ES2238132A1 - 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 presentando ambos una sección transversal poligonal, por ejemplo triangular, y medios de deslizamiento relativo de dichos elementos que comprenden tantos flejes metálicos como caras presenten dichos elementos macho y hembra montados entre los mismos. Estos flejes presentan una superficie de contacto irregular y pueden ser individuales o unidos por sus bordes laterales. Permiten garantizar la fricción por desplazamiento longitudinal de ambos elementos eliminando holguras 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 solicitud de Patente de Invención consiste, conforme indica su enunciado, en un "Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles", cuyas nuevas características de construcción, conformación y diseño cumplen la misión para la que específicamente ha sido proyectado, con una seguridad y eficacia máximas y proporcionando 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.

Las funciones encomendadas al eje intermedio en una ejecución estándar de lo que se podría considerar como estado de la técnica son las de regular la situación del volante en profundidad para adaptarse a las medidas del conductor, constituir un medio de seguridad en combinación con el elemento hembra para formar un sistema de colapso en caso de accidente y la de absorber mediante el auxilio de otro elemento todas las vibraciones que se puedan generar desde las ruedas y suspensión hasta el volante.

Alternativamente, otro de los requisitos técnicos exigidos por los fabricantes de automóviles es la maniobrabilidad de determinadas funciones con la temperatura. El empleo de juntas de antivibración entre el elemento macho y el elemento hembra sensibles al calor al estar posicionado el eje intermedio en el vano motor origina una variación en la fuerza del rozamiento entre ambos que deriva o bien en situaciones extremas en que la junta no cumpla su misión cuando se contrae o bien incrementa sus dimensiones al dilatarse.

Este eje intermedio, tal y como se ha enunciado anteriormente, tiene la función de guiado de la columna y permite modificar su longitud gracias a la citada configuración telescópica citada anteriormente. Esta regulación de la longitud permite adaptarse a diferentes tipos de vehículos y también permite adaptarse a diferentes situaciones de funcionamiento dado que la longitud del eje intermedio puede variar ligeramente durante el funcionamiento del vehículo debido a movimientos relativos entre piezas.

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.

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 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 es disponer un eje intermedio cuyo elemento macho y elemento hembra presenten una sección transversal poligonal (por ejemplo triangular) entre los cuales se disponen medios de deslizamiento, tales como rodillos o bolas dispuestos en contacto con las caras interiores del elemento hembra y las caras exteriores del elemento macho. 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.

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 5 dirección de vehículos automóviles. Dicho eje intermedio 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 de dichos elementos macho y hembra.

El eje intermedio objeto de la presente invención se caracteriza en que los citados medios de deslizamiento relativo de los elementos hembra y macho comprenden por lo menos un fleje metálico y, más concretamente, tantos flejes 5 metálicos como caras presenten dichos elementos hembra y macho. A modo de ejemplo y de acuerdo con la invención, 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. Dichos flejes presentan una superficie de contacto irregular para ofrecer cierta resistencia al desplazamiento axial relativo. Las variables de diseño de los flejes son la irregularidad de la superficie de los mismos, su espesor y el material a partir del cual están fabricados. 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).

De acuerdo con otra característica de la invención, los citados flejes de los medios de deslizamiento relativo de los elementos hembra y macho se disponen fijados en las caras exteriores del elemento macho para hacer contacto con las superficies interiores del elemento hembra si bien se prevé también la posibilidad de que el fleje metálico vaya fijado en las caras interiores del elemento hembra para hacer contacto con las superficies exteriores del elemento macho.

Preferiblemente, el fleje metálico está formado por varios planos unidos por sus bordes laterales formando un perfil cerrado que abraza exteriormente al elemento macho. Si la configuración no lo permite, se utilizarían varios flejes independientes aportando el mismo resultado final, tal como se ha indicado anteriormente.

Para evitar el desplazamiento longitudinal del fleje respecto al elemento del eje intermedio donde va montado, uno de los extremos del citado fleje presenta un resalte que está adaptado convenientemente para alojarse en dicho elemento, por ejemplo el elemento macho.

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 citado deslizamiento a la vez que se consigue una total eficacia en la transmisión de par en cualquier momento, eliminando 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 alzado lateral de 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 sección transversal del elemento hembra del eje intermedio de la realización de la figura n° 1;

La figura n° 3 es una vista en sección transversal del eje intermedio de la realización de la figura n° 1, con el elemento macho insertado en el elemento hembra;

La figura n° 4 es una vista en sección transversal del elemento macho del eje intermedio de la realización de la figura n° 1;

La figura n° 5 es una vista en sección longitudinal de la realización del eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la figura n° 1; y

La figura n° 6 es una vista en detalle parcial del eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la figura n° 1.

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;

(5)

rebajes longitudinales

(6)

superficie interior del elemento hembra;

(7)

fleje metálico;

(8)

extremo de acoplamiento del fleje; y

(9)

cavidad del elemento macho para el extremo de acoplamiento del fleje.

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

En dicho eje intermedio (1) se disponen medios de deslizamiento relativo de los elementos hembra y macho (2, 4), destinados a ofrecer cierta resistencia ante el colapso del eje intermedio (1). En la realización ilustrada, estos medios de deslizamiento relativo de los elementos hembra y macho (2, 4) comprenden unos flejes metálicos (7), uno de los cuales puede apreciarse en las figuras n° 5 y 6 de los dibujos que se adjuntan.

Como puede apreciarse en las figuras n° 2 a 4, tanto el elemento hembra (2) como el elemento macho (4) presentan una sección transversal substancialmente triangular de vértices romos aunque se comprenderá 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. De modo general, se dispondrán tantos flejes (7) como caras presenten el elemento hembra (2) y el elemento macho (4). 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.

En la realización ilustrada, el fleje metálico (7) se dispone en la superficie exterior del elemento macho (4). El deslizamiento relativo entre el elemento macho (4) y el elemento hembra (2) es posible gracias a tres rebajes longitudinales (5) formados en la superficie interior (6) del elemento hembra (2) si bien dichos rebajes no son una característica esencial del eje intermedio de la invención.

Como puede apreciarse en la sección longitudinal en detalle de la figura n° 6, el fleje metálico (7) presenta una superficie de contacto irregular con el fin de ofrecer dicha 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) 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.

Los flejes (7) pueden ir fijados en las superficies exteriores del elemento macho (4), como en el caso de la realización ilustrada, en el que cada fleje (7) se dispone de manera que hace contacto con las superficies interiores del elemento hembra (2). Sin embargo, se comprenderá que el fleje o flejes metálicos (7) pueden ir fijados en las caras interiores del elemento hembra (2) para hacer contacto con las superficies exteriores del elemento macho (4).

Como puede apreciarse en la figura n° 6, cada fleje (7) presenta un extremo de acoplamiento (8) el cual se dobla formando un resalte en ángulo substancialmente recto respecto al plano general del fleje (7). Dicho extremo de acoplamiento (8) del fleje (7) está adaptado para alojarse en una cavidad (9) del elemento macho (4) donde va montado. La finalidad de este extremo de acoplamiento (8) del fleje (7) es evitar el desplazamiento longitudinal no deseado del fleje (7) respecto al elemento macho (4).

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 (5)

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), incluyendo medios de deslizamiento relativo de dichos elementos (2, 4) y presentando los mismos una sección transversal poligonal, caracterizado en que dichos medios de deslizamiento relativo de dichos elementos hembra y macho (2, 4) comprenden por lo menos un fleje (7) montado entre los mismos el cual presenta una superficie de contacto irregular.

2. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según la 1ª reivindicación caracterizado en que dicho fleje (7) se dispone fijado en las caras exteriores de dicho elemento macho (4) para hacer contacto con las superficies interiores (6) del elemento hembra (2).

3. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según la 1ª reivindicación caracterizado en que dicho fleje (7) se dispone fijado en las caras interiores (6) de dicho elemento hembra (2) para hacer contacto con las superficies exteriores del elemento macho (4).

4. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según cualquiera de las reivindicaciones 2ª o 3ª, caracterizado en que dicho fleje (7) está formado por varios planos unidos por sus bordes laterales formando un perfil cerrado que abraza exteriormente al elemento macho (4).

5. Eje intermedio de baja carga de deslizamiento de la columna de dirección de vehículos automóviles según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que uno de los extremos (8) del fleje (7) presenta un resalte. adaptado para alojarse en el elemento (2; 4) donde va montado para evitar el desplazamiento longitudinal del mismo.