ES2675556T3 - Árbol de dirección para un automóvil - Google Patents

Árbol de dirección para un automóvil Download PDF

Info

Publication number
ES2675556T3
ES2675556T3 ES15706672.1T ES15706672T ES2675556T3 ES 2675556 T3 ES2675556 T3 ES 2675556T3 ES 15706672 T ES15706672 T ES 15706672T ES 2675556 T3 ES2675556 T3 ES 2675556T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
spindle
sliding sleeve
elastic roller
elastic
inner spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15706672.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Kirmsse
Christoph Klukowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2675556T3 publication Critical patent/ES2675556T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/20—Connecting steering column to steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F16C3/03—Shafts; Axles telescopic
    • F16C3/035—Shafts; Axles telescopic with built-in bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • F16D3/065—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement by means of rolling elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Árbol de dirección (1) para un automóvil, que comprende un husillo interior (2), un husillo exterior (3) que puede desplazarse telescópicamente con relación a este y un manguito deslizante (4) dispuesto entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3), presentando el manguito deslizante (4) al menos una entalladura (44) para alojar al menos un cuerpo rodante (5) que se engrana con el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, presentando el manguito deslizante (4) al menos un alojamiento (40) para alojar al menos un rodillo elástico (6) dispuesto entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, caracterizado por que en el alojamiento (40) está alojado al menos un rodillo elástico (6) de un plástico elástico, presentando el rodillo elástico (6) una ranura (60) que se extiende en la dirección del rodillo que está configurada en forma helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca, y el rodillo elástico (6) presenta una sección transversal en forma de C.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCIÓN
Árbol de dirección para un automóvil Campo técnico
La presente invención se refiere a un árbol de dirección para un automóvil, que presenta un husillo interior y un husillo exterior que puede desplazarse telescópicamente con respecto a este.
Estado de la técnica
Se conocen árboles de dirección telescópicos para automóviles en los que están previstos un husillo interior y un husillo exterior complementario al mismo, dispuesto de modo coaxial respecto al husillo interior, que son telescópicos el uno relativo al otro. De este modo, en el caso de automóviles, puede representarse una columna de dirección de posición ajustable, mediante la cual puede adaptarse la posición del volante al menos en la dirección axial del árbol de dirección a la posición correspondiente del conductor, con el fin de mejorar la ergonomía para el conductor del automóvil y con ello mejorar la seguridad. Se conocen árboles de dirección telescópicos además para columnas de seguridad, en las que el árbol de dirección se acorta o retrocede en caso de colisión, por ejemplo al darse el conductor con el volante y el volante entonces junto con el árbol de dirección se empuja hacia atrás.
Los árboles de dirección telescópicos se utilizan en automóviles entre el mecanismo de dirección y la columna de dirección y además del ajuste de posición y la seguridad frente a choques deben compensar también ligeras variaciones de la distancia entre el mecanismo de dirección y la columna de dirección, que aparecen por ejemplo debido a cargas dinámicas durante la marcha debido a las torsiones correspondientes del chasis, pero también mediante movimientos del mecanismo de dirección en una suspensión en goma. También estas ligeras variaciones de la distancia deben compensarse con el menor ruido posible y de una manera no perceptible para el conductor mediante el árbol de dirección telescópico.
El árbol de dirección con el mecanismo telescópico, además de un ajuste axial suave y sin sacudidas debe facilitar también una transmisión lo más simétrica posible del momento de torsión de dirección entre el husillo interior y el husillo exterior, de modo que el conductor por un lado no pueda constatar ninguna diferencia, entre una desviación de dirección hacia una dirección y una desviación de dirección hacia la otra dirección, y por otro lado el conductor no perciba un posible juego en la transmisión del momento de torsión entre el husillo interior y el husillo exterior.
Para facilitar durante el movimiento telescópico del árbol de dirección para el ajuste de la posición de volante una sensación de desplazamiento lo mejor posible para el conductor es deseable, en particular reducir, o evitar en gran medida un efecto stick-slip (deslizamiento a sacudidas) con el fin de posibilitar un ajuste fluido y con escaso ruido de la posición del volante. Para ello por el estado de la técnica se conocen husillos deslizantes que se disponen entre el husillo interior y el husillo exterior, y que sirven para reducir la fricción entre el husillo interior y el husillo exterior durante el movimiento telescópico. Un manguito deslizante de este tipo se conoce por ejemplo por el documento WO2010/037509 A1 que representa un manguito deslizante con propiedades deslizantes mejoradas de manera duradera. Por el documento WO2010/037509 A1 se sabe también cómo realizar el husillo interior y el husillo exterior, así como el manguito deslizante no redondos, de modo que, de manera correspondiente, en la transmisión del momento de torsión puede conseguirse, sin el menor juego posible a través de un arrastre de forma alojado en la dirección de transmisión del momento de torsión, la transmisión del momento de torsión.
También por el documento WO01/89909 A1 se conoce un mecanismo telescópico para columnas de dirección de automóviles en el que están previstos tanto un husillo interior como un husillo exterior, que en cada caso en al menos un lado presentan un aplanamiento y están configurados complementarios entre sí de modo que puede conseguirse de manera correspondiente de nuevo la transmisión del momento de torsión a través de un arrastre de forma.
Por el documento US 2009/0124399 A1 se conoce una unión universal en la que un árbol está alojado de manera telescópica en un manguito y la transmisión del momento de torsión se consigue a través de un casquillo dispuesto entre el árbol y el manguito, que presenta salientes en forma de rodillos, que posibilita un arrastre de forma entre entalladuras correspondientes en el árbol así como el manguito para la transmisión de un momento de torsión.
También por el documento US 2008/0254902 A1 se conoce una unión universal en la que un árbol guiado en un manguito está acoplado a través de un casquillo alojado entre medias para la transmisión de un momento de torsión, presentando el casquillo secciones de perfil en C en forma de rodillos y rebajes para el alojamiento de bolas de guía para la transmisión del momento de torsión.
El documento EP 1 772 346 como estado de la técnica más próximo desvela un árbol de dirección para un automóvil que comprende un husillo interior, un husillo exterior que puede desplazarse telescópicamente con respecto a este y un manguito deslizante dispuesto entre el husillo interior y el husillo exterior, presentando el manguito deslizante al menos una entalladura para alojar al menos un cuerpo rodante que se engrana con el husillo interior y el husillo
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
exterior para la transmisión de un momento de torsión, presentando el manguito deslizante al menos un alojamiento para alojar al menos un rodillo elástico dispuesto entre el husillo interior y el husillo exterior para la transmisión de un momento de torsión. Los rodillos tienen una ranura recta, continua en dirección longitudinal axial.
Descripción de la invención
Partiendo del estado de la técnica conocido un objetivo de la presente invención es presentar un árbol de dirección así como un manguito deslizante que mejoren adicionalmente el comportamiento del árbol de dirección con respecto a la ausencia de juego en la transmisión de un momento de torsión así como con respecto a la reducción del efecto de deslizamiento a sacudidas.
Este objetivo se consigue mediante un árbol de dirección para un automóvil con las características de la reivindicación 1. De las reivindicaciones dependientes resultan perfeccionamientos ventajosos.
De manera correspondiente se propone un árbol de dirección para un automóvil, que comprende un husillo interior, husillo exterior que puede desplazarse telescópicamente con respecto a este y un manguito deslizante dispuesto entre el husillo interior y el husillo exterior, presentando el manguito deslizante al menos una entalladura para alojar al menos un cuerpo rodante que se engrana con el husillo interior y el husillo exterior para la transmisión de un momento de torsión, presentando el manguito deslizante al menos un alojamiento para alojar al menos un rodillo elástico dispuesto entre el husillo interior y el husillo exterior para la transmisión de un momento de torsión. De acuerdo con la invención en el alojamiento está alojado al menos un rodillo elástico de un plástico elástico, presentando el rodillo elástico una ranura que se extiende en la dirección del rodillo, que está configurada en forma helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca, y el rodillo elástico presenta una sección transversal en forma de C.
Al facilitarse al menos un alojamiento para alojar un rodillo elástico puede conseguirse una transmisión del momento de torsión entre el husillo interior y el husillo exterior en momentos de torsión menores a través de este rodillo elástico. Con ello puede conseguirse una ausencia de juego en la transmisión de momentos de torsión menores, que de manera correspondiente mejora adicionalmente la sensación de dirección para el conductor de automóvil. El conductor no percibe de manera correspondiente ningún tipo de juego en el árbol de dirección, sino que el momento de torsión se transmite inmediatamente entre el husillo interior y exterior. Cuando se sobrepasa un momento de torsión determinado que está correlacionado con la fuerza de tensión previa de los rodillos elásticos, el rodillo elástico se comprime y la transmisión del momento de torsión en momentos de torsión mayores tiene lugar entonces a través del cuerpo rodante, preferentemente a través de una bola de acero rígida, que en momentos de torsión considerados no muestra esencialmente ningún efecto elástico.
De manera correspondiente puede facilitarse una transmisión del momento de torsión en el caso de todos los momentos de torsión aplicados por un conductor en el árbol de dirección, que se percibe sin juego por parte del conductor dado que ya en caso de los momentos de torsión más pequeños a través de los rodillos elásticos tiene lugar un acoplamiento entre el husillo interior y el husillo exterior y con ello una transmisión del momento de torsión.
Del mismo modo pueden estar alojados los cuerpos rodantes, en particular las bolas de acero rígidas, con un juego mínimo entre el husillo interior y el husillo exterior, de modo que por ejemplo en el movimiento telescópico del husillo interior relativo al husillo exterior los cuerpos rodantes respectivos no están en contacto con ambos husillos. A través de un correspondiente dimensionamiento de los rodillos elásticos y una selección de material adecuada puede reducirse de este modo también el efecto de deslizamiento a sacudidas dado que en el movimiento telescópico del husillo interior relativo al husillo exterior se facilita un contacto entre el husillo interior y el husillo exterior únicamente a través de los rodillos elásticos.
Con ventaja la al menos una bola de acero puede estar alojada en la al menos una entalladura en el manguito deslizante de tal modo que la bola de acero está dispuesta en una dirección de rotación pretensada con respecto al husillo exterior e interior. Preferentemente están previstas varias bolas de acero, estando dispuestas preferentemente todas las bolas de acero en la misma dirección de rotación. Para ello las entalladuras para las bolas de acero y el al menos un alojamiento para el rodillo elástico pueden dimensionarse de manera correspondiente y adaptarse a la forma del husillo interior y exterior de manera correspondiente.
Además el material de los rodillos elásticos puede optimizarse de modo que presente las propiedades necesarias con respecto a elasticidad y optimice al mismo tiempo las propiedades de fricción. Esta optimización es independiente del material del manguito deslizante, que exige otros requisitos en la selección de material, concretamente la mayor rigidez posible y al mismo tiempo un fricción escaso con el fin de posibilitar un desplazamiento sin sacudidas y con poco ruido del husillo interior con respecto al husillo exterior y guiar ambos rodillos de manera segura y en una medida constante el uno contra el otro, de modo que también se evita un posible ladeo de ambos rodillos el uno contra el otro.
Preferentemente el alojamiento es un rebaje que aloja el al menos un rodillo elástico aloja de modo que está en contacto directo con el husillo interior y el husillo exterior. De este modo puede conseguirse una transmisión de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
fuerza directa en la transmisión de un momento de torsión entre el husillo interior y el husillo exterior, sin intercalar el manguito deslizante.
En una alternativa el alojamiento es una depresión en el manguito deslizante, que aloja el al menos un rodillo elástico de modo que está dispuesta entre el manguito deslizante y el husillo interior, o entre el manguito deslizante y el husillo exterior. De este modo el manguito deslizante puede equiparse simplemente con el al menos un árbol elástico y puede facilitarse de este modo como elemento que puede montarse prefabricado.
En la entalladura del manguito deslizante está dispuesta preferentemente al menos un cuerpo rodante rígido, de manera especialmente preferida al menos una bola de acero rígida, que está en contacto con el husillo interior y el husillo exterior para la transmisión de un momento de torsión, siendo el cuerpo rodante preferentemente más rígido que el árbol elástico. De manera especialmente preferida el cuerpo rodante rígido está dispuesto con un juego, preferentemente mediante la configuración de un entrehierro, entre el husillo interior y el husillo exterior. De este modo puede conseguirse que, en pequeños momentos de torsión que van a transmitirse, la transmisión del momento de torsión se consiga solo a través de los rodillos elásticos y en caso de momentos de torsión mayores, tras una compresión de los rodillos elásticos, tenga lugar una transmisión también mediante cuerpos rodantes más rígidos. De este modo en todos los momentos de torsión que van a transmitirse puede conseguirse una transmisión de los momentos de torsión percibida sin juego por el conductor.
En un perfeccionamiento en el alojamiento está alojado al menos un rodillo elástico, que en el estado relajado, presenta un diámetro mayor que un cuerpo rodante rígido. El rodillo elástico está dispuesto de manera especialmente preferida bajo tensión previa entre el husillo interior y el husillo exterior. Mediante la tensión previa se garantiza que la transmisión de los momentos de torsión se perciba siempre sin juego por el conductor, dado que a cada momento de torsión introducido se opone una resistencia.
Para conseguir una guía segura y exenta de ladeo del husillo interior en el husillo exterior, el manguito deslizante está hecho preferentemente de un material que sea más rígido que el material del rodillo elástico y el manguito deslizante está hecho preferentemente de un material plástico rígido.
Puede conseguirse un comportamiento equilibrado independientemente de la dirección al estar previstos, a lo largo del perímetro del manguito deslizante dos alojamientos para alojar rodillos elásticos y al menos dos entalladuras para alojar cuerpos rodantes rígidos, estando previstos entalladuras y alojamientos alternándose en la dirección perimetral.
El objetivo mencionado anteriormente se resuelve además mediante un manguito deslizante con las características de la reivindicación 9.
De manera correspondiente se propone un manguito deslizante para la disposición entre un husillo interior y un husillo exterior que puede desplazarse telescópicamente con respecto a este de un árbol de dirección de un automóvil, presentando el manguito deslizante al menos una entalladura para alojar al menos un cuerpo rodante que se engrana con el husillo interior y el husillo exterior para la transmisión de un momento de torsión. Según la invención el manguito deslizante presenta al menos un alojamiento para alojar al menos un rodillo elástico entre el husillo interior y el husillo exterior dispuesto para la transmisión de un momento de torsión.
De acuerdo con la invención en el alojamiento está alojado al menos un rodillo elástico de un plástico elástico, presentando el rodillo elástico una ranura que se extiende en la dirección del rodillo que está configurada en forma helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca, y el rodillo elástico presenta una sección transversal en forma de C.
Breve descripción de las figuras
Se describen con más detalle otras formas de realización y aspectos preferidos de la presente invención mediante la siguiente descripción de las figuras. En este caso muestran:
la figura 1 una vista en planta en perspectiva esquemática de un árbol de dirección para un automóvil en un
primer ejemplo de realización;
la figura 2 una vista en perspectiva esquemática de un husillo interior con un manguito deslizante en un
primer ejemplo de realización;
la figura 3 una representación seccionada esquemática a través del husillo interior con el manguito deslizante
de la figura 2 en combinación con un husillo exterior;
la figura 4 una representación seccionada esquemática de un husillo interior, de un husillo exterior así como
un manguito deslizante dispuesto entre medias en un ejemplo de realización adicional;
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
figuras 5-7 vistas esquemáticas que incluyen una vista en planta esquemática, de un rodillo elástico;
la figura 8 una representación esquemática en perspectiva del rodillo elástico de las figuras 5-7;
figuras 9-11 vistas esquemáticas que incluyen una vista en planta esquemática, de un rodillo elástico en un ejemplo de realización;
la figura 12
una vista en perspectiva esquemática del rodillo elástico mostrado en las figuras 9- 11.
Descripción detallada de ejemplos de realización preferidos
A continuación se describen ejemplos de realización preferidos mediante las figuras. En este caso los elementos iguales, similares o con la misma función se designan en las diferentes figuras con idénticos números de referencia y se renuncia parcialmente a una descripción repetida de estos elementos en la siguiente descripción para evitar redundancias.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática en planta de un árbol de dirección 1 para un automóvil. Está previsto un husillo interior 2 que presenta una pieza de conexión 20 que está configurada para la conexión de una articulación cardán, por ejemplo para la unión con un mecanismo de dirección no mostrado.
Está previsto un husillo exterior 3 que igualmente una presenta pieza de conexión 30 para la conexión a una articulación cardán, a la que puede conectarse por ejemplo una columna de dirección.
El husillo interior 2 está dispuesto de modo coaxial al husillo exterior 3 y es telescópico con respecto al husillo exterior 3. La movilidad telescópica en el ejemplo de realización mostrado se facilita al poder deslizarse el husillo interior 2 hacia el interior del husillo exterior 3 o poder extraerse de nuevo de este.
Tal como resulta por ejemplo a partir de la representación esquemática en perspectiva en la figura 2 el husillo interior 2 presenta entalladuras 22 en forma de acanaladuras que se extienden a lo largo del eje del husillo. En la sección transversal las entalladuras 22 están configuradas esencialmente en forma de sección circular, en este caso en forma semicircular.
Está previsto un manguito deslizante 4 que está dispuesto entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3. En el estado ensamblado del árbol de dirección 1 mostrado en la figura 1 el manguito deslizante 4 no puede distinguirse de manera correspondiente dado que está alojado dentro del husillo exterior 3, y el husillo exterior 3 está conectado con el husillo interior 2 a través del manguito deslizante 4.
El husillo interior 2 tiene, tal como puede distinguirse por ejemplo en la figura 2, en principio una sección transversal circular en la que están practicadas las entalladuras 22 en forma de acanaladuras, que en la sección transversal están configuradas como acanaladuras esencialmente semicirculares.
El manguito deslizante 4 está configurado en el ejemplo de realización mostrado en las figuras 2 y 3 de modo que presenta alojamientos 40, que esencialmente siguen los contornos de la entalladura 22 en forma de acanaladura del husillo interior 2. Esto puede verse especialmente bien en la vista en sección trasversal en la figura 3. Los alojamientos 40 del manguito deslizante 4 están moldeados de manera correspondiente de modo que se alojan en las entalladuras 22 en forma de acanaladuras del husillo interior 2 y están en contacto con el husillo interior 2 esencialmente a lo largo de toda la superficie del manguito deslizante 4.
Adicionalmente pueden estar fijados elementos de fijación 23 fijan el manguito deslizante 4 en una posición axial sobre el husillo interior 2. Los elementos de fijación de este tipo pueden conseguirse en el caso más sencillo mediante un retacado, un proceso de encaje a presión o apriete que lleva a las deformaciones de material correspondientes.
El manguito deslizante 4 está configurado por tanto de modo que sigue completamente los contornos externos del husillo interior 2. En la figura 3 esto puede distinguirse especialmente bien, según lo cual no solo en la zona de los alojamientos 40, sino también en las dispuesto entre medias zonas de puente 42 tiene lugar un contacto esencialmente en toda la superficie manguito deslizante 4 con los contornos externos del husillo interior 2. No obstante este contacto por toda la superficie no es obligatorio. En particular ha de preferirse cuando entre el manguito deslizante 4 y el husillo exterior 3 está previsto una hendidura 45.
Están previstas igualmente entalladuras 44 en el manguito deslizante 4 que posibilitan el alojamiento de cuerpos rodantes 5 que en el ejemplo de realización mostrado están previstos como bolas de acero rígidas. Los cuerpos rodantes 5 están dimensionados en este caso de modo que están dispuestos con un escaso juego, es decir configurando un entrehierro 50 marginal en las entalladuras 22 y las entalladuras 44 del manguito deslizante 4 de modo que se posibilita una rotación con poca fricción del cuerpo rodante 5.
En el husillo exterior 3 están previstos igualmente alojamientos 32 que están dimensionados de modo que alojan los
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
cuerpos rodantes 5 esencialmente configurando el mismo entrehierro 50. De manera especialmente preferida el diámetro de la entalladura en forma de acanaladuras 22 en el husillo interior 2 es idéntico al radio del alojamiento 32 en el husillo exterior 3, de modo que los cuerpos rodantes 5 se alojan bajos las mismas condiciones en el husillo interior 2 y el husillo exterior 3.
Como alternativa es concebible y posible disponer el alojamiento 40 para el rodillo elástico 6 de manera desfasada con respecto a las entalladuras 44 en el manguito deslizante 4 para los cuerpos rodantes 5 de tal modo que los cuerpos rodantes 5, en particular las bolas, están dispuestas pretensadas en una dirección de rotación frente a las entalladuras 22 en forma de acanaladuras del husillo interior 2 y del alojamiento 32 del husillo exterior 3. Por ello puede conseguirse que las bolas o los cuerpos rodantes 5 en la aplicación de momentos de torsión reducidos no golpeteen. De este modo puede reducirse la formación de ruido en el árbol de dirección 1. No obstante en el diseño debe prestarse atención a que la tensión previa no sea demasiado grande para que el árbol ya en caso de fuerzas de desplazamiento escasas pueda moverse axialmente de manera telescópica.
A través de los cuerpos rodantes rígidos 5 se facilita un arrastre de forma entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3 que posibilita una transmisión del momento de torsión entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3.
Las entalladuras 22 del husillo interior 2 están configuradas en el ejemplo de realización mostrado en la figura 3 de modo que en la zona de los alojamientos 40 del manguito deslizante 4 presentan una sección transversal mayor que en la zona de las entalladuras 44 del manguito deslizante 4. Con ello puede conseguirse que las zonas libres en cada caso en las que los cuerpos rodantes rígidos 5 y los rodillos elásticos 6 se disponen entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3 presenten esencialmente el mismo diámetro libre. Mediante la sección transversal mayor de las entalladuras 22 del husillo interior 2 en la zona de los alojamientos 40 previstos como depresiones en el manguito deslizante 4 puede compensarse de manera correspondiente el espesor de material del manguito deslizante 4.
En los alojamientos 40 del manguito deslizante 4 están alojados rodillos elásticos 6 que abarcan o llenan el espacio configurado por el alojamiento 32 del husillo exterior 3 y el alojamiento 40 del manguito deslizante 4 esencialmente hacia fuera. Los rodillos elásticos 6 están pretensados en este caso preferentemente de modo que están en contacto esencialmente por toda la superficie con el alojamiento 40 del manguito deslizante 4 y el alojamiento 32 del husillo exterior 3, preferentemente bajo una tensión previa que va a especificarse.
Los rodillos elásticos 6 están sujetos de manera estacionaria en el alojamiento 40 del manguito deslizante 4 con respecto al manguito deslizante 4. El manguito deslizante 4 puede sujetarse de manera estacionaria con respecto al husillo interior 2 o al husillo exterior 3. En una variante sin embargo el manguito deslizante 4 puede estar dispuesto también de manera que puede desplazarse libremente con respecto al husillo interior 2 y el husillo exterior 3, debiendo estar previsto un tope de tal modo que el manguito deslizante 4 no se desplaza hacia fuera del espacio intermedio entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3.
El rodillo elástico 6 está fabricado preferentemente de un material plástico que por un lado facilita la elasticidad y tensión previa necesarias, y por otro lado en comportamiento de fricción óptimo entre el manguito deslizante 4 y el husillo exterior 3. Mediante la selección del material plástico respectivo la fricción puede mantenerse reducida de modo que pueden minimizarse efectos de deslizamiento a sacudidas y conseguirse un desplazamiento telescópico exento de sacudidas y de ruido así como de deslizamiento suave entre husillo exterior 3 y husillo interior 2.
El dimensionamiento del rodillo elástico 6 o la aplicación de la tensión previa del rodillo elástico 6 posibilita, en la introducción de un momento de torsión a través del husillo exterior 3 transmitir este momento de torsión, en particular un momento de torsión pequeño, directamente a través del rodillo elástico 6 y el alojamiento 40 del manguito deslizante 4 al husillo interior 3. Esta transmisión del momento de torsión de momentos de torsión pequeños debido a la elasticidad y tensión previa del rodillo elástico 6 tiene lugar sin juego, dado que todavía no tiene lugar una compresión del rodillo elástico 6. Si el momento de torsión introducido a través del husillo exterior 3 aumenta, de tal manera que el rodillo elástico 6 se deforma elásticamente, entonces tiene lugar una torsión relativa entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3, por lo que el entrehierro 50 entre el cuerpo rodante 5 rígido y la entalladura en forma de acanaladuras 22 del husillo interior 2 así como del alojamiento 32 del husillo exterior 3 se supera y los cuerpos rodantes rígidos 5 entonces están en contacto de manera correspondiente sin juego con las entalladuras 22 y alojamientos 32. Se transmite momentos de torsión mayores de manera correspondiente a través de los cuerpos rodantes rígidos 5 que están en contacto directamente entonces con las superficies respectivas de la entalladura 22 del husillo interior 2 y del alojamiento 32 del husillo exterior 3 entre el husillo exterior 3 y el husillo interior 2.
Los cuerpos rodantes 5 están hechos en este caso preferentemente de materiales que actúan de modo esencialmente no elástico al menos en la zona de los momentos de torsión introducidos, por ejemplo en forma de bolas de acero rígidas.
Mediante el rodillo elástico 6 pueden transmitirse de manera correspondiente pequeños momentos de torsión y en el caso de un aumento de los momentos de torsión que van a transmitirse la transmisión del momento de torsión tiene lugar a través de los cuerpos rodantes rígidos 5.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Para un conductor se produce por ello la sensación de que la transmisión del momento de torsión tiene lugar completamente sin juego dado que ya en la introducción de momentos de torsión muy pequeños tiene lugar a través de los rodillos elásticos 6 una transmisión directa de los momentos de torsión.
El comportamiento telescópico está mejorado en el sentido de que debido al entrehierro 50 entre los cuerpos rodantes 5 y las entalladuras 22 en forma de acanaladuras así como el alojamiento 32 en el caso de un árbol de dirección 1 sin carga, es decir sin la introducción de un momento de torsión, los cuerpos rodantes 5 se presentan esencialmente libres, y con ello no favorecen el efecto de deslizamiento a sacudidas. La fricción tiene lugar de manera correspondiente en la zona de los rodillos elásticos 6, pudiendo optimizarse esta fricción a través de las correspondientes adaptaciones del material del rodillo elástico 6 al material del husillo interior 2 y/o del husillo exterior 3 de modo que el efecto de deslizamiento a sacudidas no aparezca, o solo de modo reducido.
El manguito deslizante 4 y el rodillo elástico 6 están fabricados preferentemente de diferentes materiales de modo que el manguito deslizante 4 pueda optimizarse con respecto a propiedades de deslizamiento y las propiedades de desgaste así como a la estabilidad y resistencia en dirección radial para el aumento del guiado. El rodillo elástico 6 puede optimizarse con respecto a su elasticidad, su tensión previa así como igualmente su comportamiento bajo fricción.
Con respecto a la elasticidad las exigencias en el manguito deslizante 4 y el rodillo elástico 6 son diferentes dado que el rodillo elástico 6 exige una elevada elasticidad, mientras que el manguito deslizante 4 exige una elevada rigidez para mantener constante el comportamiento telescópico del árbol de dirección 1 independientemente de la posición del husillo interior 2 con respecto a husillo exterior 3 e impedir o reducir un posible ladeo del husillo interior 2 con respecto al husillo exterior 3. Para ello es ventajoso el uso de un material lo menos comprimible posible para el manguito deslizante 4. El rodillo elástico 6 en cambio es ventajosamente elástico y comprimible con el fin de posibilitar el efecto anteriormente descrito de la transmisión sin juego de los momentos de torsión ya más pequeños mediante la elasticidad y una tensión previa aplicada.
En la figura 4 se muestra una representación en sección transversal adicional de un árbol de dirección 1 con un husillo interior 2, un husillo exterior 3 así como un manguito deslizante 4 dispuesto entre medias, presentando el manguito deslizante 4 entalladuras 44 para el alojamiento del cuerpo rodante 5, e igualmente un alojamiento 40 configurado como rebaje para el alojamiento de un rodillo elástico 6. En el ejemplo de realización mostrado en la figura 4, de manera correspondiente no solo los cuerpos rodantes 5 están en contacto directamente con el material del husillo interior 2 y el husillo exterior 3 sino también el rodillo elástico 6 están en contacto directamente con las superficies de material del husillo interior 2 y el husillo exterior 3.
Mediante el contacto directo del rodillo elástico 6 con las superficies del husillo interior 2 y el husillo exterior 3 y, debido a la elasticidad del rodillo elástico 6 puede conseguirse también en este caso una transmisión esencialmente sin juego de momentos de torsión. De manera especialmente preferida el rodillo elástico 6 está introducido bajo una tensión previa entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3 de modo que puede conseguirse inmediatamente una transmisión del momento de torsión también de los momentos de torsión más pequeños, tan pronto como se transmita un momento de torsión desde el husillo exterior 3 al husillo interior o desde el husillo interior 2 al husillo exterior 3. En el caso de momentos de torsión mayores, cuando el rodillo elástico 6 ya se ha deformado algo, los cuerpos rodantes rígidos 5, en particular en forma de bolas de acero, se engranan y facilitan un arrastre de forma entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3 de tal modo que pueden transmitirse también momentos de torsión grandes.
En las figuras 5-8 se muestra un rodillo elástico 6 ajeno a la invención en diferentes vistas. El rodillo elástico 6 presenta una ranura 60 continua que en el ejemplo de realización mostrado se extiende a lo largo del eje del rodillo elástico 6. El rodillo elástico 6 presenta un perfil en forma de C tal como puede distinguirse por ejemplo en las figuras 5, 7 y 8. El rodillo elástico 6 está fabricado de un material plástico que posibilita un desplazamiento esencialmente exento de efecto de deslizamiento a sacudidas del husillo interior 2 con respecto al husillo exterior 3.
En las figuras 9-12 se muestra un rodillo elástico 6 en una segunda forma de realización en la que la ranura 60 se extiende igualmente de un extremo a otro extremo del rodillo elástico 6, en este caso está configurada sin embargo de manera helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca. El perfil del rodillo elástico 6 en este ejemplo de realización, tal como se deduce por ejemplo de las figuras 9, 11 y 12, tiene igualmente forma de C.
El diámetro del rodillo elástico 6 en el estado relajado es preferentemente algo mayor que el diámetro, que resulta entre el alojamiento 32 del husillo exterior 3 y la entalladura en forma de acanaladuras 22 del husillo interior 2 de tal manera que, en la inserción del rodillo elástico 6 esté está dispuesto bajo tensión previa entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3.
De este modo se da una unión resistente a la torsión entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3 que posibilita la transmisión de momentos de torsión reducidos sin juego. En particular la sensación que tiene un conductor en la transmisión de una instrucción de mando o de un momento de control es de tal modo que no se presenta ningún juego entre el husillo interior 2 y el husillo exterior 3. En la transmisión de momentos de torsión mayores el rodillo
10
15
20
25
elástico 6 se comprime hasta que los cuerpos rodantes 5 no elásticos asumen la transmisión del momento de torsión.
De acuerdo con los ejemplos de realización el manguito deslizante 4 está fijado axialmente en el husillo interior 2. La invención puede aplicarse de la misma manera cuando el manguito deslizante 4 está fijado en el interior del husillo exterior 3. En este caso entre el manguito deslizante 4 y la superficie externa del husillo interior 2 está dispuesta preferentemente una hendidura, de modo que en el caso de un desplazamiento telescópico del husillo interior 2, con respecto al husillo exterior 3 se minimizan las fuerzas de fricción.
Lista de números de referencia
1 árbol de dirección
2 husillo interior
20 pieza de conexión
22 entalladura en forma de acanaladuras
23 elemento de fijación
3 husillo exterior
30 pieza de conexión
32 alojamiento
4 manguito deslizante
40 alojamiento
42 zona de puente
44 entalladura
45 hendidura
5 cuerpo rodante
50 entrehierro
6 rodillo elástico
60 ranura

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Árbol de dirección (1) para un automóvil, que comprende un husillo interior (2), un husillo exterior (3) que puede desplazarse telescópicamente con relación a este y un manguito deslizante (4) dispuesto entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3), presentando el manguito deslizante (4) al menos una entalladura (44) para alojar al menos un cuerpo rodante (5) que se engrana con el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, presentando el manguito deslizante (4) al menos un alojamiento (40) para alojar al menos un rodillo elástico (6) dispuesto entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, caracterizado por que en el alojamiento (40) está alojado al menos un rodillo elástico (6) de un plástico elástico, presentando el rodillo elástico (6) una ranura (60) que se extiende en la dirección del rodillo que está configurada en forma helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca, y el rodillo elástico (6) presenta una sección transversal en forma de C.
  2. 2. Árbol de dirección (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el alojamiento (40) está configurado como rebaje, que aloja el rodillo elástico (6) de modo que está en contacto directo con el husillo interior (2) y el husillo exterior (3).
  3. 3. Árbol de dirección (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el alojamiento (40) está configurado como depresión en el manguito deslizante (4), que aloja el rodillo elástico (6) de modo que está dispuesto entre el manguito deslizante (4) y el husillo interior (2), o entre el manguito deslizante (4) del husillo exterior (3).
  4. 4. Árbol de dirección (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la entalladura (44) del manguito deslizante está dispuesto al menos un cuerpo rodante (5), preferentemente al menos una bola de acero, que está en contacto con el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, siendo el cuerpo rodante (5) preferentemente más rígido que el árbol elástico (6).
  5. 5. Árbol de dirección (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que el cuerpo rodante rígido (5) está dispuesto con un juego, preferentemente configurando un entrehierro (50), entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3).
  6. 6. Árbol de dirección (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el alojamiento (40) está alojado al menos un rodillo elástico (6), de un plástico elástico, que en el estado relajado presenta un diámetro mayor que un cuerpo rodante (5), y el rodillo elástico (6) está dispuesto de manera especialmente preferida bajo tensión previa entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3).
  7. 7. Árbol de dirección (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el manguito deslizante (4) está hecho de un material que es más rígido que el material del rodillo elástico (6) y preferentemente está hecho de un material de plástico rígido.
  8. 8. Árbol de dirección (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a lo largo del perímetro del manguito deslizante (4) están previstos al menos dos alojamientos (40) para alojar rodillos elásticos (6) y al menos dos entalladuras (44) para alojar cuerpos rodantes rígidos (5), estando previstas entalladuras (44) y alojamientos (40) alternándose en la dirección perimetral.
  9. 9. Manguito deslizante (4) para la disposición entre un husillo interior (2) y un husillo exterior (3), que puede desplazarse telescópicamente con relación a este, de un árbol de dirección (1) de un automóvil, presentando el manguito deslizante (4) al menos una entalladura (44) para alojar al menos un cuerpo rodante (5) que se engrana con el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, presentando el manguito deslizante (4) al menos un alojamiento (40) para alojar al menos un rodillo elástico (6) dispuesto entre el husillo interior (2) y el husillo exterior (3) para la transmisión de un momento de torsión, caracterizado por que en el alojamiento (40) está alojado al menos un rodillo elástico (6) de un plástico elástico, presentando el rodillo elástico (6) una ranura (60) que se extiende en la dirección del rodillo, que está configurada en forma helicoidal en el sentido de un cuarto de paso de rosca, y el rodillo elástico (6) presenta una sección transversal en forma de C.
ES15706672.1T 2014-01-31 2015-01-30 Árbol de dirección para un automóvil Active ES2675556T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014101194.5A DE102014101194B4 (de) 2014-01-31 2014-01-31 Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug
DE102014101194 2014-01-31
PCT/EP2015/000181 WO2015113770A1 (de) 2014-01-31 2015-01-30 Lenkwelle für ein kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2675556T3 true ES2675556T3 (es) 2018-07-11

Family

ID=52595254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15706672.1T Active ES2675556T3 (es) 2014-01-31 2015-01-30 Árbol de dirección para un automóvil

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3099555B1 (es)
DE (1) DE102014101194B4 (es)
ES (1) ES2675556T3 (es)
PL (1) PL3099555T3 (es)
WO (1) WO2015113770A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5975199B1 (ja) * 2015-01-14 2016-08-23 日本精工株式会社 ステアリング装置
DE102016102863A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug
US10415646B2 (en) * 2016-09-16 2019-09-17 Steering Solutions Ip Holding Corporation Telescoping roller I-shaft and method of assembly
DE102017218741A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-25 Thyssenkrupp Ag Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug
CN110509977A (zh) * 2019-09-23 2019-11-29 恒大新能源汽车科技(广东)有限公司 转向管柱连接装置及车辆
CN113531031B (zh) * 2021-08-06 2022-11-25 杭州琳达汽配有限公司 一种电动转向轴的减震结构

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0106647B1 (pt) 2000-05-19 2010-02-09 mecanismo telescàpico.
US7481130B2 (en) * 2001-10-01 2009-01-27 Nsk Ltd. Vehicle steering telescopic shaft
JP4168337B2 (ja) * 2003-09-10 2008-10-22 株式会社ジェイテクト スプライン継手
JP2006177517A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
KR100708876B1 (ko) * 2005-10-10 2007-04-18 주식회사 만도 조향장치의 슬립 조인트
KR101148506B1 (ko) 2007-04-12 2012-05-29 주식회사 만도 유니버셜 조인트
JP4750838B2 (ja) 2007-11-12 2011-08-17 マンド株式会社 ユニバーサルジョイント
US8182354B2 (en) * 2007-12-03 2012-05-22 Mando Corporation Slip joint of steering apparatus for vehicle
DE102008049825B4 (de) 2008-10-01 2017-04-06 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Gleithülse
KR20100090017A (ko) * 2009-02-05 2010-08-13 한국델파이주식회사 인터미디어트 샤프트 어셈블리

Also Published As

Publication number Publication date
PL3099555T3 (pl) 2018-09-28
EP3099555A1 (de) 2016-12-07
DE102014101194B4 (de) 2015-09-10
DE102014101194A1 (de) 2015-08-06
WO2015113770A1 (de) 2015-08-06
EP3099555B1 (de) 2018-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2675556T3 (es) Árbol de dirección para un automóvil
ES2705591T3 (es) Arbol de dirección para un vehículo de motor
ES2388359T3 (es) Montante telescópico para una suspensión de rueda de automóviles
JP4419841B2 (ja) 車両ステアリング用伸縮軸
ES2623627T3 (es) Disposición de cojinete con movilidad angular para piñones en engranajes de reducción de sistemas de dirección electromecánicos
ES2587528T3 (es) Dispositivo de inmovilización para una columna de dirección ajustable
CN107031700B (zh) 转向装置
ES2765404T3 (es) Dispositivo para generar una fuerza auxiliar en un sistema de dirección de un automóvil
ES2810902T3 (es) Husillo de rosca de bolas de una dirección asistida electromecánica con cojinete de bolas de contacto angular integrado y compensación de diferentes dilataciones térmicas
ES2640251T3 (es) Husillo de rosca de bolas con compensación de rodamiento
ES2697334T3 (es) Arbol de dirección para el sistema de dirección de un automóvil
ES2426090T3 (es) Servodirección eléctrica de automóvil con un engranaje de bolas circulantes
JP4930756B2 (ja) 伸縮自在シャフトおよび車両操舵用伸縮自在シャフト
US8216104B2 (en) Gear set and nutation gear set
EP1908975A1 (en) Extensible shaft and steering device for vehicle
US8435124B2 (en) Variable length steering spindle
JP2009197818A (ja) 伸縮軸及び伸縮軸を備えたステアリング装置
KR101517078B1 (ko) 차량용 가변형 스티어링 샤프트의 토크 전달 장치
JP2007069868A (ja) ステアリング装置のシャフトジョイント構造及びステアリング装置
JP6199821B2 (ja) サスペンション装置
KR101517085B1 (ko) 차량용 가변형 스티어링 샤프트의 토크 전달 장치
US10508723B2 (en) Reducer of electric power steering apparatus
WO2002012744A1 (es) Junta universal perfeccionada
KR100973943B1 (ko) 완충 장치를 구비한 차량용 조향장치의 타이 로드
ITMI20130736A1 (it) Giunto in una colonna sterzo inclinabile