El accionamiento de husillo de bolas respalda una estrategia totalmente nueva de cambio de marchas de vehículos pesados.

Cuando el husillo, la tuerca, los rodamientos de bolas y la lubricación trabajan juntos en perfecta armonía. La flexibilidad y la adaptabilidad, además de la fiabilidad y la seguridad, no son los únicos principios rectores de Eichenberger Gewinde AG, son también los máximos requisitos exigidos a un componente de la nueva generación de sistemas de cambio de marchas para vehículos pesados: el embrague electromecánico. La actividad principal de Eichenberger Gewinde AG, un especialista en laminado de roscas, es el laminado o conformado en frío de roscas y la fabricación de husillos de bolas y tornillos sin fin (husillos y tuercas). El objetivo perseguido diariamente por la compañía suiza utilizando su amplio conocimiento y los últimos métodos de fabricación es dar soporte a los clientes para crear soluciones innovadoras a medida. Hoy en día es muy importante para la industria y la sociedad encontrar formas de conservar las limitadas materias primas. La clave es la eficiencia mejorada en el uso de recursos y energía. Pero se plantea la pregunta de cómo se pueden combinar recursos y energía, sistematizar flujos de trabajo y optimizar procesos cuando los requisitos de los clientes están en continuo aumento con una reducción paralela de los costes de operación. En muchos casos las nuevas tecnologías pueden aportar respuestas.

Accionamiento de husillo de bolas para optimizar sistemas

Eichenberger ha desarrollado el componente clave mecánico de la última versión avanzada de embrague automático en uno de los primeros sistemas de cambio automatizado de marchas del mercado y lo ha pasado con éxito de la producción de muestra a la plena producción. Con la simple activación de un interruptor se provoca el funcionamiento del husillo de acero conformado en frío de 12 mm de diámetro y 3 mm de paso del accionamiento de husillo de bolas, permitiendo el acople total de este nuevo tipo de embrague incluso a bajas velocidades de motor. El funcionamiento del embrague se adapta en función de los datos del sensor de inclinación y de la marcha de arranque necesaria aumentando las revoluciones del motor si se necesita un arranque suave. Durante el cambio de marchas se elimina el patinaje del embrague, es decir, no hay diferencia entre las velocidades de los dos mecanismos que entran en contacto por fricción. De esta forma el embrague sirve solamente para separar caja de cambios y motor. Estas funciones protegen de forma eficaz el embrague y otros componentes de la transmisión contra esfuerzos mecánicos excesivos.
En vehículos pesados los cambios de marcha frecuentes son a menudo inevitables, y cuantos más cambios se realicen, más pronto se gastarán los discos del embrague y aumentará la probabilidad de que el embrague precise de un mantenimiento prematuro. Evidentemente, este desgaste no depende solo de la frecuencia de cambios de marcha sino también de la forma de realizarlos, por lo que cuanto más optimizada y perfectamente ejecutada sea la acción, más se reducirá el desgaste. Este nuevo tipo de embrague eléctrico permite un menor desgaste que además de ofrecer un aumento de la vida útil tiene también un efecto positivo en los costes de explotación, permitiendo al mismo tiempo ahorro de costes de combustible.

La búsqueda de una solución

Este proceso de embrague perfectamente afinado exige unos requisitos extremos a la dinámica. En 0,02 segundos se ejerce una carga de 3500 N, lo que puede parecer algo sencillo. Sin embargo fueron necesarios un total de seis años de investigación y desarrollo básicos en los campos de dinámica y lubricación. Solo un accionamiento de husillo de bolas (KGT) puede soportar estos exigentes requisitos relativos a fuerzas dinámicas y cantidades de movimiento. El Carry KGT de Eichenberger es robusto y de alta precisión, y es capaz de superar estos retos con facilidad. El laminado de la rosca tiene un efecto positivo en los valores de rugosidad de los flancos de rosca que producen una sensibilidad a la entalla muy baja.
La lubricación permanente es difícil de alcanzar y no es fácil de garantizar, y aquí hablamos de unos millones de ciclos de carga a velocidades de aproximadamente 400 revoluciones. Fue necesario la realización de pruebas exhaustivas para verificar el impresionante índice de eficiencia de 90% del accionamiento de husillo de bolas Carry. Algunas de las pruebas de resistencia duraron más de nueve meses y los ensayos de lubricación para ampliar la vida útil más de dos años. En el caso del KGT 12 x 3 Eichenberger eligió la utilización del fiable sistema de tubo de desviación hecho de acero. El resultado de los trabajos de desarrollo fue la creación de una conexión de alta eficiencia para el tubo de desviación.

Interacción óptima entre husillo, tuerca, bolas y lubricación

El laminado de rosca es la competencia principal del fabricante suizo y Eichenberger considera el diálogo para buscar soluciones con el cliente como uno de los factores más importantes y sobresalientes para alcanzar el éxito. Los requisitos del cliente relativos a dinámica, precisión, carga, velocidad y resistencia plantearon desafíos. Hubo diferentes aspectos del proyecto que se desarrollaron en equipo, como la adaptación de la geometría externa de la rosca o de un plan de prueba del cliente. Solo cuando el husillo, la rosca, los rodamientos de bolas y la lubricación trabajan juntos de manera perfecta es posible cumplir los requisitos más exigentes. Se realiza una prueba total en un banco de pruebas especial debido a las estrictas tolerancias de par, holgura axial y concentricidad. La unidad KGT y los "interiores" concretos de la rosca se marcan con láser. Los datos con los resultados de la prueba final se pueden trazar hasta 1:1 a partir del código de matriz de datos.

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