ES2238009A1 - Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de direccion de vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles. Comprende un elemento hembra que aloja por deslizamiento un elemento macho y una serie de flejes metálicos, por ejemplo tres, montados entre los mismos. Los flejes quedan retenidos en posición al encontrarse alojados en las cavidades de una jaula de sujeción inmovilizada en la superficie exterior del elemento macho. Permiten garantizar la fricción por desplazamiento longitudinal de ambos elementos eliminando holguras y juegos radiales con una total eficacia en la transmisión de par en cualquier momento.

Description

Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles.

La presente invención se refiere a un "Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles", cuyas nuevas características de proporcionan numerosas ventajas, tal como se detallará en la presente memoria.

El mecanismo de dirección de un vehículo, dispuesto entre el volante y la caja de dirección, comprende básicamente un eje intermedio formado típicamente por un elemento macho o columna de dirección y un elemento hembra diseñado para alojar telescópicamente el elemento macho.

La principal función del eje intermedio de la columna de dirección de un vehículo automóvil es regular la situación del volante en profundidad para adaptarse a las medidas del conductor, así como actuar de medio de seguridad al permitir el colapso en caso de accidente. Otra función de dicho eje es absorber las vibraciones que se puedan generar desde las ruedas y suspensión hasta el volante. El eje intermedio realiza también la función de medio de colapso de manera que, en caso de accidente, el elemento macho se colapsa sobre el elemento hembra gracias a la disposición de medios de absorción de energía.

El empleo de juntas de antivibración entre el elemento macho y el elemento hembra sensibles al calor puede originar una variación en la fuerza de rozamiento entre ambos, ya que el eje intermedio se dispone en el vano motor, lo cual se traduce a que, en situaciones extremas, la junta no cumpla su misión cuando se contrae o bien incrementa sus dimensiones al dilatarse.

La técnica anterior presenta diversas configuraciones de eje intermedio, todas ellas con vistas a permitir un movimiento relativo entre el elemento macho y el elemento hembra con carga de deslizamiento, en caso de choque, controlada. Para ello se disponen dichos medios de absorción de energía los cuales permiten generar una resistencia al desplazamiento relativo del elemento macho y el elemento hembra.

Una configuración típica del eje intermedio consiste en un elemento macho y elemento hembra ambos provistos de una sección transversal poligonal (por ejemplo triangular) entre los cuales se disponen rodillos o bolas en contacto con las caras interiores del elemento hembra y las caras exteriores del elemento macho para permitir el deslizamiento relativo entre los mismos. De este modo, siempre existen dos caras activas ante una solicitación con el fin de lograr un correcto funcionamiento del sistema de dirección.

El principal inconveniente de este tipo de configuración es que resulta costosa al tener que disponer rodillos o bolas a lo largo de los elementos macho y hembra del eje intermedio a la vez que resulta complejo lograr unas tolerancias determinadas.

Otro de inconveniente de este tipo de soluciones del estado de la técnica es el elevado momento de inercia que presentan este tipo de sistemas de rodillos o bolas. El momento de inercia es inicialmente muy elevado y después del impacto desciende rápidamente. La resistencia inicial que percibe el conductor en un primer momento resulta demasiado elevada y por consiguiente el efecto de absorción del impacto sobre el conductor no resulta totalmente eficaz.

La invención propone simplificar de manera considerable la configuración descrita anteriormente con relación a la técnica anterior disponiendo un eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles con un sistema de colapso sumamente eficaz.

El eje intermedio que se propone es del tipo descrito, es decir, formado por un elemento hembra adaptado para alojar por deslizamiento en su interior un elemento macho, ambos de sección transversal poligonal, disponiéndose también medios de deslizamiento relativo entre dichos elementos macho y hembra que, de acuerdo con la invención, son unos flejes metálicos. En general, se dispondrán tantos flejes metálicos como caras presenten el elemento macho y el elemento hembra. A modo de ejemplo, en una estructura de sección triangular, se dispondrán tres flejes individuales, uno por cada cara.

Los flejes metálicos van montados cada uno entre dicho elemento macho y dicho elemento hembra en el interior de unas cavidades formadas en una jaula de sujeción. Esta jaula queda inmovilizada en el elemento macho mediante unas deformaciones a modo de resaltes en la superficie lateral del mismo. La jaula se dispone rodeando externamente al elemento macho y queda dispuesta en el interior del elemento hembra, reteniendo eficazmente en posición los flejes metálicos dispuestos en sus cavidades. Opcionalmente, la jaula puede ser de plástico y disponerse inyectada directamente sobre el elemento macho.

Los citados flejes presentan una superficie de contacto irregular destinada a ofrecer cierta resistencia al desplazamiento axial relativo, la cual será mayor en el primer momento del impacto para descender posteriormente.

Las variables de diseño de los flejes son:

-

la irregularidad de su superficie;

-

su espesor;

-

el material a partir del cual están fabricados;

y

-

la curvatura de la lámina respecto al plano de una de las caras del elemento macho.

Estas variables son función de la carga resistente que se quiere aportar al eje intermedio de la columna de dirección del vehículo, de acuerdo con la necesidades (modelo de vehículo y condiciones de funcionamiento).

Con un eje intermedio como el descrito de acuerdo con la invención se consigue garantizar de una manera eficaz una baja carga o fuerza por el desplazamiento longitudinal del elemento macho respecto al elemento hembra y viceversa y se elimina cualquier tipo de holgura sin perjudicar el deslizamiento entre los elementos a la vez que se consigue una total eficacia en la transmisión de par en cualquier momento. La invención permite eliminar las juntas de absorción de vibraciones cuya sensibilidad a las variaciones de temperatura es el origen de un gradiente en la fuerza de deslizamiento no deseado a la hora de cumplir con determinadas especificaciones técnicas de homologación exigibles por parte de los fabricantes de automóviles.

Las características y las ventajas del eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferida de la misma que se dará, de aquí en adelante, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura n° 1 es una vista en perspectiva una realización de un eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección un vehículo automóvil de acuerdo con la invención;

La figura n° 2 es una vista en perspectiva del elemento hembra del eje intermedio de la realización de la figura n° 1, el cual va equipado con la jaula de sujeción de los flejes;

La figura n° 3 es una vista en perspectiva del elemento macho del eje intermedio de la realización de la figura n° 1;

La figura n° 4 es una vista en perspectiva de los flejes del eje intermedio de baja carga;

La figura n° 5 es una vista en perspectiva de la jaula de sujeción de los flejes; y

La figura n° 6 es una vista en perspectiva de la jaula del eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la figura n° 1 con los flejes montados en la misma.

Se relacionan a continuación las distintas referencias que se han utilizado para describir la realización preferida del eje intermedio de la presente invención:

(1)

eje intermedio;

(2)

elemento hembra;

(3,

10) junta universal

(4)

elemento macho;

(7)

fleje metálico;

(10)

cavidades de la jaula de sujeción; y

(11)

jaula de sujeción de los flejes.

En las figuras se muestra, a modo de ejemplo no limitativo, una realización de un eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de un vehículo automóvil. el cual ha sido designado en conjunto por la referencia (1). El eje intermedio de baja carga de deslizamiento (1) está formado por un elemento hembra (2) provisto en un extremo de una junta universal (3). El elemento hembra (2) es hueco de manera que permite alojar en su interior por deslizamiento, por el extremo opuesto, un elemento macho (4), provisto también de la correspondiente junta universal (10).

El eje intermedio (1) de la invención va equipado con unos flejes metálicos (7) para el deslizamiento relativo de los elementos hembra y macho (2, 4), los cuales ofrecen cierta resistencia ante el colapso del eje intermedio (1). Los flejes (7) pueden apreciarse en las figuras n° 2, 4 y 6 de los dibujos.

Los flejes metálicos (7), que van montados entre el elemento macho (4) y el elemento hembra (2) quedan insertados en las cavidades (10) de una jaula de sujeción (11), tal como puede apreciarse en las figuras n° 5 y 6. La jaula (11) presenta una sección complementaria a la sección de los elementos (2, 4) del eje (1), quedando montada rodeando externamente al elemento macho (4) y quedando montada en el interior del elemento hembra (2). La jaula (11) queda inmovilizada en el elemento macho (4) mediante unas deformaciones a modo de resaltes (no mostrados) en la superficie lateral del mismo.

La jaula (11) puede ser metálica o puede ser alternativamente de plástico inyectada directamente en el elemento macho (4).

Como puede apreciarse en las figuras, tanto el elemento macho (4) como el elemento hembra (2) presentan una sección transversal substancialmente triangular de vértices romos. Es evidente, sin embargo, que ambos elementos (2, 4) pueden presentar cualquier otro tipo de sección poligonal de acuerdo con la invención. Esto permite la disposición, en una realización posible, de tres flejes metálicos (7), como se muestra en la figura n° 3, retenidos en posición por medio de la jaula (11) de configuración complementaria, como se ha indicado anteriormente, y tal como se aprecia en las figuras n° 2, 5 y 6, a la de dichos elementos (2, 4).

De modo general, se dispondrán tantos flejes (7) como caras presenten el elemento hembra (2) y el elemento macho (4) y, por consiguiente, la jaula (11). Eso permite ventajosamente corregir y compensar juegos y holguras influyendo positivamente en el comportamiento del sistema de dirección, eliminando juntas de antivibración y correctoras de holguras demasiado sensibles a las variaciones de temperatura.

Aunque no se ha ilustrado, los flejes metálicos (7) presentan una superficie de contacto irregular con el fin de ofrecer cierta resistencia al desplazamiento axial relativo de ambos elementos (2, 4). La irregularidad de la superficie del fleje (7), su espesor y el material a partir del cual está fabricado estarán en función de la carga resistente que se quiere aportar al eje intermedio (1) de la columna de dirección del vehículo, de acuerdo con la necesidades según el modelo y tipo de vehículo así como las condiciones de funcionamiento del mismo.

La disposición telescópica del eje intermedio (1) con la configuración de los elementos hembra y macho (2, 4) descrita anteriormente permite un correcto guiado de la columna de dirección del vehículo adaptándose en longitud de acuerdo con el tipo de vehículo y las situaciones de funcionamiento. La configuración poligonal del eje intermedio (1) -triangular en el ejemplo ilustrado- permite asegurar una buena transmisión de par mientras que los tres flejes metálicos (7) inmovilizados gracias a la disposición de la citada jaula de sujeción (11) hacen posible que el eje intermedio (1) realice la función de colapso de una manera eficaz, a la vez que presentan una pequeña resistencia a una solicitación externa que tienda a variar la longitud del mismo con el fin de adaptarse a las condiciones de entorno.

En caso de accidente, el elemento macho (4) se colapsa sobre el elemento hembra (2) gracias a los citados flejes (7) que actúan como medio de absorción de energía.

Descrito suficientemente en qué consiste el eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles de acuerdo con la presente invención se comprenderá que podrán introducirse en el mismo cualquier modificación de detalle que se estime conveniente, siempre y cuando las características esenciales de la invención resumidas en las siguientes reivindicaciones no sean alteradas.

Claims (3)

1. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles que comprende un elemento hembra (2) adaptado para alojar por deslizamiento en su interior un elemento macho (4) y por lo menos un fleje (7) montado entre los mismos el cual presenta una superficie de contacto irregular, caracterizado en que dichos flejes (7) van montados entre el elemento macho (4) y el elemento hembra (2) y en el interior de unas cavidades (10) de una jaula de sujeción (11) la cual, a su vez, se encuentra dispuesta inmovilizada en la superficie exterior del citado elemento macho (4).

2. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según la reivindicación 1ª, caracterizado en que dicha jaula (11) queda inmovilizada en el exterior del elemento macho (4) mediante unas deformaciones a modo de resaltes en la superficie exterior del mismo.

3. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según la reivindicación 1ª, caracterizado en que dicha jaula (11) es inyectada directamente sobre el elemento macho (4).