ES2221918T3 - Conjunto de direccion para vehiculo automovil. - Google Patents
Conjunto de direccion para vehiculo automovil.Info
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Abstract
Conjunto de dirección de un vehículo que incluye una columna de dirección (12) en uno de cuyos extremos está montado fijo un volante (14), un núcleo o cubo (18) montado adyacente al volante, pero montado rotativo respecto de este y que incluye medios funcionales, incluyendo además el conjunto de dirección medios para poner el núcleo en rotación, caracterizado porque estos medios incluyen un motor eléctrico (28) unido al núcleo mediante un muelle (36) de sección rectangular.
Description
Conjunto de dirección para vehículo
automóvil.
El presente invento se refiere a un conjunto de
dirección de un vehículo, conjunto tal y como se define en el
preámbulo de la reivindicación 1 y conocido, por ejemplo, por el
documento US4485371A.
De forma convencional, un conjunto de dirección
de vehículo, principalmente de coche, incluye una columna de
dirección en cuyo extremo se monta fijo un volante. El volante
incluye un núcleo o cubo central alrededor del que está dispuesto un
aro destinado a ser sujetado por el conductor. El núcleo central
está típicamente dotado de mandos, por ejemplo interruptores,
destinados a ser accionados manualmente por el conductor.
El núcleo central del volante puede igualmente
estar dotado de un sistema de seguridad como un bolsa inflable,
comúnmente llamada "air bag".
El hecho de que el núcleo gire con el volante
obliga a los fabricantes de bolsas inflables a darles una forma
simétrica respecto de su centro con el fin de que pueda actuar de
forma segura cualquiera que sea el ángulo del volante. No obstante,
sería preferible, para un funcionamiento óptimo de la bolsa, darle
una forma asimétrica, pero esto obliga al constructor a montarlo
sobre un núcleo fijo dispuesto en el interior del volante que, a su
vez, es de libre rotación.
Se conoce por el documento US 4 561 324 un
conjunto de dirección en el que el núcleo del volante está dispuesto
con el fin de permanecer fijo mientras que el volante permanece
libre en rotación con la columna de dirección. El núcleo puede
recibir una bolsa inflable que puede ventajosamente tener una forma
asimétrica.
Se conoce igualmente, por el documento US 4 604
912, un conjunto de dirección dotado de un núcleo de volante fijo
que incluye diversos mandos destinados a ser accionados
manualmente.
Este tipo presenta inconvenientes en la medida en
que, en el momento de la rotación del volante, los mandos dispuestos
sobre el núcleo fijo ya no se encuentran al alcance de los dedos del
conductor, lo que obliga a buscarlos visualmente, apartando la vista
de la carretera durante ese tiempo.
La solicitante se ha fijado como objetivo superar
las dificultades e inconvenientes encontrados en la técnica método
anterior proponiendo un conjunto de dirección que asegura que los
mandos dispuestos sobre el núcleo del volante se encuentren siempre
al alcance de los dedos del conductor, cualquiera que sea el ángulo
del volante, y que permita montar una bolsa inflable de forma
óptima.
Por ello, el presente invento se refiere a un
conjunto de dirección de un vehículo que incluye una columna de
dirección en una extremidad de la cual está montado fijo un volante,
un núcleo o cubo montado adyacente al volante, pero montado
rotatorio respecto a este e incluyendo medios funcionales,
incluyendo además el conjunto de dirección medios para poner el
núcleo en rotación, caracterizado porque estos medios incluyen un
motor eléctrico unido al núcleo mediante un muelle de sección
rectangular.
Preferentemente, el muelle tiene una forma
helicoidal.
Ventajosamente, el muelle está realizado en acero
o material composite e incluye alrededor de seis espiras.
Preferentemente, los medios funcionales incluyen
una bolsa inflable de seguridad o mandos.
Otras características y ventajas del presente
invento van a ser descritas ahora de forma más detallada con la
ayuda de los dibujos anexos, dados a título ilustrativo y no
limitativo, en los que:
- la figura 1 es una sección esquemática de un
conjunto de dirección según la técnica anterior;
- la figura 2A es una sección de un conjunto de
dirección según un primer modo de realización del invento;
- la figura 2B es una sección de un conjunto de
dirección según un segundo modo de realización del invento;
- la figura 3 es una vista en perspectiva de un
elemento de la figura 2A;
- la figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra los medios que permiten la ejecución del invento; y
- la figura 5 representa las diferentes
posibilidades de mando del conjunto de dirección según el
invento.
En la figura 1 está representado esquemáticamente
un conjunto de dirección 10 de construcción convencional. Este
conjunto incluye una columna de dirección 12 en un extremo de la
cual está montado fijo un volante 14 formado por un aro 16,
destinado a ser asido por un conductor, dispuesto alrededor del
núcleo o cubo 18. La columna es libre en rotación respecto de la
estructura del vehículo (no representado) gracias a los rodamientos
20. El núcleo 18 está dotado de una bolsa inflable que, con el fin
de que pueda actuar de forma segura cualquiera que sea el ángulo del
volante, tiene una forma simétrica respecto de su centro.
La figura 2A representa el conjunto de dirección
según el invento. Los elementos de este conjunto que son comunes con
el conjunto de la figura 1 llevan los mismos números de
referencia.
Como se ha representado en la figura 2, la
columna de dirección 12, montada sobre la estructura 22 del vehículo
por medio de los rodamientos 20, incluye un volante 14 formado por
brazo 24 y por un aro 16. Un núcleo 18 montado en el interior del
volante 14 incluye medios funcionales tales como una bolsa inflable
de seguridad o unos mandos eléctricos (no representados). El núcleo
18 está montado sobre un anillo 25 que es libre únicamente en
rotación respecto del volante 14 y respecto de la estructura del
vehículo 22 por medio de los rodamientos de bolas 26.
El núcleo 18 está destinado a ser puesto en
rotación de forma independiente al movimiento del volante 14. Para
este fin, un motor eléctrico 28 está montado fijo sobre la
estructura del vehículo 22 y se extiende en general coaxialmente con
la columna de dirección 12. Una rueda dentada 30 está dispuesta en
libre rotación alrededor de la columna de dirección 12 mediante
rodamientos 32. El motor eléctrico incluye un piñón 34 que coopera
con la rueda dentada 30. De esta forma, una rotación del motor
eléctrico 28 provoca una rotación de la rueda dentada 30.
Según el invento, la rueda dentada 30 está unida
al anillo 25 de soporte del núcleo 18 por un muelle 36. El muelle 36
tiene una forma helicoidal de sección rectangular cuya anchura es
varias veces superior al espesor, con el fin de darle una forma
plana. Preferentemente, el muelle está formado por acero o por un
material composite e incluye alrededor de seis espiras.
El resorte o muelle 36 está representado con más
detalle en la figura 3. La sección del muelle es rectangular, sus
dimensiones son del orden de 1 mm por 20 mm. En su extremidad
opuesta a la rueda dentada 30, el muelle incluye fijaciones 38
destinadas a hacerlo solidario al anillo 25 del núcleo 18. Uno de
los brazos 24 del volante 14 está ilustrado entre dos espiras del
muelle 36. Los brazos pueden deslizar con un mínimo rozamiento entre
las espiras del muelle, gracias principalmente a un revestimiento
del tipo de Teflón. Por lo tanto, el motor 28 puede poner en
rotación el conjunto formado por rueda dentada 30, el muelle 36 y el
núcleo 18 permitiendo al mismo tiempo una libre rotación del volante
14.
El muelle 26 puede igualmente asegurar la unión
eléctrica entre una fuente (no representada) y los medios
funcionales dispuestos en el núcleo 18. Los conductores o cables
eléctricos pueden estar dispuestos sobre la superficie plana del
muelle o bajo la forma de un cable multi-conductor
montado a lo largo de uno de esos bordes.
Un primer captador de posición 42, montado sobre
la estructura 20 del vehículo permite determinar la posición angular
de la columna de dirección 12 y, en consecuencia, del volante 14. Un
segundo captador de posición 44, montado sobre el fondo 34 del
núcleo 18 permite determinar la posición angular del núcleo en
relación con el volante 14. Un calculador, no representado, envía
señales de control al motor eléctrico 28 en función de los datos
suministrados por los captadores de posición 42 y 44.
De esta forma, en un primer modo de realización,
cuando el volante es puesto en rotación en un sentido, el núcleo es
generalmente puesto en rotación en el mismo sentido y a la misma
velocidad que el volante, hasta que el núcleo alcance un ángulo
predeterminado respecto de la posición de reposo del conjunto de
dirección. El núcleo se mantiene a continuación en esta posición
cualquiera que sea el ángulo tomado por el volante más allá de este
ángulo. Preferentemente, el ángulo predeterminado es de 30º, pero
este ángulo puede situarse entre 10 y 45º, aproximadamente. Una vez
que el volante vuelve al ángulo predeterminado, y continúa rotando
hacia su posición de reposo, el núcleo se pone a girar de nuevo con
el volante con el fin de mantener los mandos dispuestos sobre el
núcleo al alcance de los dedos del conductor. Este procedimiento
está ilustrado en la figura 5- solución A.
La figura 2B representa un segundo modo de
realización en el que el motor eléctrico 28 ya no está implantado
entre los brazos 24 del volante y la parte fija de la columna 22,
sino entre el volante y el anillo 25 del núcleo 18. Esta solución
tiene su interés en determinados vehículos que tienen más espacio en
el volante más que en lo alto de la columna de dirección 12.
Según un modo de realización alternativo, cuando
el volante se pone en rotación más allá del ángulo predeterminado,
el núcleo sigue el movimiento del volante hasta el ángulo
predeterminado, luego se pone a rotar en sentido inverso para volver
a su posición de reposo, y esto sea cual sea el ángulo del volante
más allá del ángulo predeterminado. Este procedimiento es ilustrado
en la figura 5- Solución B.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra la relación entre los componentes del conjunto de dirección
según el invento.
Cuando el volante y el núcleo giran con el mismo
ángulo y a la misma velocidad de rotación, la rotación de los brazos
del volante es detectada por el captador de columna que mide el
ángulo entre la columna y la estructura del vehículo 26. Este ángulo
es enviado al modulo electrónico, este da una orden al motor
eléctrico 28 con el fin de hacer girar el núcleo por medio de la
rueda dentada 30, el muelle 36 y el anillo 25, hasta obtener un
ángulo nulo sobre el captador de posición 44.
Cuando el volante es girado más allá del ángulo
predeterminado, el núcleo es mantenido inmóvil. La rotación de los
brazos del volante es detectada por el captador de columna que mide
el ángulo entre la columna y la estructura 26 del vehículo. Cuando
este ángulo es superior al ángulo predeterminado, el modulo
electrónico bloquea la rotación del motor eléctrico 28 con el fin de
que el núcleo este fijo. Cuando el ángulo del volante se reduce por
debajo del ángulo predeterminado, el dispositivo vuelve a pasar al
modo anterior.
El presente invento ofrece un conjunto de
dirección que precisa de pocas modificaciones en la estructura del
volante y del núcleo, pero que asegura que los botones de mando
estén siempre al alcance del los dedos del conductor y permite
ofrecer una forma óptima a la bolsa inflable de seguridad. Además,
ofrece una forma libre al núcleo y al volante.
Claims (7)
1. Conjunto de dirección de un vehículo que
incluye una columna de dirección (12) en uno de cuyos extremos está
montado fijo un volante (14), un núcleo o cubo (18) montado
adyacente al volante, pero montado rotativo respecto de este y que
incluye medios funcionales, incluyendo además el conjunto de
dirección medios para poner el núcleo en rotación,
caracterizado porque estos medios incluyen un motor eléctrico
(28) unido al núcleo mediante un muelle (36) de sección
rectangular.
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque este muelle (36) tiene una forma
helicoidal.
3. Conjunto según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el muelle (36) está formado de acero o
de material composite.
4. Conjunto según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el motor eléctrico (28) está
montado fijo sobre la estructura del vehículo, estando una
extremidad del muelle fijada a un elemento montado libre en rotación
respecto de la columna de dirección, estando el motor eléctrico
dispuesto para poner en rotación el elemento, estando la otra
extremidad del muelle fijada al núcleo.
5. Conjunto según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el conjunto incluye además
un captador (42) de la posición angular del volante, así como un
captador (44) de la posición angular del núcleo (18).
6. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque los medios funcionales incluyen una
bolsa inflable de seguridad o mandos.
7. Conjunto según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el muelle incluye además
medios para transmitir señales eléctricas.
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