ES2263818T3 - Direccion para vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Dirección para vehículos automóviles, especialmente dirección de cremallera para automóviles de turismo, que comprende una entrada de dirección del lado del vehículo y una parte de husillo de dirección (1) acoplada con la entrada de dirección, situada en una caja (5) del mecanismo de dirección y dotada de un apoyo (7, 8) en ambos lados con respecto a la caja (5) del mecanismo de dirección, estando concebido uno de los apoyos (8) como un rodamiento axialmente sujeto con respecto a la caja (5) del mecanismo de dirección y estando dispuesto un imán permanente (18) en una parte de husillo de dirección (1) que termina en un espacio cerrado de la caja (5) del mecanismo de dirección, estando dispuesto el imán permanente (18) enfrente de un sensor estacionario (19) sensible al campo magnético, al que está asociado un portasensor (20) que ha de ser unido por el lado exterior con la caja (5) del mecanismo de dirección, y estando el rodamiento axialmente sujeto (8) en la zona extrema de la parte de husillo de dirección (1) que lleva el imán permanente (18), caracterizada porque el rodamiento (8) está fijado por medio de un manguito distanciador (11) que, en prolongación de la parte de husillo de dirección (1), es solicitado axialmente por una tapa (12) que cierra el espacio (13) de la caja en su lado extremo y que presenta un orificio de paso radial (25) para el portasensor (20) situado radialmente con respecto al sensor (19).

Description

Dirección para vehículos automóviles.

La invención concierne a una dirección para vehículos automóviles, especialmente una dirección de cremallera para automóviles de turismo, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las direcciones de la clase antes citada son conocidas por el documento DE 197 03 903 A1. En estas direcciones conocidas está previsto como entrada de dirección del lado del conductor un volante, y a través de un mecanismo de dirección con parte de husillo de dirección configurada como piñón se efectúa la transmisión de las órdenes de dirección introducidas por el lado del conductor a varillajes de dirección que conducen a las ruedas a dirigir y que están unidos con la cremallera que engrana con el piñón. La unión del volante con la parte de husillo de dirección correspondiente al mecanismo de dirección y apoyada en la caja del mecanismo de dirección se efectúa mecánicamente en la solución conocida. La parte de husillo de dirección que comprende el piñón está montada en la caja de dirección a ambos lados del piñón, estando formado el apoyo del lado de entrada por un rodamiento que soporta axialmente a la parte de husillo de dirección y que está fijado con respecto a la caja del mecanismo de dirección por medio de un cuerpo de sujeción atornillable con ésta. En el extremo opuesto al apoyo de soporte axial la parte de husillo de dirección que forma el piñón termina en un espacio cerrado de la caja del mecanismo de dirección y lleva un imán permanente al que está asociado por el lado exterior a la caja un sensor estacionario sensible al campo magnético que está sujeto y protegido por medio de un portasensor enchufable a manera de tapa sobre la caja del mecanismo de dirección.

La asociación del apuntalamiento axial de la parte de husillo de dirección sujeta en la caja del mecanismo de dirección y de la sensórica de ángulo de dirección a extremos opuestos de la caja del mecanismo de dirección limita las posibilidades de construcción, especialmente también respecto de una forma de construcción lo más compacta posible del mecanismo de dirección, y puede ser desventajosa también en el aspecto de criterios de montaje y de costes.

Además, se conoce por la práctica para direcciones de cremallera el recurso de fijar éstas en la caja del mecanismo de dirección por su extremo opuesto al lado de entrada, con respecto a la parte de husillo situada en la caja del mecanismo de dirección, a través de un rodamiento axialmente sujeto.

La invención se basa en el problema de configurar una dirección para vehículos automóviles de la clase citada al principio en el sentido de que resulte una forma de construcción especialmente sencilla y barata que se caracterice por ventajosas posibilidades de conexión con la entrada de dirección, particularmente también en combinación con direcciones que trabajen con servoamplificación eléctrica o con transmisión eléctrica (steer-by-wire = mando por cable) de las órdenes dadas en el lado del conductor a través de la entrada de dirección.

Una dirección según la invención está configurada con arreglo a las características de la reivindicación 1 y se caracteriza porque el rodamiento de conducción radial y axial y la sensórica de ángulo de dirección para detectar el ángulo de giro o variaciones del ángulo de giro en el volante -como entrada de dirección- están asociados al mismo extremo, concretamente al extremo de la caja del mecanismo de dirección que queda alejado de la entrada de dirección, estando ligada esta solución a una introducción y sujeción radial con respecto al apoyo para el sensor del ángulo de dirección, que hace posible una forma de construcción acortada y también aporta premisas favorables para la integración del imán permanente en elementos ya existentes. En particular, una solución de esta clase puede ofrecer también ventajas respecto de la variación de las posiciones de montaje para la sensórica, ya que la accesibilidad al sensor como parte de la sensórica del árbol de dirección más crítica con arreglo a criterios de mantenimiento no está ligada a la accesibilidad axial al mecanismo de dirección, lo que se manifiesta como ventajoso, puesto que las posibilidades de variación para disponer el mecanismo de dirección y las respectivas condiciones de espacio existentes son con frecuencia críticas.

En combinación con la sujeción axial del rodamiento, que, según la invención, se efectúa de manera sencilla a través de un manguito distanciador en unión de un cuerpo de sujeción que está configurado preferiblemente como parte de tapa y que así, al mismo tiempo, cierra y sella también axialmente la caja del mecanismo de dirección en un extremo, la caja del mecanismo de dirección puede configurarse preferiblemente abierta por ambos lados en dirección axial, lo que es ventajoso para la fabricación, y el afianzamiento de la parte de husillo de dirección situada en la caja se efectúa de manera sencilla con respecto al aro interior del rodamiento axialmente afianzado a través del aro exterior con respecto a la caja, siendo posible el atornillamiento correspondiente a través del extremo abierto de la caja del mecanismo de dirección, el cual se cierra por medio de la tapa. La parte de husillo de dirección situada en la caja del mecanismo de dirección puede insertarse eventualmente premontada con el cojinete en la caja de la dirección y seguidamente puede tener lugar la sujeción del cojinete por medio del manguito distanciador y la parte de tapa. En combinación con el atornillamiento de la parte de husillo de dirección con respecto al aro interior del cojinete de apuntalamiento axial se manifiesta como conveniente configurar la tuerca de atornillamiento correspondiente con una prolongación a manera de cuello, comparable aproximadamente con una tuerca de corona, y realizar la prolongación a manera de cuello como un sujetador para el imán permanente, con lo que se suprimen fijaciones especiales.

En combinación con una configuración de esta clase, el sensor asociado, en el caso de una configuración plana entre el imán permanente y la tapa, puede estar construido como un cierre del espacio de alojamiento correspondiente, pudiendo introducirse lateralmente el portasensor y pudiendo atravesar el manguito distanciador en un orificio de paso de anchura tolerable, junto con, al mismo tiempo, un guiado y sellado entre el portasensor y el taladro de alojamiento radial para dicho portasensor en la caja del mecanismo de dirección. Convenientemente, esta parte a manera de espiga del portasensor está acoplada con una placa de base que puede servir al mismo tiempo como soporte para las unidades electrónicas de conexión y evaluación de la sensórica y que puede fijarse de manera sencilla con respecto a una superficie de asiento de la caja del mecanismo de dirección, de modo que resultan condiciones de montaje sencillo y la sensórica puede eventualmente cambiarse también en su totalidad sin dificultades.

Para facilitar el montaje puede ser también ventajoso fijar el manguito distanciador respecto de su posición de giro con relación al espacio de alojamiento por medio de una correspondiente guía de deslizamiento o similar con tolerancias grandes, de modo que la alineación del orificio de paso previsto en el manguito distanciador con el taladro correspondiente de la caja del mecanismo de dirección se realice forzosamente en el marco del montaje del manguito distanciador.

Otros detalles y características de la invención se desprenden de las reivindicaciones. Asimismo, se explica seguidamente la invención con más detalles ayudándose del dibujo, que muestra una representación en sección esquematizada a través de un mecanismo de dirección al que está asociada una sensórica de ángulo de dirección.

El mecanismo de dirección representado en forma esquemática es parte integrante de una dirección de cremallera para automóviles de turismo y no se ha representado respecto de su unión con el volante como entrada de dirección accionada por el conductor. Las partes correspondientes de la dirección no son objeto de la invención y pueden estar configuradas, por ejemplo, según el documento DE 197 03 903 A1, figura 1, efectuándose por vía mecánica la unión entre el volante y el mecanismo de dirección y comprendiendo esta unión un husillo de dirección que termina por el lado del mecanismo de dirección en una parte 1 de dicho husillo de dirección que está configurada como un piñón que engrana con una cremallera 2 y que a ambos lados del dentado 3 del piñón está apoyada en la caja 4 del mecanismo de dirección designado en conjunto con 5. En la unión con la entrada de dirección, no representada, puede estar situada, lo que tampoco se muestra, una transmisión de ajuste solicitada especialmente por vía eléctrica, la cual actúa como transmisión de ajuste por servomotor apoyando a fuerzas de dirección aplicadas a través de la entrada de dirección o la cual, en el sentido de una dirección de mando por cable, convierte las fuerzas de dirección aplicadas a través de la entrada de dirección -las cuales se transmiten a través de señales de ajuste correspondientes- en fuerzas de dirección correspondientes. Una posible unión de conexión transmisora de par de giro con la parte de husillo de dirección 1 está indicada
en 6.

La parte de husillo de dirección 1 configurada como un piñón lleva asociados en la caja 4, a ambos lados del dentado 3 del piñón, unos apoyos 7, 8, de los cuales el apoyo 7 del lado de entrada está formado por un cojinete de agujas y el apoyo extremo 8 está formado por un rodamiento representado como un cojinete de bolas e inmovilizado axialmente en la caja 4 por medio de la parte de husillo de dirección 1. A este fin, el rodamiento que forma el apoyo 8 está afianzado con su aro exterior 9 contra un hombro 10 de la caja por medio de un manguito distanciador 11 que es solicitado a través de una tapa 12 inserta como tapa de atornillamiento en el taladro de paso que forma el alojamiento para la parte de husillo de dirección en el extremo alejado del extremo del lado de entrada -es decir, contiguo a la entrada de dirección- de la caja 4 del mecanismo de dirección.

El manguito distanciador 11 puentea un espacio 13 de la caja en el que está situada la tuerca 14 a través de la cual la parte de husillo de dirección 1 está afianzada contra el aro interior 15 del cojinete 8, estando atornillada la tuerca 14 sobre la espiga 16 de la parte de husillo de dirección 1 que termina en el espacio 12 de la caja.

La tuerca 14 está provista en el ejemplo de realización, a manera de una tuerca de sombrerete, de una prolongación 17 a manera de cuello que sobresale del extremo de la espiga 16 y que está formada como un sujetador para un imán permanente 18 que, cuando el apoyo 8 está afianzado a través de la tapa 12 contra la caja 4 del mecanismo de dirección, está situado dentro del espacio 13 de dicha caja, concretamente a una distancia de la tapa 12 que hace posible la disposición de un sensor 19 sensible al campo magnético entre la tapa 12 y el imán 18, estando construido este sensor 19 a título de ejemplo y preferiblemente como sensor de Hall. El sensor 19 está mantenido en su posición de cobertura con respecto al imán 18 por medio de un portasensor 20 que comprende una espiga enchufable 21 y una placa de soporte 22 unida con la espiga enchufable 21. La espiga enchufable 21 atraviesa radialmente la caja 4 del husillo de dirección en un taladro 24 conjugado y sellado, por ejemplo, por medio de la junta anular 23 insinuada, cuyo taladro está situado en coincidencia con un orificio de paso radial correspondiente 25 del manguito distanciador 11. Este orificio de paso 25 puede presentar una sobremedida correspondiente, referido a la espiga enchufable 21, es decir que puede estar construido con tolerancias grandes, y en cuanto a la simplificación del montaje puede ser conveniente -lo que no se representa- alinear el manguito distanciador 11 con el taladro 24 por medio de un guiado correspondiente con respecto a su orificio de paso 25.

La placa de soporte 22 está afianzada contra una superficie de asiento 27 de la carcasa 4, preferiblemente por medio de una unión atornillada 26, y está configurada, por ejemplo, como alojamiento para otros componentes, tal como, especialmente, componentes de una unidad constructiva electrónica pospuesta al sensor 19.

La alimentación y sujeción radiales del sensor 19 conduce a una disposición muy compacta en longitud del mecanismo de dirección 5, en donde la naturaleza del sujetador del imán permanente 18 simplifica aún más la estructura y en donde, en combinación con la alimentación y sujeción radiales del sensor 19, son posibles diferentes posiciones de montaje, referido al perímetro de la caja 4, lo que facilita buenas posibilidades de adaptación a las respectivas condiciones de construcción específicas del vehículo.

La cremallera 2 está apuntalada y afianzada elásticamente contra la parte de husillo de dirección 1 de manera conocida, tal como se ilustra en 28, y el respectivo alojamiento 29 a manera de domo no forma en este caso ningún obstáculo para una disposición del portasensor 20 en la correspondiente zona del perímetro de la carcasa 4 cuando éste esté adaptado o alineado respecto de su placa de soporte 27.

Claims (10)

1. Dirección para vehículos automóviles, especialmente dirección de cremallera para automóviles de turismo, que comprende una entrada de dirección del lado del vehículo y una parte de husillo de dirección (1) acoplada con la entrada de dirección, situada en una caja (5) del mecanismo de dirección y dotada de un apoyo (7, 8) en ambos lados con respecto a la caja (5) del mecanismo de dirección, estando concebido uno de los apoyos (8) como un rodamiento axialmente sujeto con respecto a la caja (5) del mecanismo de dirección y estando dispuesto un imán permanente (18) en una parte de husillo de dirección (1) que termina en un espacio cerrado de la caja (5) del mecanismo de dirección, estando dispuesto el imán permanente (18) enfrente de un sensor estacionario (19) sensible al campo magnético, al que está asociado un portasensor (20) que ha de ser unido por el lado exterior con la caja (5) del mecanismo de dirección, y estando el rodamiento axialmente sujeto (8) en la zona extrema de la parte de husillo de dirección (1) que lleva el imán permanente (18), caracterizada porque el rodamiento (8) está fijado por medio de un manguito distanciador (11) que, en prolongación de la parte de husillo de dirección (1), es solicitado axialmente por una tapa (12) que cierra el espacio (13) de la caja en su lado extremo y que presenta un orificio de paso radial (25) para el portasensor (20) situado radialmente con respecto al sensor (19).

2. Dirección según la reivindicación 1, caracterizada porque el manguito distanciador (11) está formado por un casquillo de enchufe.

3. Dirección según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la tapa (12) está atornillada en una zona roscada del espacio (13) de la caja.

4. Dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el orificio de paso radial (25) del manguito distanciador (11) está configurado en forma de un taladro.

5. Dirección según la reivindicación 4, caracterizada porque el manguito distanciador (11) leva asociado un seguro antigiro con respecto a la caja (4) del mecanismo de dirección.

6. Dirección según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el portasensor (20) presenta una espiga enchufable (21) que está sujeta en un taladro de guía de la caja (4) del mecanismo de dirección que corresponde al orificio de paso (25) del manguito distanciador (11).

7. Dirección según la reivindicación 6, caracterizada porque la espiga enchufable (21) está dispuesta en una placa de soporte (22).

8. Dirección según la reivindicación 7, caracterizada porque la placa de soporte (22) lleva asociada una electrónica de conexión y/o de evaluación para el sensor de ángulo de dirección (19).

9. Dirección según la reivindicación 8, caracterizada porque la placa de soporte (22) se puede afianzar contra una superficie de soporte (27) de la caja (4) del mecanismo de dirección.

10. Dirección según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la tapa (12) y el manguito distanciador (11) forman una unidad de sujeción configurada especialmente como una unidad de
montaje.