ES2265513T3 - Conjunto de direccion de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Una columna regulable de dirección para un vehículo que comprende: una parte envuelta superior que está adaptada para recibir una columna (1, 2) de dirección; una parte (7) guía inferior que está adaptada para soportar la parte (8) envuelta y para ser afirmada a un soporte (14) de montaje fijo respecto del chasis del vehículo; un pasador (13) de conexión que sobresale a través de una abertura alargada dispuesta en el soporte (14) fijo, de una abertura en la parte (7) guía inferior; y una palanca (17) de operación que está conectada operativamente al pasador (13) de conexión; en el cual el pasador (13) de conexión porta un miembro (20) dentado dispuesto sobre un extremo del pasador (13) de conexión más cercano a la columna de dirección que engancha con un miembro (19) carril dentado cuando se extrae el pasador (13) de conexión hacia el soporte (14) fijo operando la palanca (17) de operación hasta una posición bloqueada para sujetar el mencionado miembro (19) carril dentado, la envuelta (8) superior y la parte guía sobre el soporte (14) de montaje fijo, caracterizado porque el pasador de conexión sobresale también a través de una abertura alargada en la parte (8) envuelta superior, y porque el mencionado miembro (19) carril dentado está conectado a la parte (8) envuelta superior mediante un dispositivo (22) de absorción de energía.
Description
Conjunto de dirección de vehículo.
Esta invención se refiere a un conjunto de
dirección mejorado para un vehículo de carretera, tal como un coche
de pasajeros. En particular se refiere a un conjunto de dirección
del tipo de dirección asistida por energía eléctrica (EPAS).
Los conjuntos EPAS incluyen un motor eléctrico,
que actúa a través de un una caja de cambios y, opcionalmente, de un
embrague de para aplicar un par de ayuda a un árbol de dirección de
un vehículo. El conductor gira el árbol de dirección aplicando un
par a un volante que dirección, el cual se transfiere al árbol de
dirección. El par de asistencia aplicado al motor actúa para ayudar
al conductor a girar el volante de dirección, reduciendo el esfuerzo
requerido para dirigir el vehículo.
El árbol de dirección y el motor necesitan ser
retenidos con precisión en una posición relativa fija entre sí
durante el funcionamiento normal del vehículo. Sin embargo, en caso
de un accidente que implique una rápida desaceleración del vehículo,
es deseable que el conjunto de dirección colapse, permitiendo que el
volante de dirección se desplace hacia el frente del vehículo bajo
el peso del conductor. Esto se ha conseguido en el pasado de muchas
formas. En una disposición, el árbol de dirección se fabricó como un
único componente que se debilitaba a lo largo de su longitud,
permitiéndole colapsar axialmente mediante una deformación
controlada a medida que se aplicaba una fuerza al volante de
dirección. En una alternativa, se conocía proporcionar un árbol de
dirección de dos piezas en el cual una pieza desliza axialmente
sobre la otra a medida que se aplica una fuerza al volante de
dirección.
Así como permitir que el árbol de dirección
colapse, es esencial permitir la envuelta, que encierra y soporta el
árbol para colapsar. Un ejemplo de una disposición como ésta se
describe en nuestra solicitud anterior n.º GB 9716747.2. En el
conjunto descrito en esta solicitud, la envuelta se proporciona en
dos secciones con una sección deslizando dentro de la otra. Para
ubicar el árbol de dirección, la sección inferior (la más alejada
respecto del volante de dirección) tiene dos cojinetes anulares, que
soportan el árbol de dirección en lugares espaciados.
En algunas aplicaciones, típicamente en
vehículos de altas especificaciones, también es deseable que el
volante de dirección sea regulable, tanto en pendiente como en
alcance. La regulación en alcance exige desplazamiento axial del
volante de dirección alejándose o acercándose al conductor. Un
intervalo de regulación como éste permite que el conductor obtenga
una posición de conducción más confortable. Esto complica aún más el
diseño del conjunto de dirección.
En muchos casos, a menudo hay un espacio muy
limitado dentro del cual se puede ubicar el conjunto colapsable. Al
menos parte de este espacio puede estar ocupado por el motor
eléctrico y por su alojamiento haciendo que la disposición de una
protección adecuada contra colisión sea un reto más solicitado que
sobre un sistema de dirección no asistida más tradicional.
Un sistema colapsable de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento EP
0836981, en el cual tanto la regulación en pendiente como en alcance
se pueden hacer desde una única palanca. Durante el uso, un juego de
dientes sobre el extremo de un pasador de conexión son forzados por
la palanca a acoplarse con un juego correspondiente de dientes
formados sobre una envuelta de una columna de dirección. En caso de
colisión, se pretende que el pasador rompa por cizalla por una
sección debilitada permitiendo que el conjunto se colapse. Esto
tiene la desventaja de que se precisa un nuevo pasador después de
una colisión, y que el cizallado del pasador lo hace
inherentemente
débil.
débil.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención
proporcionamos un conjunto regulable de columna de dirección para un
vehículo, de acuerdo con la reivindicación 1.
Por lo tanto, proporcionamos un conjunto de
dirección, que permite un movimiento axial de volante de dirección
en un accidente mediante el desplazamiento del pasador de conexión a
lo largo de la abertura alargada en el miembro de envuelta superior
contra una fuerza proporcionada por el dispositivo de absorción de
energía.
La envuelta superior puede incluir una sección
canal que acomoda el miembro carril dentado y el extremo del pasador
de conexión. Este puede estar soldado a una sección cuerpo principal
de la envuelta superior que puede comprender un tubo hueco.
El carril dentado puede comprender dos filas de
dientes, extendiéndose una fila a lo largo de cada lado de la
abertura alargada en la parte envuelta superior. El miembro dentado
portado por el pasador puede tener dos pistas de dientes que se
corresponden.
Puede estar dispuesto un resorte que ejerce
presión sobre el miembro dentado, portado por el pasador, para
desacoplarlo del carril dentado cuando la palanca se desplaza hasta
una posición desbloqueada. En esta posición, los dientes no se
engranan, permitiendo que la envuelta superior deslice sobre el
carril guía hasta cierto punto permitido por la longitud de la
ranura alargada. El resorte puede comprender, por ejemplo, un
resorte de hoja. Puede estar dispuesto entre el miembro dentado y la
cara interna de la parte canal de la envuelta superior.
El miembro dentado portado por el pasador puede
comprender una parte cabeza del pasador, o puede ser una parte
separada que esté atrapada por una cabeza del pasador cuando la
palanca está en su posición bloqueada.
La abertura en el soporte fijo de montaje puede
comprender una ranura alargada sustancialmente verticalmente
inclinada. Una o más pistas de dientes pueden estar dispuestas a lo
largo de esta ranura que también se extiende verticalmente y
colabora con dientes sobre un miembro de bloqueo conectado
operativamente al pasador de conexión cuando la palanca está en la
posición bloqueada.
Se puede proporcionar el miembro de bloqueo
sobre el lado opuesto del soporte de montaje hasta la parte guía
inferior. Se puede proporcionar un resorte que ejerce presión sobre
dientes del miembro de bloqueo para que se desenganchen de los
dientes del soporte de montaje cuando la palanca está en la posición
desbloqueada.
La palanca puede estar conectada directamente al
pasador y puede estar atrapada entre un saliente dispuesto sobre el
extremo del pasador más alejado respecto de la envuelta superior y
del soporte fijo de montaje. Este saliente puede comprender una
tuerca, que está roscada sobre pasador. Una arandela puede estar
dispuesta entre la tuerca y la palanca.
La palanca se puede conectar por pivote al
pasador o puede fijarse al pasador de tal forma que la rotación de
la palanca produzca una rotación del pasador.
Una parte leva puede estar conectada a la
palanca de tal modo que la rotación de la palanca alrededor del eje
del pasador cause la rotación de la leva. La parte leva puede
definir una primera cara de leva que colabora con una segunda cara
de leva dispuesta sobre el miembro de bloqueo. De este modo, a
medida que la palanca se rota, la leva hace que el miembro de
bloqueo se desplace acercándose o alejándose del soporte fijo de
forma que todo el conjunto pueda ser bloqueado o desbloqueado. La
palanca y la leva pueden comprender un solo componente.
Un extremo de la palanca puede estar conformado
para formar un mango que pueda ser asido confortablemente por el
usuario.
El dispositivo de absorción de energía fija el
miembro de carril dentado a la envuelta superior durante el uso
normal, pero les permite desplazamiento relativo entre sí cuando han
sido sometidos a una gran fuerza, tal como puede ocurrir en un
impacto. El dispositivo puede conectar la parte guía inferior a la
parte envuelta superior. El miembro de absorción de energía puede
ser deformable en caso de accidente para permitir que la envuelta
superior se desplace relativamente a la parte guía. Alternativa o
adicionalmente, se puede adaptar para romperse por cizalla o saltar
bruscamente de otro modo, al menos en parte, ante una fuerza de
impacto aplicada al conjunto de columna de dirección. Esta conexión
impide al usuario regular el alcance de la columna durante el uso
normal aunque y permite el desplazamiento axial en caso de una
colisión.
En la alternativa, el miembro de absorción de
energía únicamente conecta el miembro carril dentado a la envuelta
superior, permitiendo que la envuelta superior se desplace
libremente respecto de la parte guía durante el uso normal. Esto
permite al usuario regular tanto la pendiente como el alcance cuando
la palanca está en la posición desbloqueada.
El dispositivo de absorción de energía puede
incluir un miembro que se deforma a medida que la envuelta superior
se desplaza más aún al interior de la parte guía en un accidente.
Esto puede comprender adecuadamente una banda metálica que esté
conectada a la parte carril dentado y que enganche sobre una parte
de la envuelta superior, por ejemplo un extremo inferior de la
envuelta superior. A medida que la envuelta se desplaza al interior
de la parte guía la banda se curva lo que absorbe energía.
La anchura y/o el grosor de la banda puede
variar a lo largo de su longitud para controlar la velocidad de
absorción de energía durante el colapso del conjunto.
El miembro de absorción de energía puede
comprender un miembro inextensible alojado dentro de la parte guía y
que es arrastrado ofreciendo resistencia alrededor de una polea
instalada en la constricción o perno de anclaje.
Preferiblemente, el extremo de amarre del bucle
está enganchado en un orificio de un panel de sujeción, y el extremo
libre del bucle está formado dentro de un segundo gancho que,
durante la etapa inicial de colapso por colisión, se arrastra
ofreciendo resistencia desde un pequeño puesto de anclaje.
En otra construcción, el miembro de absorción de
energía comprende un bucle de alambre que es arrastrado ofreciendo
resistencia alrededor de una parte del miembro carril dentado cuando
la envuelta superior se fuerza para recogerse telescópicamente en
modo colisión.
En un conjunto como éste, es ideal asegurar que
exista la misma relación entre la fuerza de colapso (que es generada
forzando el alambre alrededor del buje) y la distancia de colapso,
independientemente de la posición inicial de "alcance", en
particular de la longitud de la columna) regulación en el momento de
la colisión. Para conseguir esto, el carril dentado puede disponer
de una ranura alargada que complemente la ranura en la envuelta
superior, lo que permite que ésta se desplace longitudinalmente
respecto del perno de sujeción durante la regulación de alcance.
Durante una colisión, el buje permanece fijo
respecto de la parte guía columna que está estática durante la
colisión debido a que sus dientes están enganchados con los dientes
del miembro dentado portado por el pasador.
Un extremo del ciclo de alambre está fijado a un
poste que es integral con la sección de canal que está soldada al
tubo superior de columna. Opcionalmente, el otro extremo del bucle
está parcialmente enrollado alrededor de un segundo poste, también
literal con el mismo canal, de forma que proporciona una fuerza de
colapso adicional durante los primeros pocos milímetros de colapso
por colisión. Esto es, para resistir la reacción explosiva del
despliegue de la bolsa de aire.
Por último, para proporcionar a la columna con
resistencia a la fuerza longitudinal requerida durante la conducción
normal, se puede disponer un pequeño pasador de cizalla entre el
miembro de carril dentado y el canal. Por este medio, se evita la
necesidad de tener un encaje sin trincas entre las fijaciones del
extremo de cable al canal y al buje.
Un resorte de tipo hoja puede actuar entre la
cabeza del perno de anclaje y el buje de la brida dentada para
asegurar que en los dientes de sujeción de alcance están
completamente desenganchados cuando se libera el mecanismo de
sujeción.
También se puede insertar un pequeño moldeo de
caucho en cada extremo de la ranura en el miembro dentado para
proporcionar "topes blandos" que impidan gran ruido de impacto
en los extremos de la regulación de alcance.
El árbol de dirección puede comprender un árbol
telescópico que tiene al menos una parte superior y una parte
inferior, colaborando la parte superior con la parte inferior y
extendiéndose las dos partes a través de la parte guía y de la parte
envuelta superior.
Un cojinete axial inferior puede estar dispuesto
el cual está situado en un asiento en la parte guía y ubica la parte
inferior de columna de dirección. Análogamente, puede estar
dispuesto un cojinete axial superior el cual es soportado en un
asiento en la parte envuelta superior y proporciona ubicación axial
para la parte superior de árbol de dirección.
La parte inferior del árbol de dirección puede
estar enganchada por deslizamiento con un taladro en la parte
superior del árbol de dirección. Uno o más chavetero(s) sobre
la parte inferior (o parte superior) pueden colaborar con una o más
ranuras en la parte superior (o parte inferior) para impedir la
rotación relativa de las dos partes.
La parte guía puede estar dispuesta con al menos
una pared arqueada que colabora con una pared guía arqueada
favorable de la envuelta superior para definir una superficie de
contacto a lo largo de la cual la parte envuelta superior está
adaptada para deslizar respecto de la parte guía en caso de
accidente. Proporcionando una pared guía de la parte envuelta
superior que colabora directamente con una pared guía de la parte
guía, el proceso de alineación de la envuelta superior respecto de
la parte guía se simplifica.
En una disposición más adecuada, la pared guía
de la parte guía define al menos una superficie de radio constante
(que define un segmento de un primer cilindro) mientras que la pared
guía de la envuelta superior también define al menos una superficie
de radio constante (que define un segmento de un segundo cilindro)
teniendo ambas paredes sustancialmente mismo radio. El eje de
revolución de las paredes guías coincide, preferiblemente, con el
centro axial de los asientos de cojinete superior e inferior, y está
alineado con el eje del árbol de dirección. De ese modo, a medida
que las dos paredes se ponen en contacto se asegura que los asientos
de cojinete, y por ello el árbol de dirección, están correctamente
alineados.
La pared de la parte guía puede contactar
directamente con la pared de la parte envuelta superior. En una
alternativa, se puede encajar una pieza suplemento de ajuste entre
las dos partes, la cual está atrapada entre las paredes. Esto puede
comprender una hoja de acero. Puede estar pegada o fijarse por
cualquier otro medio sobre la pared arqueada de las partes guía.
Las paredes arqueadas proporcionan un arco de
contacto entre las dos partes, lo que las mantiene axialmente
alineadas a medida que las dos partes se desplazan relativamente
entre sí. En caso de accidente, una pared se adapta para deslizarse
sobre la otra con las paredes restringiendo el movimiento de las dos
partes.
La disposición de paredes arqueadas es
especialmente conveniente ya que son relativamente sencillas de
fabricar con alto grado de precisión. Al proporcionar una pared
arqueada sobre la parte guía, que colabora con una pared de la
envuelta superior, es relativamente sencillo asegurar que las dos
partes son concéntricas. Esto asegura que los cojinetes superior e
inferior también se pueden hacer concéntricos, lo que asegura más
aún que el árbol de dirección está correctamente alineado con el
alojamiento de motor eléctrico.
La parte guía puede comprender un metal fundido
o plástico o componente compuesto. Se prefiere fundición en
aluminio. La pared arqueada puede estar formada después de la colada
taladrando un taladro a través de la fundición.
Allí donde estén formadas paredes arqueadas
taladrando un taladro a través de la parte guía, se puede usar
adecuadamente la misma herramienta para formar el asiento para el
cojinete inferior. Esto asegura que las paredes arqueadas y el
asiento de cojinete serán concéntricos, y que la parte inferior del
árbol de dirección soportada por este cojinete también es
concéntrica con la pared arqueada.
De este modo, la pared de la parte guía y el
asiento de cojinete inferior se pueden mecanizar usando una
herramienta sencilla durante la fabricación. Obviamente, la
disposición de paredes arqueadas de radio constante es especialmente
adecuada. Sin embargo, las paredes no necesitan tener un radio
constante para obtener los beneficios por alineación de la presente
invención.
El asiento de cojinete para el cojinete inferior
puede tener un diámetro mayor que las paredes arqueadas permitiendo
que las paredes sean formadas por taladrado completamente a través
de la guía, y posteriormente, conformando del asiento. Esto reduce
considerablemente el coste de fabricación del miembro guía. En este
caso, las paredes arqueadas se extenderán a lo largo de toda la
longitud del miembro día antes de que se forme el asiento de
cojinete.
El taladro puede estar abierto en un lado, tal
que la parte guía comprende un miembro alargado que tiene una
sección transversal genéricamente con forma de c a lo largo de su
longitud. Se puede proporcionar una ranura, por ejemplo por colada,
en la pared interna de la parte guía opuesta al lado abierto de la
sección transversal. En este caso, la parte guía definirá dos
superficies internas arqueadas de igual radio y que tienen un eje
común, una sección dispuesta sobre cada lado de la ranura. Ambas
superficies internas definen juntas la pared arqueada de la parte
guía y ubican la parte envuelta superior.
Se puede disponer uno o más pernos de
constricción, que conecten un lado abierto de la guía con forma de c
con la otra, apretando el perno o pernos, sujetando entre sí los
lados de la guía sobre los postes de perno de constricción
dispuestos alrededor de los pernos. Esto ayuda a reforzar la
estructura de la parte guía.
La envuelta superior puede comprender un miembro
cilíndrico o tubo, siendo el radio externo del tubo el mismo que (o
ligeramente menor que) el radio de la pared arqueada de la parte
guía. La pared exterior del miembro tubular puede, por lo tanto,
definir la pared arqueada de la parte envuelta superior, que encaja
dentro de la parte guía. Es más preferido que la parte envuelta
superior sea un encaje deslizante sin huelgo dentro del taladro en
la parte guía. Puede que sea deseable mecanizar la superficie
exterior del tubo si se gusta tubería de bajo grado. La pared
interior del tubo proporcionará el asiento requerido para el
alojamiento de cojinete superior.
El cojinete superior puede estar asentado dentro
del taladro de la parte envuelta tubular superior. Ésta puede estar
situada tan cerca como sea posible del extremo superior abierto de
la parte envuelta superior. Esto asegura que los cojinetes superior
e inferior estén tan alejados como sea posible.
Un cojinete intermedio adicional puede estar
dispuesto cerca del extremo inferior de la parte envuelta
superior.
Se puede disponer un mecanismo de bloqueo de
dirección el cual, en una posición desbloqueada, permite que la
parte superior del árbol de dirección rote respecto de la envuelta
superior, y en una posición bloqueada impida la rotación relativa
entre la envuelta superior y la parte superior del árbol de
dirección.
Allí donde se disponga un bloqueo, el medio de
alineación puede estar adaptado para impedir la rotación de la parte
envuelta superior respecto de la parte guía. Ésta resiste cualquier
toque aplicado a la envuelta superior por un ladrón que haga palanca
contra el volante de dirección. Cuando ocurra tal cosa, debería ser
capaz de resistir un par de al menos 200 Nm, o más.
En medio de alineación puede, por lo tanto,
comprender un carril guía dispuesto sobre la parte envuelta superior
que se encaja en una ranura guía correspondiente formada en la pared
interior de la guía con forma de c opuesta al lado abierto de la
parte guía. El perno de sujeción puede sujetar el carril dentro de
la ranura.
El conjunto comprende, preferiblemente, una
parte de conjunto de dirección asistido por energía eléctrica. Como
tal, la parte guía puede incluir una o más partes de montaje para
afirmar la parte guía a un alojamiento de un motor eléctrico. La
parte guía puede estar rígidamente afirmada al alojamiento de motor.
Ella puede, por ejemplo, estar empernada o soldada o afirmada por
cualquier otro medio al alojamiento de motor.
Un árbol de salida del motor puede colaborar con
un extremo inferior de la pieza inferior de árbol de dirección que
se extiende desde la parte guía al interior del alojamiento de
motor. El alojamiento también puede acomodar un sensor de par que
mide el par portado por el árbol de dirección y produce una señal de
salida indicadora del parque se usa hasta determinar, al menos
parcialmente, la magnitud del par aplicado al árbol por el
motor.
Se puede empernar rígidamente la parte guía al
alojamiento de motor debido a que la precisión de la alineación de
los cojinetes superior e inferior, de las paredes guía y de la
superficie de casación es relativamente alta.
Debido a que la guía están rígidamente afirmada
al alojamiento de motor, se puede proporcionar un único soporte que
soporta la parte guía al vehículo y permite ajustar la pendiente del
conjunto. El soporte puede ser un componente de acero prensado.
Ahora se describirá, únicamente a modo de
ejemplo, una realización de la presente invención haciendo
referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales:
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización la invención;
La figura 2 es una sección transversal a través
de conjunto de la figura 1;
La figura 3 es una sección longitudinal a través
del conjunto de la figura 11;
La figura 4 es una sección longitudinal similar
a la figura 3, pero espaciada de la misma 90º.
El conjunto comprende un árbol 1, 2 de dirección
de dos piezas que interconecta un volante de dirección (no mostrado)
con un motor 4 eléctrico (mostrado únicamente en la figura 3). El
motor (no mostrado) da un par a través de un árbol 3 de salida a un
extremo inferior de una primera pieza 1 inferior del árbol de
dirección. La segunda pieza 2 superior del árbol de dirección está
afirmada por su extremo superior al volante de dirección. La segunda
pieza 2 del árbol de dirección tiene un taladro 5 interno
chaveteado, que acomoda por deslizamiento un extremo superior de la
pieza 1 inferior del árbol de dirección. Los chaveteros sobre las
dos partes impiden el movimiento de rotación relativo entre
ellas.
El motor está situado dentro de un alojamiento
de metal fundido. Una parte 7 guía alargada está afirmada mediante
pernos (no mostrados) al alojamiento en la cara de casación. La
parte guía es fundición de aluminio y tiene una cara 6 de casación
anular sobre un extremo que casa con un asiento anular
complementario sobre el alojamiento. La parte guía define una
envuelta inferior para el árbol de dirección, que se extiende a
través del centro de la parte 7 y guía para rotar aquí dentro de la
misma. La parte 7 guía se extiende alejándose del alojamiento de
motor pasado el punto donde las dos piezas del árbol de dirección se
enganchan entre sí, pero se detiene poco después del extremo
superior del árbol de dirección. El resto del árbol de dirección
está cubierto por una envuelta 8 superior tubular hueca, que se
engancha por deslizamiento dentro de la parte 7 guía alrededor del
árbol 1, 2 de dirección.
La parte 7 guía alargada tiene una sección
transversal genéricamente con forma de c a lo largo de la mayor
parte de su longitud con la pared 9 interior de la parte 7 guía
estando definida, al menos parcialmente, por un taladro pasante
anular continuo. El taladro define dos secciones arqueadas de pared,
que colaboran con las correspondientes secciones arqueadas de pared
de la pared exterior de la envuelta superior de columna de
dirección. Las secciones arqueadas, donde la parte 7 guía se
engancha con la envuelta 8 superior, proporcionan ubicación y guiado
para la envuelta superior.
La parte 7 guía define un asiento para un
cojinete 10 anular inferior que soporta la pieza 1 inferior del
árbol de dirección en un punto donde entra en el alojamiento 6 de
motor. La envuelta 8 superior también soporta un cojinete 11 anular
superior situado dentro de su taladro, que soporta la pieza 2
superior del árbol de dirección. El cojinete 11 superior y el
cojinete 10 inferior proporcionan, por lo tanto, una ubicación
completa para el árbol de dirección. El diámetro interno del taladro
pasante en la parte guía tiene un diámetro menor que el diámetro
del asiento de cojinete inferior.
Como se muestra la figura 2, una ranura está
fundida en la pared interna de la parte 7 guía. Esta ranura se
extiende axialmente a lo largo de la parte 7 guía opuesta al lado
abierto de la sección transversal con forma de c, y se para las dos
superficies guía arqueada. Un carril 12 de localización está soldado
mediante láser a un lado de la envuelta 8 superior y está situado
dentro de la ranura en la parte 7 guía. La localización de este
carril 12 en la ranura asegura que la envuelta 10 superior resistirá
cualesquiera fuerzas torsionales, que se puedan aplicar a la
envuelta superior. Estas fuerzas típicamente se producen si un
ladrón de intentar romper un bloqueo de columna de dirección
dispuesto entre la envuelta 10 y el árbol de dirección, haciendo
palanca sobre el volante de dirección.
Durante el uso normal, la parte 7 guía retiene
la envuelta 8 superior en una posición axial fija. El cojinete 11
superior y el cojinete 16 inferior proporcionan localizaciones
axiales para los árboles 1, 2 de dirección de dos piezas, y el
alojamiento 6 soporta el motor respecto del árbol de dirección. La
envuelta 8 superior se fijará en su sitio axialmente mediante
enganche seccional entre la guía arqueada y la envuelta.
Como la envuelta 8 superior se retiene en su
sitio mediante contacto friccional entre su pared exterior y las
secciones arqueadas del interior de la parte 7 guía, todas las
piezas están alineadas concéntricamente con un alto grado de
precisión. Esto se asegura, además, mecanizando el taladro pasante
interno de la parte 7 guía y el asiento para el cojinete 10
inferior, usando una sola herramienta para asegurar la
concentricidad. La pared exterior de la envuelta 8 superior también
se puede mecanizar, si se desea, en una operación separada.
En caso de accidente, lo que hace que un
conductor aplique gran carga axial al volante de dirección, la
envuelta 8 superior se puede desplazar axialmente dentro de la parte
7 guía deslizando a lo largo de las caras guía arqueada. Al mismo
tiempo, el árbol 1, 2 de dirección puede colapsar axialmente con la
pieza 1 inferior del árbol de dirección deslizando dentro de la
pieza 2 superior.
Para permitir que la pendiente del conjunto
columna de dirección sea regulada, la parte 7 guía se afirma
mediante un pasador de conexión lateral o perno 13 de sujeción a un
soporte 14 de acero prensado afirmado a la carrocería de vehículo.
El soporte tiene una ranura 15 vertical alargada y el perno de
sujeción pasa a través de esta ranura y una abertura con casquillo o
ranura en la parte 7 guía. La parte 7 guía se puede desplazar cuando
el perno está aflojado, permitiendo ajustar la posición del
conjunto. Cuando el perno se aprieta el conjunto se fija. Un extremo
del perno 13 se conecta a una leva 16 que tiene un diámetro mayor
que la ranura en el soporte. El otro se conecta a un mango 17 que
opera una leva 18 móvil.
El pasador también pasa a través de una ranura
alargada en el carril 12 soldado a la envuelta 8 superior que está
alineada con el eje de la columna de dirección. Cuando está
desbloqueado, el pasador se puede desplazar a lo largo de esta
ranura alargada permitiendo la regulación axial de la columna de
dirección. Este movimiento axial relativo entre la envuelta 8
superior y la parte 7 guía se controla proporcionando un elemento 18
que absorba energía que se deforme de forma controlada a medida que
colapsa el conjunto. Esta deformación absorbe energía para
proporcionar una velocidad óptima de colapso y controlar la energía
aplicada a través del volante de dirección.
El canal 7 de sujeción acomoda un miembro 19
carril dentado adicional que está encajado estrictamente por
deslizamiento dentro del mismo. Este miembro 19 dentado adicional
tiene una ranura central a través de la cual pasa el pasador 13, y
dispone de estrías sobre los bordes de sus dos bridas. Estas estrías
enganchan con estrías complementarias sobre el lado inferior de un
miembro 20 dentado sinterizado, que es traccionado a engancharse por
el extremo interno del pasador 13 de sujeción. Un resorte 21
adicional de liberación de "alcance" asegura que estas estrías
82, 84 enganchan completamente cuando se libera la sujeción.
La longitud de la parte estriada del carril 19
de diente es tal que el miembro 20 dentado puede enganchar con él,
en cualquier posición de regulación de "alcance". Una ranura en
la pared vertical del carril 19 de diente permite su movimiento en
la regulación de "alcance" respecto del husillo 13 sujeto.
Hay dispuesto un dispositivo de absorción de
energía que comprende dos bandas de energía, el cual ubica el
miembro carril dentado respecto de la envuelta superior durante el
uso normal, y controla el movimiento relativo entre el pasador y la
envuelta durante una colisión. Los extremos de amarre de las dos
bandas 22 de energía están soldados a las caras internas de las
bridas ensanchadas en el extremo inferior del miembro 19 carril
dentado, en particular el extremo que está más alejado del volante
de dirección.
Los extremos inferiores de las dos bridas 83 de
miembro de carril dentado están rebordeados hacia dentro para formar
yunques sobre los cuales las bandas 22 de energía avanzan ofreciendo
resistencia durante el colapso por colisión (figura 13). Antes de
encajar el conjunto soldado de miembro 19 de carril dentado más las
bandas 80 de energía al canal 7 de sujeción, las bandas 22 de
energía están sustancialmente rectas. Una vez montado al canal 7 de
sujeción, el extremo de cada banda 22 de energía se curva 180º y se
conforma fuertemente sobre su yunque correspondiente mediante una
herramienta especial que bloquea eficazmente el conjunto soldado,
rígidamente al canal 7 de sujeción.
Se deduce, por lo tanto, que durante la
regulación normal de "alcance" el miembro 19 carril dentado y
el canal 7 de sujeción se desplazan juntos durante el colapso por
colisión, el canal 19 dentado es incapaz de desplazarse debido a que
está bloqueado al pasador 13 de conexión mediante el bloqueo 20
dentado. Por ello, durante el colapso por colisión, las bandas 22 de
energía se arrastran ofreciendo resistencia alrededor de los yunques
de los canales 7 de sujeción que, por supuesto, se desplaza con el
tubo superior de columna, con el fin de acomodar el movimiento
relativo entre el canal y el carril dentado. La fuerza de colapso
característica depende de las posiciones relativas iniciales de las
bandas 22 de energía y del canal de sujeción, y ésta se mantiene
igual para todas las posiciones de regulación de "alcance".
En una modificación (no mostrada) están formados
pequeños ganchos verticales en los extremos libres, en concreto en
los extremos más cercanos al volante de dirección, de las bandas 22
de energía ante, durante la operación de "rebordeado" durante
la fabricación, se enganchan con las correspondientes ranuras de
transferencia cortadas en las bridas del canal 7 de sujeción. La
acción de traccionar estos ganchos fuera de las ranuras
proporcionará una fuerza de colisión adicional al comienzo del
colapso con el fin de resistir la reacción del despliegue de la
bolsa de aire.
Una tuerca 23 reguladora sin holgura engancha
con un perno 24 regulador hueco sin holgura que es coaxial con el
pasador 13 de conexión. Una plancha anti rotación rectangular de
perno regulador está soldada a la cabeza del perno 24 para impedirle
que rote. La tuerca es tratada con "Patchlock" de forma que su
configuración no se pueda cambiar en servicio. Este procedimiento de
regulación previo a la carga da al control superior de
deslizamiento, la fricción entre el tubo superior de columna y el
poste guía. Esto se requiere para llegar a, y mantener, fuerzas de
ajuste de "alcance" aceptables, que deben ser controladas
dentro de límites estrechos definidos por las especificaciones de
los clientes.
Como una característica opcional, cubierta de
bandas de rodadura en acero cubren los arcos mecanizados de la parte
7 guía. Estos están sujetos con grapas en ranuras fundidas y
proporcionan una acción de deslizamiento más suave y con menos
desgaste entre el tubo superior de columna y el poste guía de lo que
sería el caso con el cojinete tubo de acero directamente sobre el
poste guía de aluminio. Las bandas de rodadura están fabricadas a
partir de suplementos precisos de ajuste en acero delgado y flexible
de forma que la adición de ellos únicamente tiene un pequeño efecto
sobre la precisión de alineación entre el tubo de columna superior y
el poste guía. Estos cambios pueden ser necesarios para la columna
de doble regulación puesto que la acción de deslizamiento puede
tener lugar muchas miles de veces y debe ser silenciosa y debe
cambiar significativamente en sensación a lo largo de la vida del
vehículo.
El tubo superior de columna es completamente
circular. Esto le permite pasar el bloque con llave eléctrica
durante la colisión.
En una modificación, el tubo superior de columna
puede disponer de una ranura longitudinal en su extremo inferior lo
que evita una colisión con la garra del bloqueo eléctrico de llave
en el improbable caso de que el bloqueo se enganche durante la
colisión.
En otra construcción, se proporciona un
procedimiento externo para controlar la cantidad de holgura libre
lateral entre el tubo superior de columna y la parte guía mientras
la sujeción se libera para regular la pendiente de columna y el
alcance. Esto puede tomar la forma de un moldeó plástico
"deslizador" que se monta desde la plancha reforzadora de la
parte parte de guiado, y que soporta el lado derecho del tubo
superior de columna y es finamente regulable para las tolerancias de
rodadura desde el tubo vía dos o más, tornillos rígidos
roscados.
Claims (23)
1. Una columna regulable de dirección para un
vehículo que comprende:
una parte envuelta superior que está adaptada
para recibir una columna (1, 2) de dirección;
una parte (7) guía inferior que está adaptada
para soportar la parte (8) envuelta y para ser afirmada a un soporte
(14) de montaje fijo respecto del chasis del vehículo;
un pasador (13) de conexión que sobresale a
través de una abertura alargada dispuesta en el soporte (14) fijo,
de una abertura en la parte (7) guía inferior; y
una palanca (17) de operación que está conectada
operativamente al pasador (13) de conexión;
en el cual el pasador (13) de conexión porta un
miembro (20) dentado dispuesto sobre un extremo del pasador (13) de
conexión más cercano a la columna de dirección que engancha con un
miembro (19) carril dentado cuando se extrae el pasador (13) de
conexión hacia el soporte (14) fijo operando la palanca (17) de
operación hasta una posición bloqueada para sujetar el mencionado
miembro (19) carril dentado, la envuelta (8) superior y la parte
guía sobre el soporte (14) de montaje fijo, caracterizado
porque el pasador de conexión sobresale también a través de una
abertura alargada en la parte (8) envuelta superior, y porque el
mencionado miembro (19) carril dentado está conectado a la parte (8)
envuelta superior mediante un dispositivo (22) de absorción de
energía.
2. Una columna regulable de dirección según la
reivindicación 1, en la cual la parte (8) envuelta superior incluye
una sección canal que acomoda el miembro (19) carril dentado y el
extremo del pasador (13) de conexión.
3. Una columna regulable de dirección según las
reivindicaciones 1 ó 2, en la cual el miembro (19) carril dentado
comprende dos filas de dientes, extendiéndose una fila a lo largo de
cada lado de la abertura alargada en la parte (8) envuelta
superior.
4. Una columna regulable de dirección según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual está
dispuesto un resorte que ejerce presión sobre el miembro (80)
dentado portado por el pasador (1) de conexión, para desacoplarlo
del miembro (19) carril dentado cuando la palanca se desplaza hasta
una posición desbloqueada.
5. Un conjunto de columna regulable de dirección
según la reivindicación 4, en el cual está dispuesto el resorte
entre el miembro (80) dentado y una cara interna de la parte canal
de la parte (8) envuelta superior.
6. Un conjunto de columna regulable de dirección
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el
miembro (80) dentado portado por el pasador (13) de conexión
comprende una parte cabeza del pasador (13) de conexión.
7. Un conjunto de columna regulable de dirección
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la
abertura en el soporte (14) fijo de montaje comprende una ranura
(15) alargada sustancialmente inclinada verticalmente.
8. Un conjunto de columna regulable de dirección
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual
están dispuestas una o más pistas de dientes a lo largo de la
abertura que colabora con dientes sobre un miembro de bloqueo
operativamente conectado al pasador (13) de conexión cuando la
palanca (17) de operación está en la posición bloqueada.
9. Un conjunto de columna regulable de dirección
según la reivindicación 8, en el cual está dispuesto el miembro de
bloqueo sobre el lado opuesto al soporte (14) de montaje en la parte
guía inferior, y en el cual está dispuesto un resorte que ejerce
presión sobre los dientes del miembro de bloqueo para desacoplarlo
de los dientes del soporte (14) de montaje cuando la palanca (17) de
operación esté en la posición desbloqueada.
10. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual la palanca (17) de operación esté directamente conectada al
pasador (13) de conexión y esté atrapada entre un saliente,
dispuesto sobre el extremo del pasador (13) de conexión más alejado
respecto de la parte (8) envuelta superior, y el soporte (14) fijo
de montaje.
11. Un conjunto de columna regulable de
dirección según la reivindicación 10, en el cual el saliente
comprende una tuerca (23) que se aterraja sobre el pasador (13) de
conexión, y se puede proporcionar una arandela entre la arandela
(23) y la palanca (17) de operación.
12. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual la palanca (17) de operación está conectada por pivote al
pasador (13) de conexión.
13. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual la parte leva está conectada a la palanca (17) de operación
de tal forma que la rotación de la palanca (17) de operación
alrededor del eje del pasador (13) de conexión causa la rotación de
la parte leva, la parte leva define una primera cara de leva que
colabora con una segunda cara de leva dispuesta sobre el miembro de
bloqueo.
14. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual un extremo de la palanca (17) de operación está conformado
para formar un mango que pueda ser asido confortablemente por el
usuario.
15. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual el dispositivo (22) de absorción de energía conecta el
miembro (19) carril dentado a la parte (8) envuelta superior
permitiendo que el parte (8) envuelta superior se desplace
libremente respecto de la parte guía durante el uso normal.
16. Un conjunto de columna regulable de
dirección según la reivindicación 15, en el cual el dispositivo (22)
de absorción de energía también conecta la parte guía inferior a la
parte (8) envuelta superior.
17. Un conjunto de columna regulable de
dirección según las reivindicaciones 15 ó 16, en el cual el
dispositivo (22) de absorción de energía comprende un miembro que es
deformable en caso de accidente para permitir que la parte (8)
envuelta superior se desplace respecto de la parte guía.
18. Un conjunto de columna regulable de
dirección según las reivindicaciones 15, 16 ó 17 en el cual el
dispositivo de absorción de energía comprende una banda metálica que
está conectada al miembro (19) carril dentado y se engancha sobre un
extremo inferior de la parte (8) envuelta superior.
19. Un conjunto de columna regulable de
dirección según la reivindicación 18, en el cual la anchura y/o el
grosor de la banda de metal varía a lo largo de su longitud para
controlar la velocidad de absorción de energía durante el colapso
del conjunto.
20. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual el miembro (22) de absorción de energía comprende un miembro
inextensible alojado dentro de la parte guía y que es arrastrado
ofreciendo resistencia alrededor de una polea instalada en el
pasador (13) de conexión.
21. Un conjunto de columna regulable de
dirección según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el
cual el miembro (22) de absorción de energía comprende un bucle de
alambre que se arrastra ofreciendo resistencia alrededor de una
parte del miembro (19) carril dentado cuando la parte (8) envuelta
superior se fuerza para recogerse telescópicamente en modo
colisión.
22. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual el miembro (19) carril dentado incluye una ranura alargada a
través de la cual pasa el pasador (13) de conexión y en la cual una
pieza insertada resiliente, por ejemplo de caucho, se inserta en
cada extremo de la ranura en el miembro (20) dentado para
proporcionar topes suaves que impidan un gran ruido de impacto en
los extremos de la regulación de alcance.
23. Un conjunto de columna regulable de
dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el cual el árbol de dirección comprende un árbol telescópico que
tiene al menos una pieza superior y una pieza inferior, colaborando
la pieza superior con la pieza inferior y extendiéndose las dos
piezas a través de la parte guía y de la parte (8) envuelta
superior.
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