ES2242584T3 - Dispositivo para el bloqueo electrico del arbol de direccion de un dispositivo de direccion. - Google Patents
Dispositivo para el bloqueo electrico del arbol de direccion de un dispositivo de direccion.Info
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Abstract
Un dispositivo de bloqueo eléctrico para el árbol de dirección (2; 31) de un dispositivo de dirección de un vehículo motor, que comprende las siguientes características: a) el dispositivo (1) comprende una carcasa (4) y un primer motor eléctrico (5) que está dispuesto en la carcasa y tiene un actuador (6) conectado hacia arriba para desplazar un elemento de bloqueo (7; 36) que está dispuesto de modo que pueda ser desplazado desde su posición de desbloqueo hasta una posición de bloqueo; b) el actuador (6) comprende un accionador (11), que puede ser desplazado de manera lineal en una guía; c) en su cara frente al elemento de bloqueo (7; 36), el accionador (11) tiene un asiento (14), por medio del cual el elemento de bloqueo (7; 36), en su cara alejada del árbol de dirección (2; 31), puede ser conectado al accionador (11), d) para guiar el elemento de bloqueo (7; 36), el dispositivo (1) comprende una parte adaptadora (15), que puede estar conectada al dispositivo de dirección del vehículo y está diseñada de tal manera que si el árbol de dirección (2; 31) es torsionado violentamente en la posición de bloqueo del elemento de bloqueo (7; 36), ésta absorba las fuerzas que actúan sobre esta parte; caracterizado por el hecho de que el actuador además comprende un husillo conductor que tiene un husillo roscado (8), que está conectado por medio de una transmisión dentada (9) y el accionador tiene un roscado interno (12) que engrana en el roscado (13) del husillo roscado (8).
Description
Dispositivo para el bloqueo eléctrico del árbol
de dirección de un dispositivo de dirección.
La invención se refiere a un dispositivo de
bloqueo eléctrico para el árbol de dirección de un dispositivo de
dirección de un vehículo motor.
Un dispositivo de este tipo es conocido, por
ejemplo, a partir de la patente DE 197 19 343 C1. Este dispositivo
conocido comprende un motor eléctrico que está dispuesto en una
carcasa y que tiene un actuador conectado hacia abajo para desplazar
un elemento de bloqueo desde su posición de bloqueo hasta su
posición de desbloqueo y viceversa, acoplándose el elemento de
bloqueo, en su posición bloqueada, en una cavidad, formada por
dientes adyacentes, en una corona dentada que está acoplada al árbol
de dirección y por tanto bloqueando el árbol de dirección. En el
dispositivo conocido, una leva conductora es usada como el actuador
para desplazar el elemento de bloqueo.
Un inconveniente de este dispositivo conocido es
que el uso de una leva conductora implica tiempos de bloqueo y
desbloqueo relativamente largos.
La patente DE 37 39 172 C1 también describe un
dispositivo para desplazar un elemento de bloqueo, en el que un
motor eléctrico (no mostrado en detalle) conduce un tornillo sin fin
que engrana en el diente del elemento de bloqueo, que está
parcialmente diseñado como un segmento dentado.
Uno de los inconvenientes de este dispositivo es
que un motor eléctrico relativamente potente es requerido para el
necesario desplazamiento del elemento de bloqueo, y esto requiere
por tanto un gran espacio estructural.
La patente EP 844 154 A describe otro dispositivo
para bloquear un árbol de dirección, que se corresponde con el
preámbulo de la reivindicación 1.
La invención se basa en el objeto de proporcionar
un dispositivo del tipo descrito en la introducción con el cual, por
una parte, es posible alcanzar tiempos de desbloqueo cortos para el
elemento de bloqueo y el cual, por otra parte, presenta un diseño de
espacio muy reducido.
De acuerdo con la invención este objeto es
alcanzado por medio de las características de la reivindicación 1.
Además, configuraciones particularmente ventajosas de la invención
son descritas en las reivindicaciones dependientes.
La invención se basa fundamentalmente en el
principio de usar un husillo conductor como el actuador, con un
accionador con roscado interno dispuesto en el husillo roscado, cuyo
accionador que puede ser desplazado de manera lineal, se acopla en
el roscado del husillo roscado y, en su lado alejado al husillo
roscado, tiene un asiento para el elemento de bloqueo. Además, para
guiar el elemento de bloqueo, el dispositivo comprende una parte
adaptadora que está conectada a la carcasa y puede igualmente estar
conectada al dispositivo de dirección. La parte adaptadora está
diseñada de tal manera que, en el caso que el árbol de dirección sea
torsionado violentamente en la posición de bloqueo del elemento de
bloqueo, ésta absorba las fuerzas que actúan sobre este elemento,
evitando así fiablemente cualquier daño en el husillo conductor y en
el motor eléctrico.
Para desplazar el mecanismo de bloqueo a las
posiciones límite definidas se prevén unos topes limitadores para el
accionador o el elemento de bloqueo. Para este propósito, el
accionador provisto del motor eléctrico es activado durante un
tiempo mayor del requerido para la operación de desbloqueo o
bloqueo. Después de éste tiempo, el motor eléctrico es desconectado
por medio de un dispositivo de conmutación electrónica, de modo que
-en contraste con las disposiciones conocidas- no son necesarios
sensores de posición límite.
Para evitar cargas excesivas que han sido
impuestas sobre los componentes cuando el accionador alcanza las
posiciones límite, ventajosamente el husillo roscado es soportado
elásticamente contra la carcasa del dispositivo de acuerdo con la
invención en la dirección axial por medio de muelles,
preferentemente muelles belleville. Cuando el movimiento del
accionador es bloqueado en las posiciones límite, el husillo roscado
puede girar aún más, comprimiendo por tanto los muelles belleville.
Como resultado, la fuerza excesiva generada por los momentos másicos
de inercia del mecanismo se reduce y es posible dispensarla con
embragues de seguridad de consumo de espacio o husillos roscados
largos con acción de barra de torsión.
En otra realización ventajosa de la invención, el
elemento de bloqueo está provisto de una cavidad lateral, dentro de
la cual una palanca de seguridad puede ser pivotada mediante un
muelle precargado para que el elemento de bloqueo sea fijado en una
posición de desbloqueo. Para que el elemento de bloqueo sea
desplazado desde la posición de desbloqueo hasta la posición de
bloqueo, la palanca de seguridad es en primer lugar pivotada fuera
de la cavidad por medio de un segundo motor eléctrico o mediante un
árbol que es activado mediante el husillo roscado.
Preferentemente, la parte adaptadora está
dispuesta intercambiablemente en la carcasa y el elemento de bloqueo
está dispuesto en el asiento del accionador, de modo que el
dispositivo de acuerdo con la invención pueda ser fácilmente
adaptado a los dispositivos de dirección de diferentes fabricantes
de vehículo simplemente cambiando estas partes.
Ventajosamente se ha comprobado que el elemento
de bloqueo, como se aprecia en la dirección del eje longitudinal del
árbol de dirección, comprende dos pasadores de bloqueo con muelle de
presión que están dispuestos uno detrás del otro. Esto es debido a
que si un elemento de bloqueo con un solo pasador de bloqueo es
usado, este pasador, cuando es desplazado a la posición de bloqueo,
a menudo golpea un diente de la corona dentada dispuesta en el árbol
de dirección, de modo que el árbol de dirección debe ser girado aún
más para que sea bloqueado, mientras que usando dos pasadores de
bloqueo se asegura que uno de los dos pasadores de bloqueo siempre
engrane en las cavidades en una corona dentada que está definida
mediante un diente adyacente. Sin embargo, si los pernos de bloqueo
están dispuestos uno detrás del otro en la dirección axial del árbol
de dirección, a cada perno de bloqueo se le debe asignar su propia
corona dentada (o zonas de corona dentada), en cuyo caso las dos
coronas dentadas (o zonas de corona dentada) están entonces
desfasadas una respecto a la otra en el árbol de dirección.
Otros detalles y ventajas de la invención
aparecerán a partir de los siguientes ejemplos de realizaciones
explicadas con referencia a las figuras en las que:
Fig. 1 muestra una sección longitudinal de un
dispositivo de acuerdo con la invención con un elemento de bloqueo
que puede ser desplazado mediante un husillo conductor y que está
en su posición de desbloqueo;
Fig. 2 muestra una vista correspondiente a Fig.
1, con el elemento de bloqueo fijado en su posición de desbloqueo
mediante un muelle de presión, una palanca de seguridad pivotante
que puede ser pivotada por medio de un motor eléctrico;
Fig. 3 muestra una vista correspondiente a Fig.
2, en la que la palanca de seguridad con muelle de presión puede ser
pivotada por medio de un árbol que está conectado al accionador del
elemento de bloqueo;
Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de otro
ejemplo de realización de la invención, en el que el elemento de
bloqueo comprende dos pasadores de bloqueo que están dispuestos
uno detrás del otro;
Fig. 5 muestra una vista lateral de la zona de
conexión entre el husillo conductor y el elemento de bloqueo
usado en Fig. 4.
En Fig. 1, 1 denota un dispositivo de acuerdo con
la invención para bloquear eléctricamente un árbol de dirección,
denotado por 2, de un vehículo motor, que comprende una corona
dentada 3.
El dispositivo 1 comprende una carcasa 4 y un
primer motor eléctrico 5 que está dispuesto en la carcasa y tiene un
husillo conductor 6 conectado hacia arriba. Este husillo conductor
desplaza un elemento de bloqueo con muelle de presión 7 desde la
posición de desbloqueo mostrada en Fig. 1 hasta una posición de
bloqueo (no mostrada) en la cual el elemento de bloqueo 7 engrana en
la cavidad formada por el diente adyacente de la corona dentada
3.
El husillo conductor 6 comprende un husillo
roscado 8, que es conducido por medio de una transmisión dentada 9
del primer motor eléctrico 5, y un accionador 11, que está montado
en una guía y tiene un roscado interno 12 que engrana en el roscado
13 del husillo roscado 8. En su cara frente al elemento de bloqueo
7, el accionador 11 tiene un asiento 14, por medio del cual el
elemento de bloqueo 7, en su cara alejada del árbol de dirección 2,
es conectado al accionador 11.
Además, para guiar el elemento de bloqueo 7, el
dispositivo 1 de acuerdo con la invención comprende una parte
adaptadora 15, que puede estar conectada a la carcasa 4 y al
dispositivo de dirección del vehículo y mediante la cual el
dispositivo 1 está acoplado al dispositivo de dirección. La parte
adaptadora 15 está diseñada de tal manera que, en el caso de que el
árbol de dirección 2 sea torsionado violentamente en la posición de
bloqueo del elemento de bloqueo 7, ésta absorba las fuerzas que
actúan sobre este último. La parte adaptadora 15 está acoplada al
dispositivo de dirección por medio de un tornillo 16, por ejemplo
(véase también Fig. 4).
En su cara alejada del accionador 11, el husillo
roscado 8 es soportado elásticamente contra la carcasa 4 en la
dirección axial mediante muelles belleville 17, que están dispuestos
en ambas caras de una rueda dentada 18, acoplada al husillo roscado
8 de la transmisión dentada 9, de tal manera que el husillo roscado
8 gira aún más contrarrestando la presión de los muelles belleville
17 (y por consiguiente se mueve en la dirección axial) cuando el
accionador 11 ha alcanzado su posición límite y está bloqueado por
un correspondiente tope limitador 19, 20.
El dispositivo 1 está además conectado a un
dispositivo de conmutación electrónica 21 que genera las señales de
control para el primer motor eléctrico 5 y está diseñado de tal
manera que, después que el motor eléctrico 5 ha sido activado, el
motor es desconectado automáticamente después de un tiempo
predeterminado, siendo este tiempo seleccionado para ser más largo
que el necesario para la operación de desbloqueo o bloqueo.
Fig. 2 muestra de nuevo en el dispositivo 1
ilustrado en Fig. 1, pero en este caso, para que el elemento de
bloqueo 7 sea fijado adicionalmente en la posición de desbloqueo, se
prevé una palanca de seguridad 22, que está dispuesta de manera que
pueda ser pivotada dentro de una cavidad 24 en el elemento de
bloqueo 7 a través de una cavidad 10 en la parte adaptadora 15
mediante un muelle de torsión precargado 23. Para ello
posteriormente para que el elemento de bloqueo 7 sea desplazado
fuera de la posición de desbloqueo a la posición de bloqueo, en
primer lugar la palanca de seguridad 22 es pivotada hacia atrás
fuera de la cavidad 24 mediante un segundo motor eléctrico 25, y
después es desplazada con la ayuda del husillo conductor 6 (Fig. 1),
en cuyo caso el segundo motor eléctrico puede también ser activado
por medio del dispositivo de conmutación electrónica 21 ilustrado en
Fig. 1.
Para que sea posible detectar la posición de la
palanca de seguridad 22, un imán 26 está dispuesto en la última y un
sensor de campo magnético 27 (p. ej. un sensor Hall) está dispuesto
en su proximidad dentro de la carcasa 4, cuyo sensor responde tan
pronto como el elemento de bloqueo 7 esté en su posición de
desbloqueo.
En el ejemplo de realización ilustrado en Fig. 3,
la palanca de seguridad 22 que es necesaria para fijar el elemento
de bloqueo 7 es mecánicamente pivotada fuera de la cavidad 24 en el
elemento de bloqueo 7 por medio del árbol 28. El árbol 28 es
activado mediante el husillo roscado y, para este propósito, tiene,
en su cara alejada de la palanca de seguridad 22, una proyección de
control 29 que es soportada sobre una leva de control 30 activada
mediante el husillo roscado 8.
Naturalmente, la invención no se limita a los
ejemplos de realizaciones descritas anteriormente. Por ejemplo, la
palanca de seguridad también puede engranar en una cavidad adecuada
en el accionador para que el elemento de bloqueo sea fijado en su
posición de desbloqueo.
Además, los topes limitadores del accionador
pueden ser reemplazados por topes limitadores para el elemento de
bloqueo, en cuyo caso el tope limitador en la posición de bloqueo
del elemento de bloqueo está definido, por ejemplo, mediante el
elemento de bloqueo que entra en contacto con el árbol de
dirección.
El elemento de bloqueo también puede, por
ejemplo, comprender dos pasadores de bloqueo que están dispuestos
uno detrás del otro en la dirección del eje longitudinal del árbol
de dirección. Fig. 4 y 5 muestran un correspondiente ejemplo de
realización. Estas figuras muestran sustancialmente un dispositivo
como el ilustrado en Fig. 2. Las partes correspondientes a Fig. 2
están por tanto provistas de las mismas referencias numéricas que en
Fig. 4.
En Fig. 4, la referencia numérica 31 denota un
árbol de dirección en el que está dispuesta una corona dentada 32,
la cual, como se aprecia en la dirección del eje longitudinal 33 del
árbol de dirección, tiene dos zonas de corona dentada 34, 35, las
cuales, como se aprecia en la dirección circunferencial, están
desfasadas una con respecto a la otra.
El elemento de bloqueo 36 del dispositivo de
acuerdo con la invención comprende dos pasadores de bloqueo con
muelle de presión 37, 38 que están dispuestos uno detrás del otro y,
en su posición de bloqueo, cada uno engrana en una zona de corona
dentada asociada 34, 35.
Para conectar el elemento de bloqueo 36, el
accionador 11 tiene un diseño en forma de U en su extremo inferior
(Fig. 5), presentando cada uno de los dos brazos 39, 40 una tira de
sujeción 41, 42 de tal manera que los pasadores de bloqueo 37, 38
engranan alrededor de la cara superior de las tiras de sujeción 41,
42 del accionador. Este diseño del asiento asegura que ambos
pasadores de bloqueo 37, 38 del elemento de bloqueo 36 estén
sostenidos firmemente en el asiento. Los pasadores de bloqueo 37, 38
del elemento de bloqueo 36 están montados elásticamente en la
dirección axial en el asiento del accionador 11, mediante dos
muelles de compresión 43,
44.
44.
| 1 | Dispositivo |
| 2 | Árbol de dirección |
| 3 | Corona dentada |
| 4 | Carcasa |
| 5 | Primer motor eléctrico |
| 6 | Husillo conductor, actuador |
| 7 | Elemento de bloqueo |
| 8 | Husillo roscado |
| 9 | Transmisión dentada |
| 10 | Cavidad (parte adaptadora) |
| 11 | Accionador |
| 12 | Roscado interno |
| 13 | Roscado (husillo roscado) |
| 14 | Asiento |
| 15 | Parte adaptadora |
| 16 | Tornillo |
| 17 | Muelles belleville |
| 18 | Rueda dentada |
| 19, 20 | Topes limitadores |
| 21 | \begin{minipage}[t]{54mm}Dispositivo de conmutación electrónica\end{minipage} |
| 22 | Palanca de seguridad |
| 23 | Muelle de torsión, muelle |
| 24 | Cavidad |
| 25 | Segundo motor eléctrico; dispositivo |
| 26 | Imán |
| 27 | \begin{minipage}[t]{54mm}Sensor, sensor de campo magnético, sensor Hall\end{minipage} |
| 28 | Árbol, dispositivo |
| 29 | Proyección de control |
| 30 | Leva de control |
| 31 | Árbol de dirección |
| 32 | Corona dentada |
| 33 | Eje longitudinal |
| 34, 35 | Zonas de corona dentada |
| 36 | Elemento de bloqueo |
| 37, 38 | Pasadores de bloqueo |
| 39, 40 | Brazos |
| 41, 42 | Barra de sujeción |
| 43, 44 | Muelles |
Claims (12)
1. Un dispositivo de bloqueo eléctrico para el
árbol de dirección (2; 31) de un dispositivo de dirección de un
vehículo motor, que comprende las siguientes características:
a) el dispositivo (1) comprende una carcasa (4) y
un primer motor eléctrico (5) que está dispuesto en la carcasa y
tiene un actuador (6) conectado hacia arriba para desplazar un
elemento de bloqueo (7; 36) que está dispuesto de modo que pueda ser
desplazado desde su posición de desbloqueo hasta una posición de
bloqueo;
b) el actuador (6) comprende un accionador (11),
que puede ser desplazado de manera lineal en una guía;
c) en su cara frente al elemento de bloqueo (7;
36), el accionador (11) tiene un asiento (14), por medio del cual el
elemento de bloqueo (7; 36), en su cara alejada del árbol de
dirección (2; 31), puede ser conectado al accionador (11),
d) para guiar el elemento de bloqueo (7; 36), el
dispositivo (1) comprende una parte adaptadora (15), que puede estar
conectada al dispositivo de dirección del vehículo y está diseñada
de tal manera que si el árbol de dirección (2; 31) es torsionado
violentamente en la posición de bloqueo del elemento de bloqueo (7;
36), ésta absorba las fuerzas que actúan sobre esta parte;
caracterizado por el hecho de que el
actuador además comprende un husillo conductor que tiene un husillo
roscado (8), que está conectado por medio de una transmisión dentada
(9) y el accionador tiene un roscado interno (12) que engrana en el
roscado (13) del husillo roscado (8).
2. El dispositivo según la reivindicación 1, en
el que el husillo roscado (8) es soportado elásticamente contra la
carcasa (4) en la dirección axial mediante muelles (17) de tal
manera que el husillo roscado (8), cuando el accionador (11) ha
alcanzado su posición límite y está bloqueado por un tope limitador
(19; 20), puede girar aún más contrarrestando la presión de uno de
los muelles (17).
3. El dispositivo según la reivindicación 2, en
el que el husillo roscado (8) en su cara alejada del accionador
(11), es soportado elásticamente contra la carcasa (4), en la
dirección axial, mediante muelles belleville (17) que están
dispuestos en ambas caras de una rueda dentada (18) que está
acoplada al husillo roscado (8).
4. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que está conectado a un dispositivo de
conmutación electrónica (21) que genera las señales de control para
el primer motor eléctrico (5) y está diseñado de tal manera que,
después que el motor eléctrico (5) ha sido activado, el motor es
desconectado automáticamente después de un tiempo predeterminado,
siendo este tiempo seleccionado para ser más largo que el necesario
para la operación de desbloqueo o bloqueo.
5. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento de bloqueo (7; 36) del
accionador (11) incluye una cavidad lateral (24) en la que el
dispositivo (1) comprende una palanca de seguridad pivotante (22),
que está dispuesta en la carcasa (4) y está precargada mediante un
muelle (23) de tal manera que el muelle (23) en la posición de
desbloqueo del elemento de bloqueo (7; 36) pivota la palanca de
seguridad (22) dentro de la cavidad (24) y fija el elemento de
bloqueo (7; 36) en esta posición, y en el que un dispositivo (25;
28) está previsto, por medio del cual la palanca de seguridad (22)
puede pivotar fuera de la cavidad (24) contrarrestando la presión
del muelle (23) antes de que el elemento de bloqueo (7; 36) sea
desplazado hasta su posición de bloqueo.
6. El dispositivo según la reivindicación 5, en
el que el dispositivo (25) para el pivotamiento de la palanca de
seguridad (22) fuera de la cavidad (24) en el elemento de bloqueo
(7; 36) es un segundo motor eléctrico, que es igualmente activado
mediante el dispositivo de conmutación electrónica (21).
7. El dispositivo según la reivindicación 5, en
el que el dispositivo (28) para el pivotamiento de la palanca de
seguridad (22) fuera de la cavidad (24) en el elemento de bloqueo
(7; 36) es un árbol (28) que está conectado a la palanca de
seguridad (22) que se extiende en la dirección axial del husillo
roscado (8) y, en su cara alejada de la palanca de seguridad (22)
soporta una proyección de control (29) que es soportada sobre una
leva de control (30) que es activada mediante el husillo roscado
(8).
8. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 5 a 7, en el que la palanca de seguridad (22) está
dispuesta en la cara de la parte adaptadora (15) y en el que una
cavidad en forma de ranura (10) está dispuesta en la pared de la
parte adaptadora (15) a través de cuya cavidad la palanca de
seguridad (22) puede ser pivotada, de modo que ésta engrana en la
cavidad (24) en el elemento de bloqueo (7; 36) en la posición de
desbloqueo del elemento de bloqueo (7; 36).
9. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 5 a 8, en el que al menos un sensor (27) está
dispuesto en la carcasa (4) del dispositivo (1) para monitorizar la
posición de la palanca de seguridad (22).
10. El dispositivo según la reivindicación 9, en
el que el sensor (27) es un sensor Hall.
11. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que la parte adaptadora (15) está
dispuesta intercambiablemente en la carcasa (4) del dispositivo
(1).
12. El dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el elemento de bloqueo (36) como
se aprecia en la dirección del eje longitudinal (33) del árbol de
dirección (31) comprende dos pasadores de bloqueo con muelle de
presión (37; 38) que están dispuestos uno detrás del otro.
Applications Claiming Priority (2)
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