una cremallera 10', 10", 10m y l0"" se asigna al elemento de propulsión 30 respectivo, en el que el elemento de propulsión 30 respectivo puede engancharse y desengancharse. Las cremalleras de 10', 10", 10m y 10"" pueden diseñarse en una sola pieza como partes individuales o como componente integral. Tanto los dientes de arrastre 35 como los dientes 15 de las cremalleras 10', 10", 10m y 10"" tienen dentado recto. Por lo demás, el diseño y la función del actuador lineal 1 corresponden al primer ejemplo de diseño.

El desfase AX entre los dientes 15 de las cremalleras 10', 10", 10m y 10 en el eje longitudinal X según las figuras 7 y 9 puede describirse mediante la siguiente relación, donde x es la distancia entre dos dientes 15 de la cremallera 10 y k es el número de elementos de propulsión o n es la fracción del desfase:

A X = ( ¿ ) 0íferAX=(Í)

El tercer ejemplo de realización según las figuras 10-14 se caracteriza por el hecho de que la cremallera 10, como puede verse en las figuras 11 y 13, tiene un dentado de espolón continuo en el eje transversal Y El desplazamiento AX se consigue mediante elementos de propulsión 30 de diseño diferente, que se etiquetan con los símbolos de referencia 30', 30", 30m, 30"" en las figuras.

Con referencia a la figura 14 adjunta, puede verse que hay un desplazamiento entre los dientes de arrastre 35 en el eje transversal Y desde el elemento de arrastre 30', 30", 30m, 30"" hasta el elemento de arrastre 30', 30", 30m, 30"". El desfase AX entre los dientes de arrastre 35 de los elementos de arrastre 30', 30", 30m, 30"" en el eje longitudinal X según la figura 14 puede describirse mediante la siguiente relación, donde x es la distancia entre dos dientes 15 de la cremallera 10 y k es el número de elementos de arrastre 30 o n es la fracción del desfase:

A X = @ 0If e r A X = @

Por lo demás, la estructura del actuador lineal 1 según el tercer ejemplo de realización corresponde al actuador lineal 1 descrito en detalle anteriormente según el primer ejemplo de realización.

Llegados a este punto, cabe señalar, en aras de la exhaustividad, que son posibles combinaciones entre estas tres realizaciones.

Lista de símbolos de referencia

1 Actuador lineal

2 Dispositivo de ajuste de la longitud del asiento

3 Vehículos de motor

10 Cremallera dentada

15 Diente

16 Espacio interdental

18 Superficie de contacto

20 Eje de transmisión

22 Árbol de levas

24 Disco del árbol de levas

26 primera sección

27 segunda sección

28 Transición

30 Elemento de elevación

32 superficie de apoyo

35 Diente de propulsión

38 Superficie de contacto

40 Rebaje

42 Superficie lateral

43 Superficie lateral

44 Superficies longitudinales

45 Superficie longitudinal

50 Carro

52 Guía lineal

54 Pieza de carcasa

56 Pieza de carcasa

58 Cojinetes

60 Actuador

65 Caja de engranajes

i Número de movimientos cíclicos de carrera de un elemento de propulsión durante una revolución del eje de transmisión

k Número de elementos de túnel 30

n Fracción del desfase

x Distancia entre dientes 15 /35

y Distancia

X Eje longitudinal

Y Eje transversal

Z Eje de elevación

AX Desplazamiento

a Ángulo de biselado

B Ángulo del flanco del diente

O Rotación

A$ Desplazamiento de fase

Claims

REIVINDICACIONES 1. Actuador lineal (1), que comprende - al menos una cremallera (10), dispuesta a lo largo de un eje longitudinal (X) y provista de una pluralidad de dientes (15), - un eje de transmisión (20) dispuesto transversalmente al eje longitudinal (X) en un eje transversal (Y), y - al menos dos elementos de propulsión (30), cada uno con al menos un diente de propulsión (35), - en el que los al menos dos elementos de propulsión (30) están acoplados de forma motriz al eje de transmisión (20) de tal manera que los al menos dos elementos de propulsión (30) realizan al menos un movimiento de carrera cíclico en el transcurso de una revolución ($) del eje de transmisión (20) y se sumergen dentro y fuera de la al menos una cremallera (10) para generar una propulsión en el eje longitudinal (X), y - en el que la entrada y salida de al menos una cremallera (10) de al menos dos elementos de propulsión (30) se realiza con un desfase (A$), caracterizado porquelos al menos dos elementos de propulsión (30) son linealmente desplazables en un eje de carrera (Z) orientado transversalmente al eje longitudinal (X) y transversalmente al eje de accionamiento (20).
2. Actuador lineal (1) según reivindicación 1, caracterizado porque lo siguiente se aplica al desfase (A$) del movimiento cíclico de carrera de los al menos dos elementos de propulsión (30) con respecto a una revolución ($) del eje de transmisión (20):
3. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un diente de propulsión (35) de uno de los al menos dos elementos de propulsión (30) está dispuesto con un desplazamiento (AX) con respecto a al menos un diente de propulsión (35) del otro de los al menos dos elementos de propulsión (30) en el eje longitudinal (X) con respecto al eje de transmisión (20) y/o porqueel al menos un diente (15) de la al menos una cremallera (10) puede entrar y salir de uno de los al menos dos elementos de propulsión (30) en relación con el al menos un diente (15) de la al menos una cremallera (10) en el que entra y sale el otro de los al menos dos elementos de propulsión (30) a lo largo del eje longitudinal (X) está dispuesto con un desplazamiento (AX).
4. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una cremallera (10) y los al menos dos elementos de propulsión (30) tienen engranaje helicoidal con un ángulo de hélice (a).
5. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una cremallera (10) para cada uno de los al menos dos elementos de propulsión (30), teniendo los dientes (15) de la respectiva cremallera (10) un desfase (AX) en el eje longitudinal (X) correspondiente al desfase (A$).
6. Actuador lineal (1) según reivindicación 1, caracterizado porque los al menos dos elementos de propulsión (30) tienen más de un diente de propulsión (35).
7. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al menos dos elementos de propulsión (30) son de idéntico diseño.
8. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al menos dos elementos de propulsión (30) están dispuestos transversalmente al eje longitudinal (X) y paralelos y adyacentes entre sí.
9. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al menos dos elementos de propulsión (30) tienen cada uno un rebaje (40) y que el eje de transmisión (20) está acoplado motrizmente al respectivo elemento de propulsión (30) en el rebaje (40).
10. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de accionamiento (20) comprende un árbol de levas (22), y porque el eje de accionamiento (20) está acoplado motrizmente a los al menos dos elementos de propulsión (30) a través del árbol de levas (22).
11. Actuador lineal (1) según la reivindicación 10, caracterizado porque el árbol de levas (22) comprende al menos dos discos de árbol de levas (24) que están dispuestos transversalmente al eje longitudinal (X) paralelos y espaciados entre sí.
12. Actuador lineal (1) según reivindicación 11, caracterizado porque los al menos dos discos de árbol de levas (24) están dispuestos desplazados angularmente un ángulo (p) respecto al eje longitudinal (X).
13. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque los al menos dos discos de árbol de levas (24) son asimétricos respecto al eje longitudinal (X).
14. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque los al menos dos discos de árbol de levas (24) están diseñados de tal manera que los al menos dos elementos de propulsión (30) son empujados hacia dentro y hacia fuera de la cremallera (10) a una velocidad angular constante cuando el eje de accionamiento (20) gira a una velocidad angular constante.
15. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el disco del árbol de levas (24) tiene un medio de guía que predetermina el movimiento cíclico de carrera durante la rotación ($) del eje de accionamiento (20).
16. Actuador lineal (1) según la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de guía en el disco del árbol de levas (24) están formados en la dirección de rotación a una distancia (A) del eje transversal (Y), y porque el cambio de la distancia (A) en la dirección de rotación aumenta aproximadamente linealmente en una dirección de rotación en al menos una primera sección (26) y disminuye linealmente en la dirección de rotación en al menos una segunda sección (27).
17. Actuador lineal (1) según la reivindicación 16, caracterizado porque la al menos una primera sección (26) y la al menos una segunda sección (27) están conectadas mediante transiciones redondeadas (28).
18. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque la primera sección (26) se extiende sobre un primer semicírculo y porque la segunda sección (27) se extiende sobre un segundo semicírculo.
19. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 11 a 18 en combinación con la reivindicación 9,caracterizado porque una anchura (B) del rebaje (40) se selecciona de tal manera que el disco del árbol de levas (24) se abraza aproximadamente sin juego.
20. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 11 a 19 en combinación con la reivindicación 9,caracterizado porque una altura (H) del rebaje (40) se selecciona de tal manera que el disco del árbol de levas (24) está aproximadamente libre de contacto.
21. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el respectivo diente de accionamiento (35) y/o el diente (15) son simétricos y de diseño correspondiente.
22. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está provisto de un carro (50), y porque el eje de transmisión (20) y los al menos dos dientes de transmisión están montados en el carro.
23. Actuador lineal (1) según reivindicación 22, caracterizado porque el carro (50) dispone de al menos un medio de guiado lineal (52), mediante el cual los al menos dos elementos de propulsión (30) son guiados linealmente en el eje de carrera (Z).
24. Actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona un actuador (60), en el que el actuador (60) acciona el eje de transmisión (20).
25. Dispositivo de ajuste longitudinal del asiento (2), que comprende un actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones anteriores.
26. Vehículo de motor (3), que comprende un actuador lineal (1) según una de las reivindicaciones 1 a 24 antes citadas o un dispositivo de ajuste de la longitud del asiento (2) según la reivindicación 25.