ES2320223T3 - Dispositivo de formacion para cadena de direccion. - Google Patents
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Abstract
Disposición de deformación, en particular para la columna de dirección de un automóvil, comprendiendo la disposición de deformación un tubo de deformación (2) deformable definido al menos en un extremo, así como un cono de deformación (1) asignado al extremo deformable del tubo de deformación (2), estando introducido a presión el cono de deformación (1) parcialmente en el extremo del tubo de deformación (2) por medio de una unión no positiva, caracterizada porque el cono de deformación (1) presenta al menos una elevación (13, 28) o entalladura dispuesta fundamentalmente a lo largo de sus líneas generatrices, cuyos bordes (8) se enganchan con bordes (9) de al menos de una acuñación (23, 25) correspondiente en forma con la elevación del cono o la entalladura del cono, o bien con la entalladura (10) correspondiente en forma con la elevación del cono o la entalladura del cono en el extremo de la parte del cono del tubo de deformación (2) en una unión por arrastre de forma, en la que los bordes (8) de la elevación (13, 28) dispuesta a lo largo de la línea generatriz del cono de deformación (1) están conformados como una cuchilla que separa el tubo de deformación (2) en el caso de choque.
Description
Dispositivo de deformación para cadena de
dirección.
La invención se refiere a un dispositivo de
deformación, en particular para la columna de dirección o bien la
cadena de dirección de un automóvil según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Los dispositivos de deformación del tipo
mencionado al comienzo se emplean por ejemplo, si bien en ningún
caso de modo exclusivo, en el caso de columnas de dirección de
automóviles, y sirven, por un lado, para la absorción de la energía
cinética que se produce en el caso de un choque del vehículo. Por
otro lado, las disposiciones de deformación genéricas han de evitar
que partes de la cadena de dirección o del volante, como
consecuencia de las deformaciones de la estructura del vehículo que
se producen en el choque penetren en el habitáculo del pasajero, y
lleven a daños del conductor.
Una disposición de deformación de este tipo se
conoce, por ejemplo, del documento DE 198 33 421 C2. Esta
disposición de deformación conocida, que conforma una parte de la
cadena de dirección de un automóvil, comprende un tubo envolvente y
un componente a modo de cono, pudiendo penetrar el componente a
modo de cono, en el caso de un choque del vehículo, ensanchando el
extremo del tubo envolvente, en el tubo envolvente. Al darse una
penetración correspondientemente profunda del componente a modo de
cono en el tubo envolvente, el tubo envolvente puede se puede
desgarrar a lo largo de posiciones de rotura controlada que están
conformadas por medio de debilitamientos del material en forma de
ranuras, a continuación de la cual, el tubo envolvente, como
consecuencia de una conformación especial del componente a modo de
cono se arrolla a modo de tira. Por medio del proceso del
ensanchamiento, desgarramiento y arrollado se disipa de modo
definido energía cinética, o bien se absorben recorridos de
deformación condicionados por el choque en la cadena de dirección
de un modo definido sin que penetren partes de la cadena de
dirección o del volante en el habitáculo del pasajero.
Para el funcionamiento adecuado de este tipo de
disposiciones de deformación, entre otras cosas, es decisiva la
magnitud de la fuerza de rotura de la unión realizada como ajuste
prensado entre el cono y el tubo envolvente. Esta fuerza de rotura
no ha de sobrepasar en ningún caso valores máximos dependientes,
por ejemplo, de particularidades fisiológicas de la parte superior
del cuerpo humano. En caso contrario, se corre el peligro de
lesiones serias del conductor, por ejemplo como consecuencia de la
penetración del volante en el habitáculo del pasajero o bien como
consecuencia de fuerzas de resistencia intolerablemente altas del
volante en el coche de la parte superior del cuerpo o del cuerpo
contra el volante. Para el dimensionamiento del ajuste prensado
entre el cono y el tubo envolvente, con ello, la fuerza de rotura
máxima permitida es uno de los factores más importantes.
Con el dimensionamiento forzosamente limitado de
la unión por presión entre el cono y el tuvo envolvente también se
produce, sin embargo, automáticamente, una limitación de los
momentos de giro que se pueden transmitir como máximo entre el con
y el tubo envolvente por cierre de fuerza por fricción. Bajo
determinadas circunstancias, con un valor invariable de la fuerza
de rotura entre el cono y el tubo envolvente en la dirección
axial, sin embargo, es deseable poder transmitir mayores momentos
de giro entre el tubo envolvente y el cono. Esto es el caso
entonces, por ejemplo, cuando el tubo envolvente ha de ser usado
para la estabilización de torsión de otros grupos constructivos
dispuestos en el cono o bien en la columna de dirección
superior.
Otro caso en el que se da la transmisión de
elevados momentos de giro entre el tubo envolvente y el cono es el
empleo de una disposición de deformación de este tipo, por ejemplo,
en el árbol intermedio de dirección, haciéndose cargo entonces el
tubo envolvente tanto de la tarea de la deformación y la absorción
de energía en caso de un choque como de la tarea de la transmisión
del momento de giro para movimientos de dirección en el
funcionamiento normal del vehículo. Otro punto de vista referido a
la transmisión de momentos de giro mayores reside en la
utilización cada vez más habitual de servodirecciones eléctricas,
cuyo accionamiento habitualmente ya no está dispuesto en la región
del mecanismo de dirección, sino, por el contrario, en la región de
la columna de dirección superior. Gracias a ello ya no se ha de
transmitir sólo el momento de dirección aplicado por el conductor,
sino el momento de dirección en su conjunto de modo constante a lo
largo de la mayor parte de la cadena de dirección, lo que pone
igualmente unos requerimientos elevados a la rigidez a la torsión
de la unión entre el cono y el tubo envolvente.
Una disposición de deformación que garantiza la
transmisión de los momentos de giro se muestra en el documento DE
22 32 836 A (D1). Dos tubos unidos uno dentro de otro, estando el
tubo interior provisto de una pared más gruesa, están conformados
por medio de una unión por arrastre de forma de modo resistente a
la torsión entre ellos, y de este modo pueden transmitir momentos
de giro. La región de la unión por arrastre de forma entre los
tubos, que está conformada por medio de deformaciones de los tubos,
se encuentra distanciada de los extremos correspondientes de los
tubos en el interior de su extensión longitudinal. En un caso de
choque, el tubo interior se desplaza en el interior del tubo
exterior, de manera que tiene lugar un desplazamiento relativo de
los dos tubos. En este caso, se ensancha el tubo exterior. En este
caso representa una desventaja, en particular, que el recorrido de
desplazamiento relativo se haya de mantener, respectivamente, en el
tubo interior y exterior como espacio constructivo.
Con este transfondo, el objetivo de la presente
invención es crear una disposición de deformación con la que se
puedan superar las desventajas mencionadas. La disposición de
deformación, en este caso, ha de ser adecuada, en particular, para
la transmisión de momentos de giro elevados, sino que gracias a
ello se influya o se perjudique en los parámetros de la disposición
de deformación que determinan el comportamiento en caso de
choque.
Este objetivo se consigue por medio de una
disposición de deformación con las características de la
reivindica-
ción 1.
ción 1.
Las formas de realización preferidas son objeto
de las reivindicaciones secundarias. La disposición de deformación
según la presente invención presenta de modo conocido un tubo de
deformación que está conformado al menos en uno de sus extremos de
modo que se puede deformar de modo definido. La deformación se
puede realizar en este caso, por ejemplo, si bien de ningún modo de
manera excluyente, por medio de inversión, ensanchado y/o rasgado.
De un modo igualmente conocido, la disposición de deformación
presenta al menos un cono de deformación asignado al extremo
deformable del tubo de deformación, por medio de cuya introducción
en el tubo de deformación, en caso de choque, se ocasiona la
deformación del tubo de deformación. Para la transmisión de
momentos de giro, en este caso, el cono de deformación está
introducido a presión por medio de una unión no positiva,
parcialmente, en el extremo del tubo de deformación.
Según la invención, la disposición de
deformación se caracteriza, sin embargo, porque el cono de
deformación presenta al menos una elevación o entalladura dispuesta
fundamentalmente a lo largo de sus líneas generatrices. En este
caso, por medio de la elevación o la entalladura del tono los
bordes que discurren igualmente a lo largo de las líneas
generatrices se enganchan por arrastre de forma con los bordes de
acuñados correspondientes en forma o bien con los bordes de
entalladuras correspondientes en forma que están dispuestas en el
extremo del tubo de deformación, estando conformados los bordes de
la elevación dispuesta a lo largo de la línea generatriz del cono
de deformación como una cuchilla que separa el tubo de deformación
en caso de choque.
Esto significa, en primer lugar, que la unión
entre el tubo de deformación y el cono de deformación se da ahora
como combinación de un cierre no positivo y un cierre por arrastre
de fuerza, en la que, sin embargo, las características o parámetros
que determinan el cierre no positivo o el arrastre de fuerza se
pueden conformar o dimensionar independientemente entre ellas. En
particular, el cierre no positivo o ajuste prensado que sigue
siendo determinante para el comportamiento de choque entre el cono
de deformación y el tubo de deformación se puede ajustar ahora
totalmente independiente de la rigidez a la torsión deseada de la
unión entre el cono de deformación y el tubo de deformación, ya que
los momentos de giro elevados, que van más allá de las fuerzas que
se pueden transmitir mediante un cierre no positivo se pueden
transmitir sin más a través del arrastre de forma adicional
existente. Adicionalmente, por medio de los bordes que actúan como
cuchillas de la elevación dispuesta a lo largo de la línea
generatriz del cono de deformación se puede soportar la separación
controlada y la deformación del tubo de deformación en caso de
choque.
Para el núcleo de la invención no es decisivo
por medio de qué elementos del cono de deformación o del tubo de
deformación se conforman los bordes que se corresponden en forma
entre ellos de estas dos partes, en tanto que con ello se pueda
garantizar adicionalmente al cierre no positivo existente una
transmisión segura del momento de giro por medio de arrastre de
forma. Según una forma de realización preferida de la invención,
sin embrago, las elevaciones del cono de deformación están
conformadas por medio de una región en forma de tronco de pirámide
de n lados del cono de deformación. Esto significa que los bordes
correspondientes en forma a esto del tubo de deformación -en el
caso más sencillo al presionar el tubo de deformación sobre el cono
de deformación- se conforman gracias al hecho de que la región en
forma de tronco de pirámide del con de deformación conforme el tubo
de deformación, igualmente en forma de tronco de pirámide. Del
mismo modo, el extremo del tubo de deformación, sin embargo, ya
puede estar conformado previamente al montaje del tubo de
deformación y el cono de deformación en la parte interior de modo
correspondiente.
Esta forma de realización posee, junto a su
facilidad especialmente elevada, la ventaja adicional de que los
bordes o superficies conformados por medio de la región en forma de
tronco de pirámide del cono de deformación, además de su función
como elementos que transmiten los momentos de giro por arrastre de
forma, también actúan como cuchillas o superficies de guiado que
soportan la separación y la deformación o arrollado controlado del
tubo de deformación en caso de choque.
La acción del corte de la región conformada en
forma de tronco de pirámide del cono de deformación referida a la
transmisión del momento de giro y al control del comportamiento de
choque también se puede soportar, tal y como está previsto según
una forma de realización preferida de la invención, por medio de
los debilitamientos del material en forma de ranura dispuestos
longitudinalmente en el tubo de deformación, que sirven igualmente
para el desgarrado y la deformación controlada del tubo de
deformación, de modo efectivo. Por medio de variaciones del grosor
de la pared del tubo de deformación, y por medio de variaciones del
número y disposición de los debilitamientos del material se puede
adaptar en este caso el comportamiento de la disposición de
deformación en la región amplia a las cargas que se ha de
esperar.
Del mismo modo, sin embargo, también es posible
poner un tubo de deformación totalmente sin los debilitamientos de
material en forma de ranuras mencionados anteriormente, ya que los
bordes y la superficies de la región en forma de tronco de
pirámide, a diferencia del estado de la técnica, también se ocupan,
sin otras medidas, de un corte y una deformación controlada del
tubo de deformación en caso de choque.
Según otra forma de realización de la invención,
los bordes que se corresponden en forma con los bordes de las
elevaciones del cono de de deformación del tubo de deformación
están conformado por medio de incisiones cortas que discurren a lo
largo de líneas generatrices del tubo de deformación introducidas
en el extremo del tubo de deformación. Estas incisiones se
introducen antes del ensanchamiento de un extremo del tubo de
deformación, de manera que las incisiones, por medio del
ensanchamiento posterior del tubo de deformación, se convierten en
entalladuras en forma de "V", cada una de ellas con dos
bordes, en los que, a su vez, se pueden enganchar los bordes de
elevaciones correspondientes del cono de deformación.
Esto representa una ventaja, en particular, en
tanto que los bordes necesarios para la transmisión del momento de
giro del tubo de deformación se pueden generar de seta manera de un
modo extraordinariamente sencillo.
Según otra forma de realización preferida de la
invención, los bordes que sirven para transmitir el momento de giro
del tubo de deformación están conformados por medio de bridas
acodadas que apuntan hacia el interior del tubo de deformación, que
están dispuestas en la región de al menos un escote de la parte
terminal del tubo de deformación. En este caso, el escote puede
estar dispuesto o bien abierto en el extremo del tubo de
deformación, o bien también con un entorno cerrado en la región del
extremo del tubo de deformación. En particular, un escote cerrado
posee en este caso la ventaja de poder transmitir momentos de giro
especialmente elevados. Las bridas acodadas se enganchan en
entalladuras del cono de deformación correspondientes que se
corresponden en forma, gracias a lo cual, de nuevo, se hace posible
la transmisión del momento de giro entre el tubo de deformación y
el cono de deformación. Junto a los bordes que discurren
fundamentalmente en la dirección longitudinal del tubo de
deformación, que sirven para la transmisión del momento de giro,
las bridas acodadas, sin embargo, también pueden presentar otros
bordes que discurren, por ejemplo, en la dirección de contorno del
tubo de deformación. De este modo, la fijación del cono de
deformación se puede asegurar en el tubo de deformación,
adicionalmente, contra una extracción indeseada del cono de
deformación del tubo de deformación en la dirección axial.
Para el control adicional, especialmente exacto
de la deformación del tubo de deformación en caso de choque, el
cono de deformación, tal y como está previsto según otra forma de
realización preferida de la invención, puede comprender una región
de la sección transversal que se extiende en forma de trompeta o de
toro. Por medio de la evolución en forma de trompeta o de toro de
la superficie del cono de deformación se puede conseguir que el
tubo de deformación separado en un caso de choque por medio de los
bordes o de los cortes del cono de deformación en la tira
longitudinal se conforme de modo controlado de tal manera que las
tiras se arrollen para formar espirales comparativamente estrechas.
Gracias a ello, por medio de la deformación del tubo de deformación
se puede dimensionar la energía mecánica disipada de modo exacto,
además, el arrollado controlado de las tiras separadas del tubo de
deformación evita que se originen peligros por medio del movimiento
rápido de las tiras de metal de bordes cortantes.
El cono de deformación, adicionalmente, tal y
como está previsto según otra forma de realización de la
invención, también puede comprender un asiendo del rodamiento para
el alojamiento de un apoyo para el árbol de dirección. Esto hace
posible, por un lado, una reducción del número de componentes
necesario en la región de la columna de dirección. Por otro lado,
de este modo, las fuerzas elevadas que se originan en caso de
choque, por ejemplo por medio del choque de la parte superior del
cuerpo contra el volante, se pueden conducir directamente en el
cono de deformación, donde se hacen inocuas por medio de la
deformación del tubo de deformación.
La disposición de deformación según la presente
invención se puede emplear junto a la aplicación en la parte
superior de la columna de dirección, adicionalmente también, por
ejemplo, en el árbol intermedio de dirección. Para ello, según otra
forma de realización de la invención está previsto que el cono de
deformación comprenda una horquilla de una articulación cardán del
árbol de dirección. Esto significa, con otras palabras, que tanto
el tubo de deformación como el cono de deformación, de este modo,
cumplen con una función doble, sirviendo tanto para la absorción de
la energía en caso de choque como, al mismo tiempo, como elementos
que transmiten los momentos de giro en la columna de dirección,
para el funcionamiento normal de la dirección.
El dispositivo de deformación conforme a la
invención se puede emplear con una función doble similar, también,
adicionalmente, en la parte superior de la cadena de dirección.
Para ello, según otra forma de realización de la invención está
previsto que el cono de deformación sea parte del volante o bien
que esté unido de modo resistente a la torsión con el volante. En
este caso, el tubo de deformación conforma al mismo tiempo la parte
superior del árbol de dirección.
De este modo se puede pensar, incluso, en
renunciar al árbol de dirección superior telescópico que hasta
ahora era necesario en todo momento, extremadamente caro, ya que
su tarea de la transmisión de momentos de giro se puede realizar
ahora igualmente por medio del tubo de deformación.
Para mejorar la capacidad para la transmisión de
momentos de giro elevados, o bien de la separación controlada del
tubo de deformación, en un caso de choque, en tiras individuales,
según otra forma de realización de la invención está previsto que
las elevaciones del cono de deformación, cuyos bordes están
enganchados con el tubo de deformación, comprendan piezas
adicionales con bordes que discurren fundamentalmente en la
dirección radial del cono. Estas piezas adicionales pueden estar,
por ejemplo, si bien de ningún modo de manera exclusiva, en forma
de prolongaciones cilíndricas o prismáticas que se elevan
fundamentalmente en la dirección radial en la base de la superficie
del cono de deformación en forma de trompeta o en forma de toro.
Gracias a ello se consigue, en particular, una protección contra
torsión extremadamente efectiva entre el cono de deformación y el
tubo de deformación.
Las elevaciones del cono de deformación también
pueden estar, sin embargo, en forma de piezas adicionales con
cuchillas que discurren fundamentalmente en la dirección radial del
cono, que están dispuestas en la base de la superficie en forma de
trompeta o en forma de toro del cono de deformación. Gracias a ello
se pueden transmitir, así mismo, elevados momentos de giro, además,
sin embargo, en un caso de choque se soporte de un modo
extraordinariamente efectivo la separación controlada del tubo de
deformación en tiras individuales por medio de esta conformación
del cono de deformación.
A continuación se explica con más detalle la
invención a partir únicamente de dibujos que representan los
ejemplos de realización. Se muestra:
Figura 1 en una representación esquemática, una
primera forma de realización de una disposición de deformación
según la presente invención;
Figura 2 en una representación correspondiente a
la figura 1, el cono de deformación de la disposición de deformación
según la Figura 1;
Figura 3 otra forma de realización de una
disposición de deformación según la presente invención;
Figura 4 la disposición de deformación según la
Figura 3 en una vista ampliada;
Figura 5 una disposición de deformación para un
árbol intermedio de dirección;
Figura 6 la disposición de deformación según la
Figura 5 en una vista ampliada;
Figuras 7-9 otra forma de
realización de una disposición de deformación para un árbol
intermedio de dirección en diferentes vistas;
Figura 10 una tercera forma de realización de
una disposición de deformación para un árbol intermedio de
dirección; y
Figura 11 partes de la disposición de
deformación según la Figura 10 en una vista ampliada.
En la Figura 1 está representada una primera
forma de realización de una disposición de deformación conforme a
la invención en una vista en perspectiva. Se reconoce en primer
lugar un cono de deformación 1, así como un tubo de deformación 2.
el tubo de deformación 2 está comprimido en este caso en el cono de
deformación 2, gracias a lo cual la región 3 en forma de tronco de
pirámide visible sólo parcialmente en la Figura 1 del cono de
deformación 1 está introducido ampliando el extremo de la parte del
cono del tuco de deformación 2 en el tubo de deformación 2. Por
medio de este ensanchamiento del tubo de deformación 2, el extremo
del tubo de deformación 2 recibe una conformación ligeramente en
forma de tulipa con debilitamientos del material en forma de bordes
acuñados en su parte interior, en particular, por medio de los
bordes de la región 3 en forma de tronco de pirámide, así como con
regiones aplanadas que se encuentran entre medio.
Los bordes o superficies conformados de esta
manera de modo que se corresponden en forma entre ellos del cono
de deformación 1 y el tubo de deformación 2 sirven para la
transmisión segura también de momentos de giro elevados, que pueden
ir mucho más allá de los momentos de giro que sólo se pueden
transmitir por medio de ajuste prensado. Este tipo de momentos de
giro elevados se pueden originar en el caso de la forma de
realización mostrada en las Figuras 1 y 2 de la disposición de
deformación, por ejemplo, gracias al hecho de que en caso de un
accidente, una rodilla del conductor haga impacto desde abajo
contra el salpicadero, y de este modo ejerza una carga de momento
de giro elevada sobre el cono de deformación 1 unido con la
estructura del salpicadero. Para la unión de la estructura del
salpicadero, el cono de deformación aquí mostrado presenta
entalladuras 4 en forma de prisma, que se pueden enganchar, por
ejemplo, en salientes correspondientes en forma, por ejemplo barras
redondas, en el salpicadero.
Del mismo modo se puede ver en la Figura 1 un
saliente del árbol de dirección 5 en la parte del cono de
deformación 1 opuesta al tubo de deformación. En este caso se une,
por ejemplo, el volante con el árbol de dirección 5. El soporte
superior del árbol de dirección 5, en este caso, está integrado en
el cono de deformación 1, lo que no está representado, sin embargo,
en la Figura 1 y 2.
La Figura 2 muestra el cono de deformación 1 de
la disposición de deformación según la Figura 1, en el que en la
Figura 2 el tubo de deformación 2 ha sido retirado para poder ser
mejor reconocido de la forma y estructura del cono de deformación
1. Se reconoce, en particular, la región de contacto entre el cono
de deformación 1 y el cono de deformación 2 compuesta por una
región 6 cilíndrica y una región 3 en forma de tronco de pirámide
que se conecta a la región 6 cilíndrica. Al montar el cono de
deformación 1 y el cono de deformación 2 se introduce la región 6
cilíndrica en su totalidad y la región 3 en forma de tronco de
pirámide, parcialmente, en el tubo de deformación 2.
En este caso, entre el diámetro exterior de la
región 6 cilíndrica del cono de deformación 1 y el diámetro
interior del tubo de deformación 2 se conforma un ajuste prensado,
que en primer lugar se ocupa de un anclaje estable entre el cono de
deformación 1 y el tubo de deformación 2. Los momentos de giro
mayores, tal y como se pueden producir, por ejemplo, en un choque
de un vehículo o también en el caso de cargas a modo de golpe en la
región de la palanca de la columna de dirección, se pueden
absorber, sin embargo, por medio de una combinación formada por el
cierre no positivo en la región 6 cilíndrica del cono de deformación
1 y el arrastre de forma en la región 3 en forma de tronco de
pirámide del cono de deformación 1, conjuntamente con las regiones
correspondientes del tubo de deformación 2.
A partir de las figuras 1 y 2 se deriva
adicionalmente la forma 7 en forma de trompeta o en forma de toro
de la región exterior del cono de deformación 1. En un caso de
choque, el tubo de deformación 2 y el cono de deformación 1 se
desplazan uno contra otro por medio de las fuerzas que se producen.
Gracias a ello, el tubo de deformación 2 se desplaza a la región 3
en forma de tronco de pirámide, gracias a lo cual en primer lugar
se ensancha adicionalmente. A medida que aumentan las fuerzas, el
tubo de deformación 2 dimensionado de modo correspondiente en la
región de los bordes de la región 3 en forma de tronco de pirámide
del cono de deformación desgarra en la dirección longitudinal del
tubo, y se separa de esta manera en tiras longitudinales
individuales. Estas tiras individuales son desviadas al avanzar la
introducción del tubo de deformación 2 en el cono de deformación 1
por medio de la forma 7 que imite la parte interior de un toro del
cono de deformación 1 de modo radial hacia el exterior, y
finalmente se arrolla en espirales individuales. Gracias a ello se
hace posible una reducción de la energía segura y controlada,
especialmente bien definible, en caso de choque.
Las Figuras 3 y 4 muestran otra forma de
realización de una disposición de deformación según la presente
invención. Se reconoce en primer lugar el cono de deformación 1 que
se puede unir, por ejemplo, con piezas adicionales del salpicadero,
así como el tubo de deformación 2 presionado en una prolongación
cilíndrica del cono de deformación 1. En particular, de la
representación aumentada de la Figura 4 se desprende cómo están
conformados los bordes 8 y 9 correspondientes en forma del cono de
deformación 1 y del cono de deformación 2, y de qué manera estos
bordes 8 y 9, conformando una unión resistente a la torsión, se
enganchan entre ellos o bien están en contacto entre ellos.
Por lo que a esto se refiere, en primer lugar se
reconocen entalladuras dispuestas en la región terminal del tubo
de deformación 2 en forma de incisiones 10. Por medio de estas
incisiones se crea un número de bridas 11, 12, que están asignadas,
respectivamente, a diferentes regiones 13, 14 del cono de
deformación 1. De este modo, al introducir a presión el cono de
deformación 1 en el extremo del tubo de deformación 2, las bridas
11 se ponen en contacto con regiones 13 correspondientes a modo de
rampa del cono de deformación 1, gracias a lo cual estas bridas 11,
de modo correspondiente a las regiones 13 a modo de rampas, se
doblan hacia fuera y se ensanchan en forma de embudo. El resto de
bridas 12 dispuestas entre las bridas 11 curvadas hacia el exterior
mantienen, sin embargo, su orientación original, y se ponen en
contacto con entalladuras o concavidades longitudinales
correspondientes de la región en forma de embudo del cono de
deformación 1, que están dispuestas, respectivamente, entre dos
regiones 13 en forma de rampa, o bien entre dos bordes 8.
Esto significa, con otras palabras, que las
bridas 11, 12, conformadas en el extremo del tubo de deformación 2
se curvan alternativamente hacia el exterior o bien permanecen si
ser deformadas, gracias a lo cual se liberan los bordes
longitudinales 9 de estas bridas 11, 12. Los bordes 9 de las bridas
12 que no están deformadas conforman entonces con los bordes 8
dispuestos en el cono de deformación 1, cuya distancia entre ellos
se corresponde con la anchura de las bridas 12, la unión
resistente a la torsión por arrastre de forma entre el cono de
deformación 1 y el tubo de deformación 2.
De modo similar a la forma de realización
mostrada en la Figura 1 y 2, el cono de deformación 1 de la forma
de realización según la Figura 3 y 4 presenta igualmente una
evolución fundamentalmente en forma de trompeta o en forma de toro
en la región exterior. Ésta se disuelve en la forma de realización
según la Figura 3 y 4, sin embargo, en regiones de superficie
individuales, siendo las regiones 14 responsables de la deformación
de las bridas 11 ya preformadas del tubo de deformación 2 y siendo
las rampas 15 responsables de la deformación de las bridas 12 que
en primer lugar todavía estaban rectas del tubo de deformación.
En las Figuras 5 y 6 está representada una forma
de realización de una disposición de deformación según la presente
invención, que está indicada, en particular, para el empleo en la
región de un árbol intermedio de dirección. Se reconoce el árbol
intermedio de dirección limitado por medio de dos articulaciones
cardán 16, 17, que conforma al mismo tiempo el tubo de deformación
2, conectándose en la articulación cardán 16 izquierda referida al
dibujo, por ejemplo, el mecanismo de dirección, y en la
articulación cardán 17 derecha referida al dibujo, por ejemplo, la
columna de dirección superior.
Adicionalmente, en las Figuras 5 y 6 se reconoce
el cono de deformación 1 juntado con una horquilla de articulación
18 de la articulación cardán 17 para formar una unidad, que a su
vez está introducido a presión con una región 19 fundamentalmente
cilíndrica en el extremo del tubo de deformación 2 que conforma al
mismo tiempo el árbol intermedio de dirección. Para la transmisión
de momentos de giro elevados, a los que, en este caso, también
pueden pertenecer, en particular, momentos de dirección, el extremo
de la parte del cono del árbol intermedio de dirección se divide en
un gran número de bridas 11, 12 que discurren en la dirección
longitudinal del árbol intermedio de dirección.
Los bordes 9 de estas bridas 11, 12 se enganchan
en los bordes 8 correspondientes en forma en el cono de
deformación 1, que están conformados por medio de una estructura 20
con forma de escalera o de rectángulo en la sección transversal a
partir de elevaciones y concavidades en el cono de deformación 1.
De este modo se puede garantizar la transmisión de momentos de giro
elevados, mientras que la estructura de las bridas 11, 12 del tubo
de deformación 2 y los bordes 8 asignados del cono de deformación 1
se ocupan al mismo tiempo de una deformación segura y definida y de
una separación del tubo de deformación 2 en caso de choque.
En lugar, o adicionalmente a los bordes 8
conformados por medio de la estructura 20 en forma de escaleras o
de rectángulo del cono de deformación 1, el cono de deformación 1
también puede comprender en la base de la región en forma de
trompeta o bien en la región de solape, piezas adicionales o
elevaciones 28 dispuestas con las bridas 11, 12 del tubo de
deformación 2, representadas aquí con una línea a trazos, que
adicionalmente pueden estar equipadas con cuchillas 29. Por medio
del enganche de bordes o cuchillas 29 de este tipo de piezas
adicionales 29 que discurren fundamentalmente en la dirección
radial, se puede transmitir tanto un momento de giro elevado, como
soportar especialmente bien la separación controlada del tubo de
deformación 2 en caso de choque.
Las Figuras 7 a 9 muestran en diferentes vistas
otra forma de realización de una disposición de deformación
compuesta por un cono de deformación 1 y un tubo de deformación 2.
En esta forma de realización se ha prescindido de una gran parte de
la región en forma de trompeta del cono de deformación 1, por medio
de lo cual en este caso fundamentalmente sólo el borde de
limitación 21 circular entre la horquilla de articulación 18 y la
región 19 cilíndrica del cono de deformación 1, al igual de los
talones de la horquilla de articulación 18 que se conecta a
continuación son responsables para el ensanchamiento y deformación
del tubo de deformación 2 en el caso de choque. Este ensanchamiento
y deformación del tubo de deformación 2 se soporta por medio de las
entalladuras 22 en forma de ranura en el extremo del tubo de
deformación 2.
En la forma de realización representada en las
Figuras 7 a 9, la tarea de la transmisión de momentos de giro
elevados se realiza por medio de una combinación de bridas 23
acodadas con contornos 24 correspondientes en forma a los bordes de
estas bridas en la parte cilíndrica del cono de deformación 1. Las
bridas 23 acodadas del tubo de deformación 2 están dispuestas en el
contorno interior de escotes 25 en la región del extremo del tubo
de deformación 2. Los contornos 24 que se corresponden con los
bordes de estas bridas 23 en forma en el cono de deformación 1 se
conforman por medio de elevaciones 24 pequeñas, aproximadamente en
forma de paralelepípedo, que por su lado, a su vez, están
dispuestas en entalladuras, en la región 19 cilíndrica del cono de
deformación 1.
Esta forma de realización une la ventaja de una
conformación extremadamente sencilla, y con eso barata, con la
posibilidad adicional de una seguridad contra una extracción axial
del cono de deformación 1 o bien de la horquilla de articulación 18
del extremo del tubo de deformación 2 o bien del árbol intermedio
de dirección. Para ello, el cono de deformación 1 o bien la
horquilla de articulación 18 presenta en su región cilíndrica
adicionalmente, elevaciones o bordes 26 que discurren en la
dirección de contorno, que están enganchados por arrastre de forma
con otros bordes del tubo de deformación 2, conformados igualmente
por medio de las acuñaciones en forma de bridas 23 acodadas.
Esto significa, con otras palabras, que el cono
de deformación 1 o la horquilla de articulación 18, así como el
tubo de deformación 2 o el árbol intermedio de dirección, en esta
forma de realización, se pueden montar fundamentalmente por medio
de una unión de presión y conexión rápida combinada. En este caso,
esta unidad de presión y conexión rápida combinada une de modo
ventajoso y de modo ahorrador las tareas de la transmisión de
momentos de giro elevados y la disipación de energía mecánica en el
caso de choque.
Las Figuras 10 y 11 muestran otra forma de
realización de una disposición de deformación. Se reconoce en
primer lugar el cono de deformación 1 realizado como horquilla 18
de una articulación cardán, en particular para el árbol intermedio
de dirección 2, así como un tubo de deformación 2, que está
comprimido con una pieza adicional de la horquilla de articulación
18 o del cono de deformación 1 fundamentalmente cilíndrica.
La unión por arrastre de forma que también se da
en esta forma de realización relativa a la torsión entre la
horquilla de articulación 18 y el árbol intermedio de dirección 2
se conforma de nuevo por medio de la acción conjunta de los bordes
9 conformados como cuchillas de entalladuras 10 cortas en la parte
del extremo del tubo en forma de incisiones en el árbol intermedio
de dirección 2, así como por contrabordes o superficies de tope 8
asignados a estos bordes 9 en la horquilla de articulación 18. Los
bordes 9 de las secciones 10 en el tubo de deformación 2 están
liberados de nuevo para la finalidad del enganche por medio de la
horquilla de articulación 18 gracias al hecho de que las bridas 11,
12 definidas por medio de dos incisiones 10 contiguas están
acodadas (11) hacia el exterior de modo alternativo en el extremo
del árbol intermedio de dirección 2, o bien no se deforman
(12).
La acción ensanchada de la horquilla de
articulación 18 como cono de deformación 1 que se produce en el
caso de un choque también se realiza en esta forma de realización
por medio de los dos talones exteriores oblicuos de la horquilla de
articulación 18. En el caso de choque, la horquilla de articulación
18 y el árbol intermedio de dirección 2 se desplazan aproximándolos
entre ellos, y el extremo de la parte de la articulación del árbol
intermedio de dirección 2 se ensancha en primer lugar por medio de
los talones de la horquilla de articulación 18, y finalmente se
desgarra en cuatro tiras individuales.
Para soportar la deformación y el desgarro
definido y controlado del árbol intermedio de dirección 2 en el
caso de choque, el árbol intermedio de dirección 2 presenta en la
parte interior del tubo debilitaciones del material 27 a modo de
ranuras que discurren en la dirección longitudinal, que desembocan
en la base de las secciones 10 de la parte del extremo del tubo del
árbol intermedio de dirección 2.
Según lo dicho, como resultado se pone de
manifiesto que gracias a la invención se puede simplificar la
construcción de disposiciones de deformación, en particular para
cadenas de dirección de automóviles, de un modo fundamental. En
este caso se puede aumentar considerablemente al mismo tiempo tanto
la seguridad de las cadenas de dirección equipadas de esta manera
en el funcionamiento como también la capacidad de reproducción del
comportamiento de la cadena de dirección en el caso de choque,
pudiendo ser la disposición de deformación conforme a la invención,
al mismo tiempo un elemento de la cadena de dirección que consume
energía y que transmite momento de giro. A pesar de la mejora de la
calidad posibilitada por medio de la invención en el producto,
gracias a la invención se consiguen al mismo tiempo simplificaciones
considerables y ahorros de costes en la fabricación de cadenas de
dirección para automóviles.
- 1
- Cono de deformación
- 2
- Tubo de deformación
- 3
- Región en forma de tronco de pirámide
- 4
- Entalladuras en forma de prisma
- 5
- Árbol de dirección
- 6
- Región cilíndrica
- 7
- Forma de trompeta o de toro
- 8
- Borde
- 9
- Borde
- 10
- Entalladura
- 11
- Brida
- 12
- Brida
- 13
- Región
- 14
- Región
- 15
- Rampas
- 16
- Articulación cardán
- 17
- Articulación cardán
- 18
- Horquilla de articulación
- 19
- Región cilíndrica
- 20
- Estructura en forma rectangular
- 21
- Borde de limitación
- 22
- Entalladura en forma de ranura
- 23
- Acuñación
- 24
- Elevación
- 25
- Acuñación
- 26
- Bordes
- 27
- Entalladura (debilitamiento del material)
- 28
- Elevación
- 29
- Cuchilla
Claims (11)
1. Disposición de deformación, en particular
para la columna de dirección de un automóvil, comprendiendo la
disposición de deformación un tubo de deformación (2) deformable
definido al menos en un extremo, así como un cono de deformación
(1) asignado al extremo deformable del tubo de deformación (2),
estando introducido a presión el cono de deformación (1)
parcialmente en el extremo del tubo de deformación (2) por medio de
una unión no positiva, caracterizada porque el cono de
deformación (1) presenta al menos una elevación (13, 28) o
entalladura dispuesta fundamentalmente a lo largo de sus líneas
generatrices, cuyos bordes (8) se enganchan con bordes (9) de al
menos de una acuñación (23, 25) correspondiente en forma con la
elevación del cono o la entalladura del cono, o bien con la
entalladura (10) correspondiente en forma con la elevación del cono
o la entalladura del cono en el extremo de la parte del cono del
tubo de deformación (2) en una unión por arrastre de forma, en la
que los bordes (8) de la elevación (13, 28) dispuesta a lo largo de
la línea generatriz del cono de deformación (1) están conformados
como una cuchilla que separa el tubo de deformación (2) en el caso
de choque.
2. Disposición de deformación según la
reivindicación 1, caracterizada porque las elevaciones del
cono de deformación (1) están conformadas por medio de una región
(3) en forma de tronco de pirámide del cono de deformación (1).
3. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los bordes (9)
del tubo de deformación (2) que se corresponden en forma con los
bordes (8) de las elevaciones (13) del cono de deformación (1) están
conformados por medio de entalladuras (27) en forma de ranuras
dispuestas en el contorno interior del tubo de deformación (2) en
la dirección longitudinal.
4. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 3, caracterizada porque los bordes (9) del
tubo de deformación (2) que se corresponden en forma con los
bordes (8) de las elevaciones (13) del cono de deformación (1)
están conformados por medio de incisiones (10) cortas en el tubo de
deformación (2) introducidas antes de un ensanchamiento en la parte
del extremo en el tubo de deformación (2), que discurren a lo largo
de líneas generatrices del tubo de deformación (2).
5. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 4, caracterizada porque los bordes (9) del
tubo de deformación (2) que se corresponden en forma con los
bordes (8) de las elevaciones (13) o de las entalladuras del cono
de deformación están conformados por medio de bridas (23) acodadas
en la región de al menos un escote (25) de la parte del extremo del
tubo de deformación (2).
6. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 5, caracterizada porque el cono de
deformación (1) presenta una forma (7) que se extiende en forma de
trompeta o de toro para el control exacto de la deformación del
tubo de deformación (2).
7. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 6, caracterizada porque el cono de
deformación (1) comprende un asiento de rodamiento para el
alojamiento de un apoyo para un árbol de dirección (5).
8. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 7, caracterizada porque el cono de
deformación (1) comprende una horquilla de articulación (18) de una
articulación (16, 17) cardán del árbol de dirección.
9. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 8, caracterizada porque el cono de
deformación (1) es parte del volante o bien está unido de modo
resistente a la torsión con el volante, conformando el tubo de
deformación (2) una parte de un árbol de articulación.
10. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 9, caracterizada porque las elevaciones
del cono de deformación (1) comprenden elevaciones o piezas
adicionales (28) con bordes que discurren fundamentalmente en la
dirección radial del cono.
11. Disposición de deformación según la
reivindicación 1 a 9, caracterizada porque las elevaciones
del cono de deformación (1) comprenden piezas adicionales (28) con
regiones (19) en forma de cuchilla que discurren fundamentalmente
en la dirección radial del cono.
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