ES2297414T3 - Volante de direccion. - Google Patents
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Abstract
Volante de dirección (1) que tiene un cubo central (15) conectado por lo menos por un radio (14) a un borde (13), y unos medios, dentro de dicho borde, para enfriar o calentar una región del mismo, caracterizado porque los citados medios comprenden por lo menos un tubo de calefacción (9), donde el tubo de calefacción o cada uno de ellos está térmicamente aislado de cualquier disposición de refrigeración externa y está configurado para transmitir calor desde una primera región del borde (13) a otra región del borde (13), únicamente por sus medios, comprendiendo el tubo de calefacción o cada uno de ellos un tubo metálico alargado que contiene una mecha alargada (11) que se extiende desde un extremo del tubo al otro, conteniendo el tubo un líquido volátil.
Description
Volante de dirección.
La presente invención se refiere a un volante de
dirección, y más particularmente a un volante de dirección para un
vehículo de motor como un automóvil.
En muchos países, por lo menos durante los meses
de verano, el volante de dirección de un coche aparcado en el
exterior puede llegar a estar muy caliente. Un volante de dirección
caliente resulta difícil de agarrar, y constituye por lo tanto un
peligro para la persona que conduce, mientras el volante de
dirección está caliente, debido a que este hecho influirá
negativamente en el manejo adecuado del volante. Un problema
similar se puede observar en los países de clima frío, en los que
resulta peligroso conducir un vehículo con un volante de dirección
muy frío.
Puede pasar bastante tiempo hasta que la
temperatura de un volante de dirección se modifique de forma
importante utilizando el sistema de calefacción o de aire
acondicionado que suele tener en su interior un vehículo de motor.
Se ha propuesto por lo tanto con anterioridad, equipar los volantes
de dirección con cables eléctricos de calefacción, que se
utilizarán para calentar el volante de dirección cuando está frío.
No obstante, ese tipo de disposición no se puede utilizar de forma
satisfactoria para enfriar un volante caliente como consecuencia
del aparcamiento del vehículo durante un largo período de tiempo a
pleno sol.
El documento US 4,640,340 describe una pieza
insertada metálica 34 dentro del borde de un volante sobre el que
se ha insertado un elemento Peltier 24,28, mediante el cual la
pieza insertada 34 y por consiguiente el borde del volante de
dirección en su conjunto se pueden calentar o enfriar
eléctricamente.
La presente invención pretende por lo tanto
ofrecer un volante de dirección mejorado.
Por consiguiente, la presente invención presenta
un volante de dirección que tiene un cubo central conectado por lo
menos por un radio a un borde, y unos medios, dentro de dicho
borde, para enfriar o calentar una región del mismo, caracterizado
porque dichos medios comprenden por lo menos un tubo calefactor y
dicho tubo o cada uno de dichos tubos está aislado térmicamente de
cualquier dispositivo de refrigeración externa y está configurado
para transmitir calor desde una primera región del borde hasta otra
región del borde, por si mismo exclusivamente, comprendiendo el o
cada uno de los tubos de calefacción un tubo metálico alargado que
contiene una mecha alargada que se extiende desde un extremo del
tubo hasta el otro, conteniendo dicho tubo un líquido volátil.
De preferencia, el borde comprende un solo tubo
de calefacción que se extiende prácticamente por todo el borde.
Ventajosamente, el tubo de calefacción tiene una
configuración prácticamente circular.
Alternativamente, el borde comprende dos tubos
de calefacción, cada uno de los cuales se extiende aproximadamente
por la mitad del borde.
De preferencia, cada tubo de calefacción tiene
una configuración prácticamente semicircular.
Ventajosamente, los dos tubos de calefacción
están conectados térmicamente entre sí. Convenientemente, el tubo de
calefacción o cualquiera de ellos está provisto de un calefactor o
conectado al mismo.
De preferencia, el tubo de calefacción o cada
uno de ellos comprende un elemento calefactor.
Ventajosamente, el volante de dirección tiene
unos tubos de calefacción situados únicamente en el borde.
Con el objeto de entender mejor la invención y
apreciar de este modo otras características de la misma, se
describirán a continuación realizaciones de la invención, que se
dan a modo de ejemplo, con referencia a las figuras adjuntas,
donde:
La figura 1, es una ilustración esquemática que
muestra el volante de dirección de un vehículo de motor sometido a
la acción del calor del sol;
La figura 2 es una ilustración esquemática de un
tubo de calefacción que se utiliza en la presente invención;
La figura 3 ilustra la inserción del tubo de
calefacción de la figura 2 en un tubo, para formar parte del borde
del volante de dirección;
La figura 4 ilustra un volante de dirección
completo según una primera realización de la invención;
La figura 5 ilustra un volante de dirección
completo de conformidad con otra realización de la presente
invención; y
La figura 6 es una vista que corresponde en
general a la figura 4, aunque ilustra el volante de dirección
provisto de un elemento calefactor que discurre por el borde.
Se apreciará que en la presente invención se
utilizan "tubos de calefacción". Ya se han propuesto con
anterioridad tubos de calefacción, que adoptan la forma de tubos
alargados que se pueden utilizar para facilitar la transmisión
rápida de calor. Un tubo de calefacción típico comprende un tubo
alargado de metal, como por ejemplo aluminio o cobre. El interior
del tubo contiene una mecha alargada que se extiende de un extremo
al otro del tubo. La mecha puede montarse sobre la pared interior
del tubo. El tubo contiene una cantidad de fluido volátil como
agua, acetona, etanol o metanol. El tubo se mantiene a una presión
interna sustancialmente inferior a la presión atmosférica. Si se
calienta una región, por ejemplo una región del extremo del tubo,
el líquido que se encuentra dentro del tubo se vaporizará dentro de
dicha región y se moverá entonces, en fase gaseosa, hacia el otro
extremo del tubo. Al enfriarse el vapor, este se condensará. El
vapor se convertirá luego nuevamente en líquido y el líquido se
transportará por gravedad y/o debido a la acción de mecha producida
por ésta, de vuelta a la región calentada del tubo. Se podrá
apreciar que el calor será absorbido debido al calor latente de
vaporización, en la región del tubo que se calienta y se emitirá
calor, debido a la recuperación del calor de vaporización al
condensarse el vapor, en el punto del tubo de calefacción en el que
se condensa el vapor. El calor será transportado muy rápidamente de
una región del tubo de calefacción a otro con muy poca pérdida de
calor durante el transporte. Los tubos de calefacción de este tipo
ya se han propuesto con anterioridad y son bien conocidos por el
experto en la materia.
Con referencia ahora a la figura 1, se ilustra
en la misma, de forma esquemática, el volante de dirección 1 de un
vehículo de motor 2. El vehículo de motor 2 se muestra aparcado a
pleno sol. Se podrá apreciar por lo tanto que la energía radiante
del sol (indicada esquemáticamente en 3), se puede dirigir a través
del parabrisas 4 del vehículo de motor 2, de modo que calentará la
parte superior 5 del volante de dirección 1. Como se podrá ver
claramente en la figura 1, la región inferior 6 del volante de
dirección 1, está protegida directamente de los rayos del sol 3 por
otras regiones del volante de dirección y/o partes de la columna de
dirección 7 y el salpicadero 8 del vehículo de motor. El efecto
resultante de la situación ilustrada en la figura 1 sobre un
volante de dirección convencional es por lo tanto que la parte
superior 5 del volante de dirección puede llegar a alcanzar una
temperatura muy elevada como consecuencia de la acción del sol,
mientras que la región inferior 6 de un volante de dirección
permanece a una temperatura más cómoda para la persona que maneje
dicho volante. Es por lo tanto deseable intentar reducir la
temperatura de la región superior 5 del volante de dirección hasta
la de la región inferior 6 del volante de dirección.
La figura 2 ilustra un tubo de calefacción 9
prácticamente recto que se puede utilizar en un volante de dirección
según la presente invención. El tubo de calefacción 9 comprende una
parte de tubo 10, inicialmente recta, de preferencia una parte de
tubo de cobre con buenos niveles de conductividad térmica. La
tubería de cobre 10 presenta en su interior una estructura de mecha
11, y un pequeño volumen de fluido volátil como agua, acetona,
etanol o metanol. No obstante, en la presente invención es
preferible utilizar agua dentro de la tubería de cobre 10. La mecha
11 discurre de preferencia prácticamente por la totalidad de la
tubería de cobre 10 y puede montarse, en la forma convencional,
sobre la parte interior del tubo de cobre 10. Se hace el vacío en
el tubo de cobre 10 con el fin de tener una presión interna
sustancialmente inferior a la presión atmosférica, y se obturan los
dos extremos del tubo 10 para mantener estas condiciones de presión
interna.
La figura 3 ilustra la tubería de cobre 10 del
tubo de calefacción 9 que se inserta axialmente dentro de otro
trozo de tubería 12 que tiene un diámetro ligeramente superior al
de la tubería de cobre 10. El trozo de tubería 12 tiene de
preferencia la forma de un trozo de tubería de acero o de aluminio.
Se prefiere el acero o el aluminio ya que estos materiales son
bastante más rígidos que el cobre y por lo tanto resultan más
adecuados para formar el borde exterior del volante de dirección de
un vehículo de motor.
Una vez que se ha insertado totalmente el tubo
de calefacción 9 dentro del trozo de tubería 12, la estructura
resultante se calienta en un horno con el objeto de calentar los dos
trozos de tubería 10, 12. Una vez calentados de este modo los dos
trozos de tubería 10, 11, la tubería de cobre 10 se dilata más que
la tubería exterior de acero o de aluminio 12, y debido a ello, la
superficie exterior de la tubería de cobre 10 será empujada y
llevada en estrecho contacto con la superficie interior de la
tubería de acero o de aluminio 12. Se sigue calentando de esta
forma hasta que la tubería de cobre 10 y/o la tubería de acero o de
aluminio 12 queda mecánicamente deformada de tal modo que los dos
trozos de tubería quedan conectados el uno con el otro. La conexión
mecánica entre los dos trozos de tubería 10, 12 realizado de este
modo se puede mejorar si la superficie exterior de la tubería de
cobre 10 se raspa o se desbasta de otra forma antes de la etapa de
calefacción.
Una vez conectados los dos trozos de tubería 10,
12 para formar uno solo, en la forma descrita anteriormente, el
trozo resultante de tubería se dobla con el objeto de definir una
forma apropiada para el borde del volante de dirección. Por
ejemplo, tal como se ilustra en la figura 4, los trozos coaxiales e
interconectados de tubería 10, 12 han sido doblados para obtener
una configuración prácticamente circular, que define un borde
prácticamente circular 13 de un volante de dirección. Los dos
extremos de la tubería exterior de acero de aluminio 12 se han
conectado entre sí en la región inferior 6 del volante de
dirección, de modo que los dos extremos del tubo de calefacción 9
definidos por la tubería de cobre 10 están situados prácticamente
adyacentes entre sí en la región inferior 6 del volante de
dirección. Una vez deformados los trozos de tubería coaxiales 10, 12
en la forma descrita anteriormente para definir el borde 13 de un
volante de dirección, se conecta entonces el borde resultante 13,
por ejemplo engarzando, soldando o utilizando cualquier otro método
utilizado de afianzamiento, a unos radios 14 de fundición inyectada
del volante de dirección, extendiéndose los radios 14 desde el
borde 13 hasta un cubo central 15. Es preferible que la estructura
de los radios 12 y el cubo 15 sean principalmente de aluminio o de
magnesio.
Se aplica entonces una capa blanda elástica de
plástico o de espuma 16 sobre el borde 13 y partes de los radios 14,
eligiéndose el plástico o la espuma de modo que presenten un nivel
relativamente elevado de conductividad térmica. Finalmente, para
recubrir de forma estética y agradable al tacto el volante de
dirección, se aplica una capa de cuero o de plástico sobre la parte
exterior de plástico o de espuma 16.
Se podrá apreciar por lo tanto que la estructura
de volante de dirección descrita anteriormente e ilustrada en la
figura 4 es de tal índole que el tubo de calefacción 9 se dispone
dentro del borde periférico 13 del volante de dirección, aunque el
tubo de calefacción 9 es completamente independiente en el sentido
de que está térmicamente aislado de cualquier disposición de
refrigeración externa como por ejemplo un cambiador de calor como
el que se ha propuesto anteriormente en las disposiciones del estado
de la técnica. Se entenderá por lo tanto que el tubo de calefacción
9 está configurado para transmitir calor desde la región superior 5
del volante de dirección hacia la región inferior 6 de un volante
de dirección en el caso de que la región superior 5 se caliente por
encima de la temperatura de la región inferior 6, como resultado
por ejemplo de la energía radiante del sol. Todo líquido que se
encuentre dentro del tubo de calefacción 9 en la región superior
del volante de dirección 5 se vaporizará al calentarse la región
superior de un volante de dirección 5 y se moverá, en fase gaseosa,
hacia los dos extremos del tubo de calefacción 9, situados ambos en
la región inferior 6 de un volante de dirección. El vapor del
líquido se enfriará por lo tanto en la región inferior 6 de un
volante de dirección y se volverá a condensar pasando a fase
líquida. El líquido se transporta entonces debido al efecto de
mecha de la mecha dispuesta en el tubo de calefacción 9 de nuevo
hacia arriba, hacia la región calentada 5 del volante de dirección.
El efecto de lo anterior es que la región superior 5 del volante de
dirección se enfría y el calor resultante de la exposición al sol
de un volante de dirección se distribuye del modo más uniforme por
todo el borde 13 del volante de dirección. Se ha visto, en las
pruebas realizadas, que en los casos en que la región superior del
borde de un volante de dirección convencional alcanzaba 90ºC, la
disposición descrita anteriormente de la presente invención solo
alcanzaba una temperatura de aproximadamente 70ºC en la región
superior de un volante de dirección, lo cual resulta más seguro al
tacto para una persona que conduce un coche.
Si bien la presente invención se ha descrito
anteriormente con referencia a una realización particular, se podrá
apreciar que son posibles ciertas modificaciones y variaciones, sin
apartarse del ámbito de la presente invención definida por las
reivindicaciones. Por ejemplo, la figura 5 ilustra otra posible
realización de la presente invención, en la cual el borde 13 del
volante de dirección está provisto de dos tubos de calefacción
prácticamente semicirculares 9A, 9B, dispuestos ambos dentro de la
tubería exterior de aluminio de acero 12. Uno de los tubos de
calefacción 9A se extiende desde una posición situada en la región
superior 5 del volante de dirección hacia una posición situada en la
región inferior 6 de un volante de dirección, y se encuentra a la
derecha del volante de dirección. El otro tubo de calefacción 9B se
extiende de modo similar desde la región superior 5 del volante de
dirección hasta la región inferior 6 del volante de dirección, pero
se extiende en torno a la parte izquierda del borde 13. Cada uno de
estos tubos de calefacción 9A, 9B tiene la misma función que el
tubo de calefacción único 9 de la realización descrita
anteriormente, que se ilustra en la figura 4. Los dos tubos de
calefacción 9A, 9B pueden estar conectados térmicamente entre sí en
sus extremos respectivos y se pueden configurar, en una
configuración alternativa, de modo que uno de los tubos de
calefacción se extiende en torno a la mitad superior del borde 13,
mientras que el otro tubo de calefacción se extiende en torno a la
parte inferior del borde 13.
La figura 6 ilustra otra posible realización de
la presente invención, en la cual, la disposición descrita
anteriormente e ilustrada en la figura 4, presenta una fuente
externa de calor. En esta disposición, se dispone un trozo de cable
o de elemento calefactor 17 dentro del tubo de calefacción 9, que se
extiende prácticamente por todo el tubo de calefacción 9, siguiendo
un recorrido tortuoso, y se conecta eléctricamente a una unidad de
control de calefacción 18, que puede estar situada dentro del cubo
15 de un volante de dirección, aunque puede estar situada en
cualquier otro sitio dentro del vehículo de motor. El cable de
calefacción 17, una vez activado por la unidad de control 18, sirve
para calentar el borde 13 del volante de dirección. En una
disposición de este tipo, la refrigeración del volante de dirección
(con el calentador desconectado) en el caso de que la parte
superior del volante de dirección alcance una temperatura excesiva
debido al sol, se realiza accionando únicamente el tubo de
calefacción 9 en la forma descrita anteriormente. No obstante,
cuando hace frío, la fuente externa de calor puede conectarse con el
fin de calentar el borde del volante de dirección.
Se podrá ver que en cada una de las
disposiciones antes descritas, el volante de dirección solo presenta
tubos de calefacción dentro de su borde 13.
En la presente especificación la expresión
"comprende" significa "incluye o consta de" y "que
comprende" significa "que incluye o consta de".
Claims (9)
1. Volante de dirección (1) que tiene un cubo
central (15) conectado por lo menos por un radio (14) a un borde
(13), y unos medios, dentro de dicho borde, para enfriar o calentar
una región del mismo, caracterizado porque los citados
medios comprenden por lo menos un tubo de calefacción (9), donde el
tubo de calefacción o cada uno de ellos está térmicamente aislado
de cualquier disposición de refrigeración externa y está configurado
para transmitir calor desde una primera región del borde (13) a otra
región del borde (13), únicamente por sus medios, comprendiendo el
tubo de calefacción o cada uno de ellos un tubo metálico alargado
que contiene una mecha alargada (11) que se extiende desde un
extremo del tubo al otro, conteniendo el tubo un líquido
volátil.
2. Volante de dirección según la reivindicación
1, en el que el borde (13) comprende un solo tubo de calefacción
(9) que se extiende prácticamente por toda la extensión del borde
(13).
3. Volante de dirección según la reivindicación
2, donde el tubo de calefacción (9) tiene una configuración
prácticamente circular.
4. Volante de dirección según la reivindicación
1, donde el borde (13) comprende dos tubos de calefacción (9a, 9b),
como los mencionados, extendiéndose cada tubo de calefacción (9a,
9b) aproximadamente por la mitad del borde (13).
5. Volante de dirección según la reivindicación
4, donde cada uno de estos tubos de calefacción (9a, 9b) tiene una
configuración prácticamente semicircular.
6. Volante de dirección según la reivindicación
4 o 5, donde los dos tubos de calefacción (9a, 9b) están conectados
térmicamente entre sí.
7. Volante de dirección según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde el tubo de calefacción o cada uno
de ellos (9) dispone de un calefactor o está conectado al
mismo.
8. Volante de dirección según la reivindicación
7, donde el tubo de calefacción o cada uno de ellos (9) comprende
un elemento calefactor (17).
9. Volante de dirección según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que tiene unos tubos de calefacción (9)
situados solamente en el borde (13).
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