ES2265513T3 - Conjunto de direccion de vehiculo. - Google Patents

Abstract

Una columna regulable de dirección para un vehículo que comprende: una parte envuelta superior que está adaptada para recibir una columna (1, 2) de dirección; una parte (7) guía inferior que está adaptada para soportar la parte (8) envuelta y para ser afirmada a un soporte (14) de montaje fijo respecto del chasis del vehículo; un pasador (13) de conexión que sobresale a través de una abertura alargada dispuesta en el soporte (14) fijo, de una abertura en la parte (7) guía inferior; y una palanca (17) de operación que está conectada operativamente al pasador (13) de conexión; en el cual el pasador (13) de conexión porta un miembro (20) dentado dispuesto sobre un extremo del pasador (13) de conexión más cercano a la columna de dirección que engancha con un miembro (19) carril dentado cuando se extrae el pasador (13) de conexión hacia el soporte (14) fijo operando la palanca (17) de operación hasta una posición bloqueada para sujetar el mencionado miembro (19) carril dentado, la envuelta (8) superior y la parte guía sobre el soporte (14) de montaje fijo, caracterizado porque el pasador de conexión sobresale también a través de una abertura alargada en la parte (8) envuelta superior, y porque el mencionado miembro (19) carril dentado está conectado a la parte (8) envuelta superior mediante un dispositivo (22) de absorción de energía.

Description

Conjunto de dirección de vehículo.

Esta invención se refiere a un conjunto de dirección mejorado para un vehículo de carretera, tal como un coche de pasajeros. En particular se refiere a un conjunto de dirección del tipo de dirección asistida por energía eléctrica (EPAS).

Los conjuntos EPAS incluyen un motor eléctrico, que actúa a través de un una caja de cambios y, opcionalmente, de un embrague de para aplicar un par de ayuda a un árbol de dirección de un vehículo. El conductor gira el árbol de dirección aplicando un par a un volante que dirección, el cual se transfiere al árbol de dirección. El par de asistencia aplicado al motor actúa para ayudar al conductor a girar el volante de dirección, reduciendo el esfuerzo requerido para dirigir el vehículo.

El árbol de dirección y el motor necesitan ser retenidos con precisión en una posición relativa fija entre sí durante el funcionamiento normal del vehículo. Sin embargo, en caso de un accidente que implique una rápida desaceleración del vehículo, es deseable que el conjunto de dirección colapse, permitiendo que el volante de dirección se desplace hacia el frente del vehículo bajo el peso del conductor. Esto se ha conseguido en el pasado de muchas formas. En una disposición, el árbol de dirección se fabricó como un único componente que se debilitaba a lo largo de su longitud, permitiéndole colapsar axialmente mediante una deformación controlada a medida que se aplicaba una fuerza al volante de dirección. En una alternativa, se conocía proporcionar un árbol de dirección de dos piezas en el cual una pieza desliza axialmente sobre la otra a medida que se aplica una fuerza al volante de dirección.

Así como permitir que el árbol de dirección colapse, es esencial permitir la envuelta, que encierra y soporta el árbol para colapsar. Un ejemplo de una disposición como ésta se describe en nuestra solicitud anterior n.º GB 9716747.2. En el conjunto descrito en esta solicitud, la envuelta se proporciona en dos secciones con una sección deslizando dentro de la otra. Para ubicar el árbol de dirección, la sección inferior (la más alejada respecto del volante de dirección) tiene dos cojinetes anulares, que soportan el árbol de dirección en lugares espaciados.

En algunas aplicaciones, típicamente en vehículos de altas especificaciones, también es deseable que el volante de dirección sea regulable, tanto en pendiente como en alcance. La regulación en alcance exige desplazamiento axial del volante de dirección alejándose o acercándose al conductor. Un intervalo de regulación como éste permite que el conductor obtenga una posición de conducción más confortable. Esto complica aún más el diseño del conjunto de dirección.

En muchos casos, a menudo hay un espacio muy limitado dentro del cual se puede ubicar el conjunto colapsable. Al menos parte de este espacio puede estar ocupado por el motor eléctrico y por su alojamiento haciendo que la disposición de una protección adecuada contra colisión sea un reto más solicitado que sobre un sistema de dirección no asistida más tradicional.

Un sistema colapsable de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento EP 0836981, en el cual tanto la regulación en pendiente como en alcance se pueden hacer desde una única palanca. Durante el uso, un juego de dientes sobre el extremo de un pasador de conexión son forzados por la palanca a acoplarse con un juego correspondiente de dientes formados sobre una envuelta de una columna de dirección. En caso de colisión, se pretende que el pasador rompa por cizalla por una sección debilitada permitiendo que el conjunto se colapse. Esto tiene la desventaja de que se precisa un nuevo pasador después de una colisión, y que el cizallado del pasador lo hace inherentemente
débil.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención proporcionamos un conjunto regulable de columna de dirección para un vehículo, de acuerdo con la reivindicación 1.

Por lo tanto, proporcionamos un conjunto de dirección, que permite un movimiento axial de volante de dirección en un accidente mediante el desplazamiento del pasador de conexión a lo largo de la abertura alargada en el miembro de envuelta superior contra una fuerza proporcionada por el dispositivo de absorción de energía.

La envuelta superior puede incluir una sección canal que acomoda el miembro carril dentado y el extremo del pasador de conexión. Este puede estar soldado a una sección cuerpo principal de la envuelta superior que puede comprender un tubo hueco.

El carril dentado puede comprender dos filas de dientes, extendiéndose una fila a lo largo de cada lado de la abertura alargada en la parte envuelta superior. El miembro dentado portado por el pasador puede tener dos pistas de dientes que se corresponden.

Puede estar dispuesto un resorte que ejerce presión sobre el miembro dentado, portado por el pasador, para desacoplarlo del carril dentado cuando la palanca se desplaza hasta una posición desbloqueada. En esta posición, los dientes no se engranan, permitiendo que la envuelta superior deslice sobre el carril guía hasta cierto punto permitido por la longitud de la ranura alargada. El resorte puede comprender, por ejemplo, un resorte de hoja. Puede estar dispuesto entre el miembro dentado y la cara interna de la parte canal de la envuelta superior.

El miembro dentado portado por el pasador puede comprender una parte cabeza del pasador, o puede ser una parte separada que esté atrapada por una cabeza del pasador cuando la palanca está en su posición bloqueada.

La abertura en el soporte fijo de montaje puede comprender una ranura alargada sustancialmente verticalmente inclinada. Una o más pistas de dientes pueden estar dispuestas a lo largo de esta ranura que también se extiende verticalmente y colabora con dientes sobre un miembro de bloqueo conectado operativamente al pasador de conexión cuando la palanca está en la posición bloqueada.

Se puede proporcionar el miembro de bloqueo sobre el lado opuesto del soporte de montaje hasta la parte guía inferior. Se puede proporcionar un resorte que ejerce presión sobre dientes del miembro de bloqueo para que se desenganchen de los dientes del soporte de montaje cuando la palanca está en la posición desbloqueada.

La palanca puede estar conectada directamente al pasador y puede estar atrapada entre un saliente dispuesto sobre el extremo del pasador más alejado respecto de la envuelta superior y del soporte fijo de montaje. Este saliente puede comprender una tuerca, que está roscada sobre pasador. Una arandela puede estar dispuesta entre la tuerca y la palanca.

La palanca se puede conectar por pivote al pasador o puede fijarse al pasador de tal forma que la rotación de la palanca produzca una rotación del pasador.

Una parte leva puede estar conectada a la palanca de tal modo que la rotación de la palanca alrededor del eje del pasador cause la rotación de la leva. La parte leva puede definir una primera cara de leva que colabora con una segunda cara de leva dispuesta sobre el miembro de bloqueo. De este modo, a medida que la palanca se rota, la leva hace que el miembro de bloqueo se desplace acercándose o alejándose del soporte fijo de forma que todo el conjunto pueda ser bloqueado o desbloqueado. La palanca y la leva pueden comprender un solo componente.

Un extremo de la palanca puede estar conformado para formar un mango que pueda ser asido confortablemente por el usuario.

El dispositivo de absorción de energía fija el miembro de carril dentado a la envuelta superior durante el uso normal, pero les permite desplazamiento relativo entre sí cuando han sido sometidos a una gran fuerza, tal como puede ocurrir en un impacto. El dispositivo puede conectar la parte guía inferior a la parte envuelta superior. El miembro de absorción de energía puede ser deformable en caso de accidente para permitir que la envuelta superior se desplace relativamente a la parte guía. Alternativa o adicionalmente, se puede adaptar para romperse por cizalla o saltar bruscamente de otro modo, al menos en parte, ante una fuerza de impacto aplicada al conjunto de columna de dirección. Esta conexión impide al usuario regular el alcance de la columna durante el uso normal aunque y permite el desplazamiento axial en caso de una colisión.

En la alternativa, el miembro de absorción de energía únicamente conecta el miembro carril dentado a la envuelta superior, permitiendo que la envuelta superior se desplace libremente respecto de la parte guía durante el uso normal. Esto permite al usuario regular tanto la pendiente como el alcance cuando la palanca está en la posición desbloqueada.

El dispositivo de absorción de energía puede incluir un miembro que se deforma a medida que la envuelta superior se desplaza más aún al interior de la parte guía en un accidente. Esto puede comprender adecuadamente una banda metálica que esté conectada a la parte carril dentado y que enganche sobre una parte de la envuelta superior, por ejemplo un extremo inferior de la envuelta superior. A medida que la envuelta se desplaza al interior de la parte guía la banda se curva lo que absorbe energía.

La anchura y/o el grosor de la banda puede variar a lo largo de su longitud para controlar la velocidad de absorción de energía durante el colapso del conjunto.

El miembro de absorción de energía puede comprender un miembro inextensible alojado dentro de la parte guía y que es arrastrado ofreciendo resistencia alrededor de una polea instalada en la constricción o perno de anclaje.

Preferiblemente, el extremo de amarre del bucle está enganchado en un orificio de un panel de sujeción, y el extremo libre del bucle está formado dentro de un segundo gancho que, durante la etapa inicial de colapso por colisión, se arrastra ofreciendo resistencia desde un pequeño puesto de anclaje.

En otra construcción, el miembro de absorción de energía comprende un bucle de alambre que es arrastrado ofreciendo resistencia alrededor de una parte del miembro carril dentado cuando la envuelta superior se fuerza para recogerse telescópicamente en modo colisión.

En un conjunto como éste, es ideal asegurar que exista la misma relación entre la fuerza de colapso (que es generada forzando el alambre alrededor del buje) y la distancia de colapso, independientemente de la posición inicial de "alcance", en particular de la longitud de la columna) regulación en el momento de la colisión. Para conseguir esto, el carril dentado puede disponer de una ranura alargada que complemente la ranura en la envuelta superior, lo que permite que ésta se desplace longitudinalmente respecto del perno de sujeción durante la regulación de alcance.

Durante una colisión, el buje permanece fijo respecto de la parte guía columna que está estática durante la colisión debido a que sus dientes están enganchados con los dientes del miembro dentado portado por el pasador.

Un extremo del ciclo de alambre está fijado a un poste que es integral con la sección de canal que está soldada al tubo superior de columna. Opcionalmente, el otro extremo del bucle está parcialmente enrollado alrededor de un segundo poste, también literal con el mismo canal, de forma que proporciona una fuerza de colapso adicional durante los primeros pocos milímetros de colapso por colisión. Esto es, para resistir la reacción explosiva del despliegue de la bolsa de aire.

Por último, para proporcionar a la columna con resistencia a la fuerza longitudinal requerida durante la conducción normal, se puede disponer un pequeño pasador de cizalla entre el miembro de carril dentado y el canal. Por este medio, se evita la necesidad de tener un encaje sin trincas entre las fijaciones del extremo de cable al canal y al buje.

Un resorte de tipo hoja puede actuar entre la cabeza del perno de anclaje y el buje de la brida dentada para asegurar que en los dientes de sujeción de alcance están completamente desenganchados cuando se libera el mecanismo de sujeción.

También se puede insertar un pequeño moldeo de caucho en cada extremo de la ranura en el miembro dentado para proporcionar "topes blandos" que impidan gran ruido de impacto en los extremos de la regulación de alcance.

El árbol de dirección puede comprender un árbol telescópico que tiene al menos una parte superior y una parte inferior, colaborando la parte superior con la parte inferior y extendiéndose las dos partes a través de la parte guía y de la parte envuelta superior.

Un cojinete axial inferior puede estar dispuesto el cual está situado en un asiento en la parte guía y ubica la parte inferior de columna de dirección. Análogamente, puede estar dispuesto un cojinete axial superior el cual es soportado en un asiento en la parte envuelta superior y proporciona ubicación axial para la parte superior de árbol de dirección.

La parte inferior del árbol de dirección puede estar enganchada por deslizamiento con un taladro en la parte superior del árbol de dirección. Uno o más chavetero(s) sobre la parte inferior (o parte superior) pueden colaborar con una o más ranuras en la parte superior (o parte inferior) para impedir la rotación relativa de las dos partes.

La parte guía puede estar dispuesta con al menos una pared arqueada que colabora con una pared guía arqueada favorable de la envuelta superior para definir una superficie de contacto a lo largo de la cual la parte envuelta superior está adaptada para deslizar respecto de la parte guía en caso de accidente. Proporcionando una pared guía de la parte envuelta superior que colabora directamente con una pared guía de la parte guía, el proceso de alineación de la envuelta superior respecto de la parte guía se simplifica.

En una disposición más adecuada, la pared guía de la parte guía define al menos una superficie de radio constante (que define un segmento de un primer cilindro) mientras que la pared guía de la envuelta superior también define al menos una superficie de radio constante (que define un segmento de un segundo cilindro) teniendo ambas paredes sustancialmente mismo radio. El eje de revolución de las paredes guías coincide, preferiblemente, con el centro axial de los asientos de cojinete superior e inferior, y está alineado con el eje del árbol de dirección. De ese modo, a medida que las dos paredes se ponen en contacto se asegura que los asientos de cojinete, y por ello el árbol de dirección, están correctamente alineados.

La pared de la parte guía puede contactar directamente con la pared de la parte envuelta superior. En una alternativa, se puede encajar una pieza suplemento de ajuste entre las dos partes, la cual está atrapada entre las paredes. Esto puede comprender una hoja de acero. Puede estar pegada o fijarse por cualquier otro medio sobre la pared arqueada de las partes guía.

Las paredes arqueadas proporcionan un arco de contacto entre las dos partes, lo que las mantiene axialmente alineadas a medida que las dos partes se desplazan relativamente entre sí. En caso de accidente, una pared se adapta para deslizarse sobre la otra con las paredes restringiendo el movimiento de las dos partes.

La disposición de paredes arqueadas es especialmente conveniente ya que son relativamente sencillas de fabricar con alto grado de precisión. Al proporcionar una pared arqueada sobre la parte guía, que colabora con una pared de la envuelta superior, es relativamente sencillo asegurar que las dos partes son concéntricas. Esto asegura que los cojinetes superior e inferior también se pueden hacer concéntricos, lo que asegura más aún que el árbol de dirección está correctamente alineado con el alojamiento de motor eléctrico.

La parte guía puede comprender un metal fundido o plástico o componente compuesto. Se prefiere fundición en aluminio. La pared arqueada puede estar formada después de la colada taladrando un taladro a través de la fundición.

Allí donde estén formadas paredes arqueadas taladrando un taladro a través de la parte guía, se puede usar adecuadamente la misma herramienta para formar el asiento para el cojinete inferior. Esto asegura que las paredes arqueadas y el asiento de cojinete serán concéntricos, y que la parte inferior del árbol de dirección soportada por este cojinete también es concéntrica con la pared arqueada.

De este modo, la pared de la parte guía y el asiento de cojinete inferior se pueden mecanizar usando una herramienta sencilla durante la fabricación. Obviamente, la disposición de paredes arqueadas de radio constante es especialmente adecuada. Sin embargo, las paredes no necesitan tener un radio constante para obtener los beneficios por alineación de la presente invención.

El asiento de cojinete para el cojinete inferior puede tener un diámetro mayor que las paredes arqueadas permitiendo que las paredes sean formadas por taladrado completamente a través de la guía, y posteriormente, conformando del asiento. Esto reduce considerablemente el coste de fabricación del miembro guía. En este caso, las paredes arqueadas se extenderán a lo largo de toda la longitud del miembro día antes de que se forme el asiento de cojinete.

El taladro puede estar abierto en un lado, tal que la parte guía comprende un miembro alargado que tiene una sección transversal genéricamente con forma de c a lo largo de su longitud. Se puede proporcionar una ranura, por ejemplo por colada, en la pared interna de la parte guía opuesta al lado abierto de la sección transversal. En este caso, la parte guía definirá dos superficies internas arqueadas de igual radio y que tienen un eje común, una sección dispuesta sobre cada lado de la ranura. Ambas superficies internas definen juntas la pared arqueada de la parte guía y ubican la parte envuelta superior.

Se puede disponer uno o más pernos de constricción, que conecten un lado abierto de la guía con forma de c con la otra, apretando el perno o pernos, sujetando entre sí los lados de la guía sobre los postes de perno de constricción dispuestos alrededor de los pernos. Esto ayuda a reforzar la estructura de la parte guía.

La envuelta superior puede comprender un miembro cilíndrico o tubo, siendo el radio externo del tubo el mismo que (o ligeramente menor que) el radio de la pared arqueada de la parte guía. La pared exterior del miembro tubular puede, por lo tanto, definir la pared arqueada de la parte envuelta superior, que encaja dentro de la parte guía. Es más preferido que la parte envuelta superior sea un encaje deslizante sin huelgo dentro del taladro en la parte guía. Puede que sea deseable mecanizar la superficie exterior del tubo si se gusta tubería de bajo grado. La pared interior del tubo proporcionará el asiento requerido para el alojamiento de cojinete superior.

El cojinete superior puede estar asentado dentro del taladro de la parte envuelta tubular superior. Ésta puede estar situada tan cerca como sea posible del extremo superior abierto de la parte envuelta superior. Esto asegura que los cojinetes superior e inferior estén tan alejados como sea posible.

Un cojinete intermedio adicional puede estar dispuesto cerca del extremo inferior de la parte envuelta superior.

Se puede disponer un mecanismo de bloqueo de dirección el cual, en una posición desbloqueada, permite que la parte superior del árbol de dirección rote respecto de la envuelta superior, y en una posición bloqueada impida la rotación relativa entre la envuelta superior y la parte superior del árbol de dirección.

Allí donde se disponga un bloqueo, el medio de alineación puede estar adaptado para impedir la rotación de la parte envuelta superior respecto de la parte guía. Ésta resiste cualquier toque aplicado a la envuelta superior por un ladrón que haga palanca contra el volante de dirección. Cuando ocurra tal cosa, debería ser capaz de resistir un par de al menos 200 Nm, o más.

En medio de alineación puede, por lo tanto, comprender un carril guía dispuesto sobre la parte envuelta superior que se encaja en una ranura guía correspondiente formada en la pared interior de la guía con forma de c opuesta al lado abierto de la parte guía. El perno de sujeción puede sujetar el carril dentro de la ranura.

El conjunto comprende, preferiblemente, una parte de conjunto de dirección asistido por energía eléctrica. Como tal, la parte guía puede incluir una o más partes de montaje para afirmar la parte guía a un alojamiento de un motor eléctrico. La parte guía puede estar rígidamente afirmada al alojamiento de motor. Ella puede, por ejemplo, estar empernada o soldada o afirmada por cualquier otro medio al alojamiento de motor.

Un árbol de salida del motor puede colaborar con un extremo inferior de la pieza inferior de árbol de dirección que se extiende desde la parte guía al interior del alojamiento de motor. El alojamiento también puede acomodar un sensor de par que mide el par portado por el árbol de dirección y produce una señal de salida indicadora del parque se usa hasta determinar, al menos parcialmente, la magnitud del par aplicado al árbol por el motor.

Se puede empernar rígidamente la parte guía al alojamiento de motor debido a que la precisión de la alineación de los cojinetes superior e inferior, de las paredes guía y de la superficie de casación es relativamente alta.

Debido a que la guía están rígidamente afirmada al alojamiento de motor, se puede proporcionar un único soporte que soporta la parte guía al vehículo y permite ajustar la pendiente del conjunto. El soporte puede ser un componente de acero prensado.

Ahora se describirá, únicamente a modo de ejemplo, una realización de la presente invención haciendo referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una realización la invención;

La figura 2 es una sección transversal a través de conjunto de la figura 1;

La figura 3 es una sección longitudinal a través del conjunto de la figura 11;

La figura 4 es una sección longitudinal similar a la figura 3, pero espaciada de la misma 90º.

El conjunto comprende un árbol 1, 2 de dirección de dos piezas que interconecta un volante de dirección (no mostrado) con un motor 4 eléctrico (mostrado únicamente en la figura 3). El motor (no mostrado) da un par a través de un árbol 3 de salida a un extremo inferior de una primera pieza 1 inferior del árbol de dirección. La segunda pieza 2 superior del árbol de dirección está afirmada por su extremo superior al volante de dirección. La segunda pieza 2 del árbol de dirección tiene un taladro 5 interno chaveteado, que acomoda por deslizamiento un extremo superior de la pieza 1 inferior del árbol de dirección. Los chaveteros sobre las dos partes impiden el movimiento de rotación relativo entre ellas.

El motor está situado dentro de un alojamiento de metal fundido. Una parte 7 guía alargada está afirmada mediante pernos (no mostrados) al alojamiento en la cara de casación. La parte guía es fundición de aluminio y tiene una cara 6 de casación anular sobre un extremo que casa con un asiento anular complementario sobre el alojamiento. La parte guía define una envuelta inferior para el árbol de dirección, que se extiende a través del centro de la parte 7 y guía para rotar aquí dentro de la misma. La parte 7 guía se extiende alejándose del alojamiento de motor pasado el punto donde las dos piezas del árbol de dirección se enganchan entre sí, pero se detiene poco después del extremo superior del árbol de dirección. El resto del árbol de dirección está cubierto por una envuelta 8 superior tubular hueca, que se engancha por deslizamiento dentro de la parte 7 guía alrededor del árbol 1, 2 de dirección.

La parte 7 guía alargada tiene una sección transversal genéricamente con forma de c a lo largo de la mayor parte de su longitud con la pared 9 interior de la parte 7 guía estando definida, al menos parcialmente, por un taladro pasante anular continuo. El taladro define dos secciones arqueadas de pared, que colaboran con las correspondientes secciones arqueadas de pared de la pared exterior de la envuelta superior de columna de dirección. Las secciones arqueadas, donde la parte 7 guía se engancha con la envuelta 8 superior, proporcionan ubicación y guiado para la envuelta superior.

La parte 7 guía define un asiento para un cojinete 10 anular inferior que soporta la pieza 1 inferior del árbol de dirección en un punto donde entra en el alojamiento 6 de motor. La envuelta 8 superior también soporta un cojinete 11 anular superior situado dentro de su taladro, que soporta la pieza 2 superior del árbol de dirección. El cojinete 11 superior y el cojinete 10 inferior proporcionan, por lo tanto, una ubicación completa para el árbol de dirección. El diámetro interno del taladro pasante en la parte guía tiene un diámetro menor que el diámetro del asiento de cojinete inferior.

Como se muestra la figura 2, una ranura está fundida en la pared interna de la parte 7 guía. Esta ranura se extiende axialmente a lo largo de la parte 7 guía opuesta al lado abierto de la sección transversal con forma de c, y se para las dos superficies guía arqueada. Un carril 12 de localización está soldado mediante láser a un lado de la envuelta 8 superior y está situado dentro de la ranura en la parte 7 guía. La localización de este carril 12 en la ranura asegura que la envuelta 10 superior resistirá cualesquiera fuerzas torsionales, que se puedan aplicar a la envuelta superior. Estas fuerzas típicamente se producen si un ladrón de intentar romper un bloqueo de columna de dirección dispuesto entre la envuelta 10 y el árbol de dirección, haciendo palanca sobre el volante de dirección.

Durante el uso normal, la parte 7 guía retiene la envuelta 8 superior en una posición axial fija. El cojinete 11 superior y el cojinete 16 inferior proporcionan localizaciones axiales para los árboles 1, 2 de dirección de dos piezas, y el alojamiento 6 soporta el motor respecto del árbol de dirección. La envuelta 8 superior se fijará en su sitio axialmente mediante enganche seccional entre la guía arqueada y la envuelta.

Como la envuelta 8 superior se retiene en su sitio mediante contacto friccional entre su pared exterior y las secciones arqueadas del interior de la parte 7 guía, todas las piezas están alineadas concéntricamente con un alto grado de precisión. Esto se asegura, además, mecanizando el taladro pasante interno de la parte 7 guía y el asiento para el cojinete 10 inferior, usando una sola herramienta para asegurar la concentricidad. La pared exterior de la envuelta 8 superior también se puede mecanizar, si se desea, en una operación separada.

En caso de accidente, lo que hace que un conductor aplique gran carga axial al volante de dirección, la envuelta 8 superior se puede desplazar axialmente dentro de la parte 7 guía deslizando a lo largo de las caras guía arqueada. Al mismo tiempo, el árbol 1, 2 de dirección puede colapsar axialmente con la pieza 1 inferior del árbol de dirección deslizando dentro de la pieza 2 superior.

Para permitir que la pendiente del conjunto columna de dirección sea regulada, la parte 7 guía se afirma mediante un pasador de conexión lateral o perno 13 de sujeción a un soporte 14 de acero prensado afirmado a la carrocería de vehículo. El soporte tiene una ranura 15 vertical alargada y el perno de sujeción pasa a través de esta ranura y una abertura con casquillo o ranura en la parte 7 guía. La parte 7 guía se puede desplazar cuando el perno está aflojado, permitiendo ajustar la posición del conjunto. Cuando el perno se aprieta el conjunto se fija. Un extremo del perno 13 se conecta a una leva 16 que tiene un diámetro mayor que la ranura en el soporte. El otro se conecta a un mango 17 que opera una leva 18 móvil.

El pasador también pasa a través de una ranura alargada en el carril 12 soldado a la envuelta 8 superior que está alineada con el eje de la columna de dirección. Cuando está desbloqueado, el pasador se puede desplazar a lo largo de esta ranura alargada permitiendo la regulación axial de la columna de dirección. Este movimiento axial relativo entre la envuelta 8 superior y la parte 7 guía se controla proporcionando un elemento 18 que absorba energía que se deforme de forma controlada a medida que colapsa el conjunto. Esta deformación absorbe energía para proporcionar una velocidad óptima de colapso y controlar la energía aplicada a través del volante de dirección.

El canal 7 de sujeción acomoda un miembro 19 carril dentado adicional que está encajado estrictamente por deslizamiento dentro del mismo. Este miembro 19 dentado adicional tiene una ranura central a través de la cual pasa el pasador 13, y dispone de estrías sobre los bordes de sus dos bridas. Estas estrías enganchan con estrías complementarias sobre el lado inferior de un miembro 20 dentado sinterizado, que es traccionado a engancharse por el extremo interno del pasador 13 de sujeción. Un resorte 21 adicional de liberación de "alcance" asegura que estas estrías 82, 84 enganchan completamente cuando se libera la sujeción.

La longitud de la parte estriada del carril 19 de diente es tal que el miembro 20 dentado puede enganchar con él, en cualquier posición de regulación de "alcance". Una ranura en la pared vertical del carril 19 de diente permite su movimiento en la regulación de "alcance" respecto del husillo 13 sujeto.

Hay dispuesto un dispositivo de absorción de energía que comprende dos bandas de energía, el cual ubica el miembro carril dentado respecto de la envuelta superior durante el uso normal, y controla el movimiento relativo entre el pasador y la envuelta durante una colisión. Los extremos de amarre de las dos bandas 22 de energía están soldados a las caras internas de las bridas ensanchadas en el extremo inferior del miembro 19 carril dentado, en particular el extremo que está más alejado del volante de dirección.

Los extremos inferiores de las dos bridas 83 de miembro de carril dentado están rebordeados hacia dentro para formar yunques sobre los cuales las bandas 22 de energía avanzan ofreciendo resistencia durante el colapso por colisión (figura 13). Antes de encajar el conjunto soldado de miembro 19 de carril dentado más las bandas 80 de energía al canal 7 de sujeción, las bandas 22 de energía están sustancialmente rectas. Una vez montado al canal 7 de sujeción, el extremo de cada banda 22 de energía se curva 180º y se conforma fuertemente sobre su yunque correspondiente mediante una herramienta especial que bloquea eficazmente el conjunto soldado, rígidamente al canal 7 de sujeción.

Se deduce, por lo tanto, que durante la regulación normal de "alcance" el miembro 19 carril dentado y el canal 7 de sujeción se desplazan juntos durante el colapso por colisión, el canal 19 dentado es incapaz de desplazarse debido a que está bloqueado al pasador 13 de conexión mediante el bloqueo 20 dentado. Por ello, durante el colapso por colisión, las bandas 22 de energía se arrastran ofreciendo resistencia alrededor de los yunques de los canales 7 de sujeción que, por supuesto, se desplaza con el tubo superior de columna, con el fin de acomodar el movimiento relativo entre el canal y el carril dentado. La fuerza de colapso característica depende de las posiciones relativas iniciales de las bandas 22 de energía y del canal de sujeción, y ésta se mantiene igual para todas las posiciones de regulación de "alcance".

En una modificación (no mostrada) están formados pequeños ganchos verticales en los extremos libres, en concreto en los extremos más cercanos al volante de dirección, de las bandas 22 de energía ante, durante la operación de "rebordeado" durante la fabricación, se enganchan con las correspondientes ranuras de transferencia cortadas en las bridas del canal 7 de sujeción. La acción de traccionar estos ganchos fuera de las ranuras proporcionará una fuerza de colisión adicional al comienzo del colapso con el fin de resistir la reacción del despliegue de la bolsa de aire.

Una tuerca 23 reguladora sin holgura engancha con un perno 24 regulador hueco sin holgura que es coaxial con el pasador 13 de conexión. Una plancha anti rotación rectangular de perno regulador está soldada a la cabeza del perno 24 para impedirle que rote. La tuerca es tratada con "Patchlock" de forma que su configuración no se pueda cambiar en servicio. Este procedimiento de regulación previo a la carga da al control superior de deslizamiento, la fricción entre el tubo superior de columna y el poste guía. Esto se requiere para llegar a, y mantener, fuerzas de ajuste de "alcance" aceptables, que deben ser controladas dentro de límites estrechos definidos por las especificaciones de los clientes.

Como una característica opcional, cubierta de bandas de rodadura en acero cubren los arcos mecanizados de la parte 7 guía. Estos están sujetos con grapas en ranuras fundidas y proporcionan una acción de deslizamiento más suave y con menos desgaste entre el tubo superior de columna y el poste guía de lo que sería el caso con el cojinete tubo de acero directamente sobre el poste guía de aluminio. Las bandas de rodadura están fabricadas a partir de suplementos precisos de ajuste en acero delgado y flexible de forma que la adición de ellos únicamente tiene un pequeño efecto sobre la precisión de alineación entre el tubo de columna superior y el poste guía. Estos cambios pueden ser necesarios para la columna de doble regulación puesto que la acción de deslizamiento puede tener lugar muchas miles de veces y debe ser silenciosa y debe cambiar significativamente en sensación a lo largo de la vida del vehículo.

El tubo superior de columna es completamente circular. Esto le permite pasar el bloque con llave eléctrica durante la colisión.

En una modificación, el tubo superior de columna puede disponer de una ranura longitudinal en su extremo inferior lo que evita una colisión con la garra del bloqueo eléctrico de llave en el improbable caso de que el bloqueo se enganche durante la colisión.

En otra construcción, se proporciona un procedimiento externo para controlar la cantidad de holgura libre lateral entre el tubo superior de columna y la parte guía mientras la sujeción se libera para regular la pendiente de columna y el alcance. Esto puede tomar la forma de un moldeó plástico "deslizador" que se monta desde la plancha reforzadora de la parte parte de guiado, y que soporta el lado derecho del tubo superior de columna y es finamente regulable para las tolerancias de rodadura desde el tubo vía dos o más, tornillos rígidos roscados.

Claims (23)

1. Una columna regulable de dirección para un vehículo que comprende:

una parte envuelta superior que está adaptada para recibir una columna (1, 2) de dirección;

una parte (7) guía inferior que está adaptada para soportar la parte (8) envuelta y para ser afirmada a un soporte (14) de montaje fijo respecto del chasis del vehículo;

un pasador (13) de conexión que sobresale a través de una abertura alargada dispuesta en el soporte (14) fijo, de una abertura en la parte (7) guía inferior; y

una palanca (17) de operación que está conectada operativamente al pasador (13) de conexión;

en el cual el pasador (13) de conexión porta un miembro (20) dentado dispuesto sobre un extremo del pasador (13) de conexión más cercano a la columna de dirección que engancha con un miembro (19) carril dentado cuando se extrae el pasador (13) de conexión hacia el soporte (14) fijo operando la palanca (17) de operación hasta una posición bloqueada para sujetar el mencionado miembro (19) carril dentado, la envuelta (8) superior y la parte guía sobre el soporte (14) de montaje fijo, caracterizado porque el pasador de conexión sobresale también a través de una abertura alargada en la parte (8) envuelta superior, y porque el mencionado miembro (19) carril dentado está conectado a la parte (8) envuelta superior mediante un dispositivo (22) de absorción de energía.

2. Una columna regulable de dirección según la reivindicación 1, en la cual la parte (8) envuelta superior incluye una sección canal que acomoda el miembro (19) carril dentado y el extremo del pasador (13) de conexión.

3. Una columna regulable de dirección según las reivindicaciones 1 ó 2, en la cual el miembro (19) carril dentado comprende dos filas de dientes, extendiéndose una fila a lo largo de cada lado de la abertura alargada en la parte (8) envuelta superior.

4. Una columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual está dispuesto un resorte que ejerce presión sobre el miembro (80) dentado portado por el pasador (1) de conexión, para desacoplarlo del miembro (19) carril dentado cuando la palanca se desplaza hasta una posición desbloqueada.

5. Un conjunto de columna regulable de dirección según la reivindicación 4, en el cual está dispuesto el resorte entre el miembro (80) dentado y una cara interna de la parte canal de la parte (8) envuelta superior.

6. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el miembro (80) dentado portado por el pasador (13) de conexión comprende una parte cabeza del pasador (13) de conexión.

7. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la abertura en el soporte (14) fijo de montaje comprende una ranura (15) alargada sustancialmente inclinada verticalmente.

8. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual están dispuestas una o más pistas de dientes a lo largo de la abertura que colabora con dientes sobre un miembro de bloqueo operativamente conectado al pasador (13) de conexión cuando la palanca (17) de operación está en la posición bloqueada.

9. Un conjunto de columna regulable de dirección según la reivindicación 8, en el cual está dispuesto el miembro de bloqueo sobre el lado opuesto al soporte (14) de montaje en la parte guía inferior, y en el cual está dispuesto un resorte que ejerce presión sobre los dientes del miembro de bloqueo para desacoplarlo de los dientes del soporte (14) de montaje cuando la palanca (17) de operación esté en la posición desbloqueada.

10. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la palanca (17) de operación esté directamente conectada al pasador (13) de conexión y esté atrapada entre un saliente, dispuesto sobre el extremo del pasador (13) de conexión más alejado respecto de la parte (8) envuelta superior, y el soporte (14) fijo de montaje.

11. Un conjunto de columna regulable de dirección según la reivindicación 10, en el cual el saliente comprende una tuerca (23) que se aterraja sobre el pasador (13) de conexión, y se puede proporcionar una arandela entre la arandela (23) y la palanca (17) de operación.

12. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la palanca (17) de operación está conectada por pivote al pasador (13) de conexión.

13. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la parte leva está conectada a la palanca (17) de operación de tal forma que la rotación de la palanca (17) de operación alrededor del eje del pasador (13) de conexión causa la rotación de la parte leva, la parte leva define una primera cara de leva que colabora con una segunda cara de leva dispuesta sobre el miembro de bloqueo.

14. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual un extremo de la palanca (17) de operación está conformado para formar un mango que pueda ser asido confortablemente por el usuario.

15. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el dispositivo (22) de absorción de energía conecta el miembro (19) carril dentado a la parte (8) envuelta superior permitiendo que el parte (8) envuelta superior se desplace libremente respecto de la parte guía durante el uso normal.

16. Un conjunto de columna regulable de dirección según la reivindicación 15, en el cual el dispositivo (22) de absorción de energía también conecta la parte guía inferior a la parte (8) envuelta superior.

17. Un conjunto de columna regulable de dirección según las reivindicaciones 15 ó 16, en el cual el dispositivo (22) de absorción de energía comprende un miembro que es deformable en caso de accidente para permitir que la parte (8) envuelta superior se desplace respecto de la parte guía.

18. Un conjunto de columna regulable de dirección según las reivindicaciones 15, 16 ó 17 en el cual el dispositivo de absorción de energía comprende una banda metálica que está conectada al miembro (19) carril dentado y se engancha sobre un extremo inferior de la parte (8) envuelta superior.

19. Un conjunto de columna regulable de dirección según la reivindicación 18, en el cual la anchura y/o el grosor de la banda de metal varía a lo largo de su longitud para controlar la velocidad de absorción de energía durante el colapso del conjunto.

20. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el miembro (22) de absorción de energía comprende un miembro inextensible alojado dentro de la parte guía y que es arrastrado ofreciendo resistencia alrededor de una polea instalada en el pasador (13) de conexión.

21. Un conjunto de columna regulable de dirección según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el cual el miembro (22) de absorción de energía comprende un bucle de alambre que se arrastra ofreciendo resistencia alrededor de una parte del miembro (19) carril dentado cuando la parte (8) envuelta superior se fuerza para recogerse telescópicamente en modo colisión.

22. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el miembro (19) carril dentado incluye una ranura alargada a través de la cual pasa el pasador (13) de conexión y en la cual una pieza insertada resiliente, por ejemplo de caucho, se inserta en cada extremo de la ranura en el miembro (20) dentado para proporcionar topes suaves que impidan un gran ruido de impacto en los extremos de la regulación de alcance.

23. Un conjunto de columna regulable de dirección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el árbol de dirección comprende un árbol telescópico que tiene al menos una pieza superior y una pieza inferior, colaborando la pieza superior con la pieza inferior y extendiéndose las dos piezas a través de la parte guía y de la parte (8) envuelta superior.