ES2396576T3 - Columna de dirección para un vehículo de motor - Google Patents
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Abstract
Columna de dirección para un vehículo de motor, ajustable al menos en su dirección longitudinal (6), quecomprende una unidad de soporte (1) que se puede unir al chasis del vehículo de motor, una unidad de ajuste (4)dispuesta entre caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1), y un mecanismo de sujeción (5) que al estarabierto permite ajustar la unidad de ajuste (4) respecto a la unidad de soporte (1) al menos en la direcciónlongitudinal (6) de la columna de dirección y que al estar cerrado queda fijada la posición ajustada de la unidad deajuste (4) respecto a la unidad de soporte (1), y comprende un perno de sujeción (12) que pasa a través de orificiosmecanismo de sujeción (5), estando presente al menos una pieza de fijación (23), dispuesta entre las caras laterales(8, 9) de la unidad de soporte (1) y ajustada mediante el giro del perno de sujeción (12) al abrirse y cerrarse elmecanismo de sujeción (5), que en el estado cerrado del mecanismo de sujeción (5) engrana en una contrapieza defijación (26) unida a la unidad de ajuste (4) o engrana en la contrapieza de fijación (26) al menos al desplazarse launidad de ajuste (4) en caso de una colisión de vehículo y que en el estado abierto del mecanismo de sujeción (5)queda distanciada de la contrapieza de fijación (26), caracterizada por que la contrapieza de fijación (26) seencuentra dispuesta en una pared (27) de la unidad de ajuste (4) situada en paralelo al eje del perno de sujeción(12) o se forma mediante ésta y la contrapieza de fijación (26) se puede desplazar respecto a la unidad de ajuste (4)con consumo de energía en caso de una colisión de vehículo
Description
Columna de dirección para un vehículo de motor
5 [0001] La invención se refiere a una columna de dirección para un vehículo de motor, ajustable al menos en su dirección longitudinal, que comprende una unidad de soporte que se puede unir al chasis del vehículo de motor, una unidad de ajuste dispuesta entre caras laterales de la unidad de soporte y un mecanismo de sujeción que al estar abierto permite ajustar la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte al menos en la dirección longitudinal de la columna de dirección y que al estar cerrado queda fijada la posición ajustada de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte, y comprende un perno de sujeción que pasa a través de orificios en las caras laterales de la unidad de soporte y gira alrededor de su eje al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción, estando presente al menos una pieza de fijación, dispuesta entre las caras laterales de la unidad de soporte y ajustada mediante el giro del perno de sujeción al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción, que en el estado cerrado del mecanismo de sujeción engrana en una contrapieza de fijación unida a la unidad de ajuste o engrana en la contrapieza de fijación al
15 menos al desplazarse la unidad de ajuste en caso de una colisión de vehículo y que en el estado abierto del mecanismo de sujeción queda distanciada de la contrapieza de fijación.
[0002] Las columnas de dirección ajustables sirven para adaptar la posición del volante a la posición del asiento del conductor y son conocidas en diferentes formas de realización. Además de las columnas de dirección ajustables, que se pueden ajustar sólo en dirección longitudinal o en dirección vertical y dirección de inclinación, son conocidas las columnas de dirección ajustables tanto en dirección longitudinal como en dirección vertical y en dirección de inclinación. Este tipo de columna de dirección ajustable es conocida, por ejemplo, por el documento EP O 802 104 A1. En el estado abierto del mecanismo de sujeción, una unidad de ajuste, que apoya de manera giratoria el husillo de dirección, se puede ajustar respecto a una unidad de soporte fijada en el chasis tanto en dirección de un ajuste
25 longitudinal como en dirección de un ajuste vertical o un ajuste de inclinación de la columna de dirección. A fin de aumentar las fuerzas de retención en estado cerrado del mecanismo de sujeción, el mecanismo de sujeción comprende paquetes de láminas que se cruzan e interactúan en forma de un acoplamiento de láminas.
[0003] En el caso de las columnas de dirección ajustables ya se han propuesto distintos dispositivos para generar una fuerza de retención adicional contra un desplazamiento de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte al producirse una colisión de vehículo e impedir así un ajuste descontrolado de la columna de dirección, lo que posibilita además una absorción controlada de la energía por parte de un dispositivo de absorción de energía de la columna de dirección. Tal dispositivo de absorción de energía consiste, por ejemplo, en que la unidad de soporte tiene una configuración en forma de corredera que está montada de manera desplazable en una unidad de chasis
35 situada fijamente en el chasis de vehículo, estando configurado un dispositivo de absorción de energía, por ejemplo, una tira flexible, entre la unidad de chasis y la unidad de soporte.
[0004] Una configuración de este tipo es conocida por el documento W02006042604. Aqui se presenta una columna de dirección ajustable, en la que para el consumo de energía durante el desplazamiento de la pieza de retención, que apoya de manera giratoria el husillo de dirección, respecto a la consola fijada en el vehículo está prevista una lengüeta flexible, doblada en U, que en caso de colisión produce una absorción de energía debido a la flexión y debido a una rotura adicional de muescas previstas a lo largo de ésta. No obstante, para absorber realmente la energía con este dispositivo hay que garantizar que la columna de dirección ajustable no se desplace en el marco del intervalo de ajuste posible. Con este fin, el dispositivo de fijación, que bloquea la posición deseada
45 después de un ajuste, debe tener un diseño correspondiente. Según el documento W02006042604 está previsto para esto un dispositivo de bloqueo adicional contra colisión. A este respecto, está prevista una cuña de apriete que se inserta en un espacio vacío entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte en caso de colisión. La cuña de apriete está unida al perno de sujeción o a una pieza que se mueve a la vez axial mente con éste y se desplaza axialmente junto con el perno de sujeción al cerrarse el mecanismo de sujeción, de manera que una superficie de contacto de la cuña de apriete se apoya en una superficie de contacto de la unidad de ajuste para arrastrar la cuña de apriete al iniciarse el desplazamiento de la unidad de ajuste con ésta en caso de colisión.
[0005] Por el documento DE 10 2005 052 123 B3 es conocido también un dispositivo de absorción de energia para absorber la energía en caso de colisión, en el que un elemento de bloqueo, que está situado en la unidad de ajuste y
55 en el que está engranado un contraelemento de bloqueo en el estado cerrado del dispositivo de fijación que sirve para fijar la posición ajustada de la columna de dirección, se encuentra unido a la unidad de soporte de tal modo que en caso de colisión se puede desplazar respecto a la unidad de ajuste en dirección longitudinal de la columna de dirección con absorción de energía. Por el documento EP 1 464560 A2 es conocido otro elemento de bloqueo de un dispositivo de fijación, que se puede desplazar respecto a la unidad de ajuste con absorción de energía.
[0006] Por el documento US 6.139.057 A es conocida una columna de dirección ajustable del tipo mencionado al inicio. Sobre el perno de sujeción está dispuesta una pieza de fijación que gira como resultado del giro del perno de sujeción al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción, actuando un muelle entre el perno de sujeción y la pieza de fijación. En el estado cerrado del mecanismo de sujeción, un dentado de la pieza de fijación engrana en un dentado 65 de una contrapieza de fijación que se forma mediante un marco soldado en el lado interior de una cara lateral de la unidad de ajuste. El dentado de la pieza de fijación está levantado del dentado de la contrapieza de fijación en el
estado abierto del mecanismo de sujeción. Mediante este dispositivo se aplica una fuerza de retención adicional contra un ajuste longitudinal de la columna de dirección en caso de una colisión de vehículo. Contra el ajuste vertical
o ajuste de inclinación en caso de una colisión de vehículo se dispone de un dispositivo que actúa de manera análoga. El dispositivo conocido por este documento aumenta el espacio constructivo necesario para la columna de
5 dirección y los dientes de los dentados cooperantes pueden estar configurados sólo con una anchura relativamente pequeña, lo que limita la fuerza de retención adicional del dispositivo de bloqueo contra colisión.
[0007] Por el documento US 2006/009 0586 A1 es conocido un dispositivo de retención contra colisión que funciona de manera similar y actúa sólo contra un ajuste de la columna de dirección en dirección vertical o en dirección de inclinación.
[0008] El documento GB 2291840 A da a conocer una columna de dirección del tipo mencionado al inicio, en la que la contrapieza de fijación se encuentra fijada firmemente en la unidad de ajuste.
15 [0009] Es objetivo de la invención proporcionar una columna de dirección del tipo mencionado al inicio que posibilite un engranaje fiable de la unidad de fijación en la contrapieza de fijación en caso de colisión en una configuración con un espacio constructivo relativamente pequeño. Esto se consigue según la invención mediante una columna de dirección con las características de la reivindicación 1.
[0010] El hecho de que la contrapieza de fijación se encuentre dispuesta en una pared de la unidad de ajuste situada en paralelo al eje del perno de sujeción, en particular en la pared lateral superior o inferior, o se forme mediante ésta, permite configurar, sin embargo, una anchura de engranaje relativamente grande entre la pieza de fijación y la contrapieza de fijación con una configuración de la columna de dirección que ahorra espacio. Al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción que contrarresta un ajuste de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte
25 en el estado cerrado, el perno de sujeción gira alrededor de su eje y con éste, la pieza de fijación dispuesta preferentemente sobre o junto al perno de sujeción. En el estado abierto, la pieza de fijación queda distanciada de la contrapieza de fijación, o sea, desengranada. En el estado cerrado del mecanismo de sujeción, la pieza de fijación se pone en contacto con la contrapieza de fijación preferentemente de manera elástica.
[0011] En una forma de realización preferida, la pieza de fijación engrana directamente por arrastre de forma en la contrapieza de fijación después de cerrarse el mecanismo de sujeción o la pieza de fijación está en contacto primero sólo por fricción con la contrapieza de fijación. En el último caso, sin embargo, la pieza de fijación se engrana por arrastre de forma con la contrapieza de fijación mediante el contacto elástico al iniciarse el desplazamiento de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte, como el que puede tener lugar al superarse la fuerza de retención
35 del mecanismo de sujeción, por ejemplo, en caso de una colisión de vehículo. Aquí se puede definir el valor máximo del posible desplazamiento hasta conseguirse el engranaje por arrastre de forma.
[0012] A tal efecto, en la contrapieza de fijación se disponen ventajosamente varios elementos de engranaje, en el caso más simple entalladuras, en las que puede engranar un elemento moldeado, por ejemplo, un resalto, de la pieza de fijación. La distancia de las entalladuras define el máximo recorrido de desplazamiento posible hasta el engranaje por arrastre de forma entre la pieza de fijación y la contrapieza de fijación.
[0013] En este sentido resulta ventajoso poder usar una pluralidad de posibilidades, conocidas en el estado de la técnica, para configurar el mecanismo de sujeción y apriete o el mecanismo de sujeción, con el que se enclava la
45 unidad de soporte respecto a la unidad de ajuste. El enclavamiento se puede llevar a cabo aquí tanto mediante cierre por arrastre de forma, por ejemplo, mediante un dentado, como mediante cierre por fricción. El mecanismo de sujeción se puede controlar también mediante la conocida combinación de disco de cuña y disco de leva o también mediante cuerpos de rodadura que ruedan a lo largo de vías predefinidas y permiten una tensión correspondiente del sistema de sujeción. Es decisiva la presencia de un perno de sujeción que está alineado en transversal a la dirección de desplazamiento de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte y que realiza un movimiento giratorio alrededor de su propio eje al cambiar de la posición, en la que es posible el desplazamiento de la unidad de soporte respecto a la unidad de ajuste, a la posición, en la que está bloqueado el desplazamiento de la unidad de soporte respecto a la unidad de ajuste. Este movimiento giratorio alrededor de su propio eje se aprovecha para llevar la pieza de fijación a la posición de servicio o para sacarla de la posición de servicio.
55 [0014] Según la invención está previsto que la contrapieza de fijación se pueda desplazar respecto a la unidad de ajuste con consumo de energía en caso de una colisión de vehículo, disponiéndose así de una unión, desplazable con absorción de energía, entre la contrapieza de fijación y la unidad de ajuste. La fuerza, que contrarresta el desplazamiento, es aquí mucho mayor, preferentemente mayor en más de un orden de magnitud, que la fuerza usual necesaria para el ajuste longitudinal de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte en el estado abierto del mecanismo de sujeción. Si la fuerza de retención del mecanismo de sujeción se supera en caso de colisión y sobre la contrapieza de fijación actúa una fuerza que supera la fuerza que contrarresta el desplazamiento de la contrapieza de fijación, se puede desplazar la contrapieza de fijación respecto a la unidad de ajuste con consumo de energía. Por consiguiente, la contrapieza de fijación y la unidad de ajuste son piezas por separado.
65 [0015] La unión, desplazable con absorción de energía, entre la contrapieza de fijación y la unidad de ajuste está
diseñada preferentemente de manera que las fuerzas, que contrarrestan un desplazamiento de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte fijada en el chasis o respecto al chasis de vehículo, están situadas en el intervalo de 500 N a 10000 N. Mediante estas fuerzas se superan también, dado el caso, otras fuerzas de retención del mecanismo de sujeción que actúan en particular como cierre por fricción. Si las fuerzas se encuentran en este orden
5 de magnitud, se minimiza el riesgo de lesión para el conductor. A este respecto, para la optimización se desean trayectorias de fuerza especiales predefinidas o ajustables en el recorrido de desplazamiento, que incluso en el caso ideal se puedan ajustar durante la colisión.
[0016] En una configuración ventajosa, la contrapieza de fijación está configurada como elemento de chapa doblado en U con dos brazos. El elemento de chapa está alineado en posición de montaje de manera que la sección curvada del elemento de chapa está dispuesta en dirección al conductor o al extremo del husillo de dirección situado en el lado del volante. Un primer brazo, identificado también como lengüeta, está configurado como tira de chapa y comprende varios elementos de engranaje. Un segundo brazo está unido a la unidad de ajuste, que apoya de manera giratoria directa o directamente el husillo de dirección, y presenta dos líneas de debilitamiento, por ejemplo, 15 muescas, que están situadas en paralelo entre sí y respecto al otro brazo y entre las que está formada una lengüeta de rotura. En caso de estar cerrado el sistema de sujeción y de producirse un desplazamiento de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte, la lengüeta se desplaza debido al cierre por arrastre de forma entre un elemento de engranaje y el elemento de cierre por arrastre de forma, de manera que se desplaza asimismo la sección curvada y la lengüeta de rotura se arranca del segundo brazo. La pluralidad de elementos de engranaje hace que la trayectoria de la fuerza y todo el recorrido disponible para el consumo de energía sean siempre iguales, independientemente de la posición ajustada de la unidad de ajuste respecto a la unidad de soporte. En vez de una lengüeta de rotura podría estar prevista también una simple lengüeta flexible o una combinación de ambas. Esta forma de realización preferida tiene una serie de ventajas. Así, por ejemplo, no se necesita un espacio constructivo adicional. En particular no hay que alargar el perno de sujeción ni construir la columna de dirección con una anchura mayor. Además, el engranaje
25 en el sistema de sujeción es mínimo y el montaje es simple. Con ayuda de esta realización se han combinado dos funciones. En el estado de la técnica, por ejemplo, en el documento W02006042604A1, está prevista una corredera entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte. A fin de ajustar cómodamente la columna de dirección, la unidad de ajuste se ajusta respecto a la corredera. Para una absorción controlada de la energía en caso de colisión, la corredera se desplaza respecto a la unidad de soporte con ayuda de medios de absorción de energía interconectados. En este sentido se ha de garantizar que durante la absorción de energía no tenga lugar un desplazamiento descontrolado de la unidad de ajuste respecto a la corredera. En la forma de realización de la invención, ambas funciones están combinadas en un elemento, el elemento de chapa doblado en U. Tampoco es necesaria una corredera, al menos para columnas de dirección ajustables simplemente en dirección longitudinal.
35 [0017] Una columna de dirección según la invención se puede ajustar sólo longitudinalmente o se puede ajustar también en dirección vertical o en dirección de inclinación de manera adicional al ajuste longitudinal. Con este fin, por ejemplo, el perno de sujeción puede pasar a través de orificios alargados en las caras laterales de la unidad de soporte, que se extienden en dirección del ajuste vertical o del ajuste de inclinación. Es posible que esté prevista una unidad intermedia, ajustable respecto a la unidad de soporte en dirección del ajuste vertical o del ajuste de inclinación, pudiéndose ajustar la unidad de ajuste respecto a la unidad intermedia en dirección longitudinal de la columna de dirección o del husillo de dirección. Este tipo de construcciones es conocido. En otra forma de realización, la unidad intermedia puede desaparecer y las caras laterales de la unidad de soporte pueden estar sujetadas directamente con la unidad de ajuste en el estado cerrado del mecanismo de sujeción, como ya es conocido también.
45 [0018] En una forma de realización posible, la unidad de soporte se fija firmemente en el chasis del vehículo de motor. En otra forma de realización, la unidad de soporte está sujetada en una unidad de chasis que se puede fijar a su vez firmemente en el chasis del vehículo de motor, no pudiéndose desplazar ésta respecto a la unidad de chasis durante el funcionamiento normal y pudiéndose desplazar respecto a la unidad de chasis en dirección del frontal del vehículo en caso de colisión (=al superarse un valor umbral de la fuerza activa). Con este fin pueden estar previstos ventajosamente medios de consumo de energía, por ejemplo, al menos una tira flexible, entre la unidad de soporte y la unidad de chasis. Este tipo de construcciones es conocido.
[0019] Otros detalles y ventajas de la invención se explican a continuación por medio de los dibujos adjuntos. 55 Muestran:
Fig. 1 un primer ejemplo de realización de una columna de dirección según la invención en vista inclinada;
Fig. 2 una vista inclinada de un perno de sujeción con la pieza de fijación dispuesta encima;
Fig. 3 una vista inclinada de la contrapieza de fijación;
Fig. 4 la pieza de fijación dispuesta sobre un perno de sujeción y engranada en la contrapieza de fijación;
Fig. 5 una parte de la columna de dirección en vista lateral, parcialmente en corte, en la posición de cierre de la
palanca de accionamiento;
Fig. 6 una vista en correspondencia con la figura 5, pero en la posición abierta de la palanca de accionamiento;
Fig. 7 una vista inclinada de una columna de dirección según un segundo ejemplo de realización de la
65 invención; Fig. 8a y b vistas inclinadas del perno de sujeción con la pieza de fijación según esta segunda forma de
realización de la invención;
Fig. 9 una vista inclinada de la contrapieza de fijación;
Fig. 10 la pieza de fijación dispuesta sobre el perno de sujeción y engranada en la contrapieza de fijación;
Fig. 11 Y 12 vistas laterales de partes de la columna de dirección según la segunda forma de realización,
5 parcialmente en corte, en la posición cerrada y la posición abierta de la palanca de accionamiento; Fig. 13 una parte de una vista inclinada de una columna de dirección según una tercera forma de realización, una parte de la unidad de ajuste separada para una mejor comprensión y la contrapieza de fijación cortada en el centro longitudinal; Fig. 14 una vista inclinada de una columna de dirección según una cuarta forma de realización; Fig. 15 una parte de una vista lateral de la columna de dirección según esta cuarta forma de realización, parcialmente en corte; Fig. 16 una vista en planta de la columna de dirección según la cuarta forma de realización; Fig. 17 una vista inclinada de una contrapieza de fijación según una forma de realización modificada; Fig. 18 una vista inclinada de una contrapieza de fijación según otra forma de realización modificada;
15 Fig. 19 una vista inclinada de una contrapieza de fijación según otra forma de realización modificada; y Fig. 20 una parte de una vista inclinada de una columna de dirección según una variante de la tercera forma de realización, una parte de la unidad de ajuste separada para una mejor comprensión y la contrapieza de fijación cortada en el centro longitudinal.
[0020] Un primer ejemplo de realización de una columna de dirección según la invención está representado en las figuras 1 a 6, y las figuras 2 y 4 muestran variantes del perno de sujeción 12 para este ejemplo de realización.
[0021] La columna de dirección comprende una unidad de soporte 1 que se puede fijar en el chasis de un vehículo de motor. Un husillo de dirección 2, en cuyo extremo 3 situado en el lado del volante se puede colocar un volante,
25 está apoyado de manera giratoria mediante una unidad de revestimiento o unidad de ajuste 4 que es soportada por la unidad de soporte 1. En el estado abierto de un mecanismo de sujeción 5, la columna de dirección se puede ajustar en su dirección longitudinal 6 (=dirección axial del husillo de dirección 2) yen dirección vertical o dirección de inclinación 7. En este sentido, la unidad de ajuste 4 se puede ajustar respecto a la unidad de soporte 1 en la dirección longitudinal 6 yen la dirección 7 del ajuste vertical o del ajuste de inclinación.
[0022] La unidad de ajuste 4 está dispuesta entre las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1, en los orificios 10, 11 que están configurados en forma de orificios alargados que se extienden en la dirección 7 del ajuste vertical o del ajuste de inclinación ya través de los que pasa un perno de sujeción 12 del mecanismo de sujeción 5. El perno de sujeción 12 atraviesa además los orificios 13,14 configurados en forma de orificios alargados, que se extienden
35 en la dirección longitudinal 6, en las caras laterales 15, 16 de la unidad de ajuste 4.
[0023] El perno de sujeción 12 se sujeta mediante los bordes de los orificios 10, 11, atravesados por éste, en las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1 en una respectiva posición vertical o posición de inclinación ajustada de la columna de dirección, sin posibilidad de desplazamiento en dirección longitudinal de la columna de dirección.
[0024] En el ejemplo de realización mostrado, una unidad intermedia 40 está dispuesta entre la unidad de soporte 1 y la unidad de ajuste 4. Ésta presenta caras laterales 41, 42 dispuestas entre la respectiva cara lateral 8, 9 de la unidad de soporte 1 y la unidad de ajuste 4. El perno de sujeción 12 pasa a través de orificios redondos en las caras laterales 41, 42. La unidad intermedia 40 puede pivotar respecto a la unidad de soporte 1 alrededor de un eje de
45 pivotado 30 en la dirección 7 del ajuste vertical o del ajuste de inclinación. Las caras laterales 41, 42 están guiadas respecto a la unidad de ajuste 4 en dirección longitudinal 6 de la columna de dirección mediante nervios sobresalientes que engranan en ranuras longitudinales 43 en las superficies laterales de la unidad de ajuste 4.
[0025] En el estado cerrado del mecanismo de sujeción, las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1 se sujetan a ambos lados contra las caras laterales 41, 42 de la unidad intermedia 40 y éstas, contra la unidad de ajuste 4, representando las superficies de fricción cooperantes elementos de bloqueo del mecanismo de sujeción que actúan como cierre por fricción. Las piezas de presión 17, dispuestas sobre el perno de sujeción y presionadas contra los lados exteriores de las caras laterales 8, 9, configuran otras superficies de fricción que interactúan con las caras laterales 8, 9, Y de este modo se forman otros elementos de bloqueo del dispositivo de sujeción que actúan
55 como cierre por fricción. En principio sería posible configurar otras superficies de fricción por medio de láminas cooperantes, como es conocido.
[0026] Para la apertura y el cierre del mecanismo de sujeción se usa una palanca de accionamiento 18 que al pivotarse provoca de manera conocida el giro de un disco de leva 20 que interactúa con un contradisco 19 (=disco de cuña), separándose entre sí ambos discos 19, 20 al cerrarse el mecanismo de sujeción.
[0027] Los elementos de bloqueo del mecanismo de sujeción 5 se engranan así uno con otro debido a un desplazamiento axial del perno de sujeción 12 o debido a un desplazamiento axial respecto al perno de sujeción 12.
65 [0028] En vez de una palanca de accionamiento 18 podría estar previsto también otro accionamiento, por ejemplo, un accionamiento eléctrico del mecanismo de sujeción. En vez de un disco de cuña o de leva 20 podría estar
previsto también otro mecanismo para el desplazamiento axial del perno de sujeción 12 o para el desplazamiento axial de elementos de bloqueo respecto al perno de sujeción 12.
[0029] La palanca de accionamiento 18 está unida de manera resistente al giro con el perno de sujeción 12
5 mediante una prolongación superficial 21, configurada con múltiples cantos, del perno de sujeción 12, como aparece representado en la figura 4. En su lugar, la palanca de accionamiento 18 podría solapar también, por ejemplo, la cabeza de perno 22 del perno de sujeción 12 para la unión resistente al giro con el perno de sujeción 12, podría estar soldada con el perno de sujeción 12 o podría estar unida a éste con ayuda de un elemento de rodadura o un moleteado en el perno de sujeción 12 mediante un asiento a presión. En la figura 2 está representado un perno de sujeción correspondiente 12 sin la prolongación superficial 21 configurada adicionalmente.
[0030] Como resultado de la unión resistente al giro de la palanca de accionamiento 18 con el perno de sujeción 12, éste gira alrededor de su eje al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción.
15 [0031] Sobre el perno de sujeción 12 está dispuesta una pieza de fijación 23. Ésta se encuentra en la zona entre las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1. La pieza de fijación 23 está dispuesta respecto al perno de sujeción 12 de manera pivotante alrededor de su eje sobre el perno de sujeción 12, ventajosamente al atravesar el perno de sujeción 12 un orificio en la pieza de fijación 23, como aparece representado.
[0032] Sobre el perno de sujeción 12 está dispuesto además un muelle 24. Éste presenta a ambos lados de la pieza de fijación 23 secciones 24a, 24b, que rodean en forma de muelle helicoidal el perno de sujeción 12, y una sección de brida 24c que las une, estando fabricadas las secciones 24a, 24b, 24c de un alambre de muelle continuo. Las secciones 24a, 24b están unidas de manera no giratoria con el perno de sujeción 12, por ejemplo, por apriete, por arrastre de forma o por arrastre de material, por ejemplo, mediante pegado o soldadura por puntos. La sección
25 de brida 24c se extiende a través de una ranura 25 en la pieza de fijación 23.
[0033] De este modo, la pieza de fijación 23 se sujeta en una posición angular determinada respecto al perno de sujeción 12, sin una fuerza exterior activa, y se puede desviar a partir de ésta en contra de la fuerza de retroceso del muelle 24.
[0034] En la unidad de ajuste 4 está sujetada además una contrapieza de fijación 26, específicamente en la pared lateral superior 27 de la unidad de ajuste 4 que se encuentra en paralelo al eje del perno de sujeción 12. La contrapieza de fijación 26 presenta una lengüeta con una pluralidad de elementos de engranaje 29 situados sucesivamente en dirección longitudinal 6 de la columna de dirección o del husillo de dirección 2 a una respectiva
35 distancia. Estos elementos de engranaje 29 están previstos para el engranaje por arrastre de forma de la pieza de fijación 23. En el ejemplo de realización mostrado, estos elementos de engranaje 29 se forman mediante las entalladuras de tipo hendidura que atraviesan el material de la lengüeta y en las que se puede introducir un resalto sobresaliente 31 de la pieza de fijación 23. Las entalladuras podrían estar realizadas también, por ejemplo, en forma de depresiones de tipo ranura o simplemente como orificios troquelados.
[0035] En el estado abierto del mecanismo de sujeción 5, la pieza de fijación 23 está levantada de la contrapieza de fijación 26, véase figura 6. La pieza de fijación 23 se presiona contra la contrapieza de fijación 26 como resultado del giro del perno de sujeción 12 al cerrarse el mecanismo de sujeción 5. Aquí se pueden presentar dos casos: por una parte, la posición mutua entre la pieza de fijación 23 y la contrapieza de fijación 26 (debido a la posición de
45 ajuste actual de la columna de dirección en dirección longitudinal) permite precisamente que la pieza de fijación 23 engrane en uno de los elementos de engranaje 29, por lo que se configura de inmediato un engranaje por arrastre de forma entre la pieza de fijación 23 y la contrapieza de fijación 26. Por la otra parte, el resalto 31 se puede apoyar sobre un nervio entre dos elementos de engranaje sucesivos 29. En este caso, la pieza de fijación 23 se presiona contra la contrapieza de fijación 26 debido a la fuerza elástica del muelle 24. Si en la posición de la pieza de fijación 23, descrita en último lugar, se produjera una colisión de vehículo que supera la fuerza de retención de la unidad de ajuste 4 respecto a la unidad de soporte 1, que es generada por los elementos de bloqueo del mecanismo de sujeción 5, la unidad de ajuste 4 se desplazaría respecto a la unidad de soporte 1, hasta que el resalto 31 llegue a la zona situada por encima de un elemento de engranaje 29, engranando así en el elemento de engranaje 29 debido a la fuerza elástica del muelle 24.
55 [0036] Inmediatamente después del cierre del mecanismo de sujeción 5 o al menos después de un pequeño desplazamiento inicial de la unidad de ajuste 4 respecto a la unidad de soporte 1, que es menor que la distancia entre dos elementos de engranaje consecutivos 29, se produce entonces en caso de colisión un engranaje por arrastre de forma de la pieza de fijación 23 con la contrapieza de fijación 26.
[0037] En el ejemplo de realización según las figuras 1 a 6, la contrapieza de fijación 26, configurada en forma de lengüeta, está unida a la unidad de ajuste 4 de manera que se puede desplazar con absorción de energía respecto a la unidad de ajuste 4 en dirección longitudinal 6 de la columna de dirección o del husillo de dirección 2. A tal efecto, un brazo de la contrapieza de fijación 26 en forma de U está unido mediante una curvatura a una placa de rotura 32
65 que, por su parte, está unida firmemente a la pared lateral 27 de la unidad de ajuste 4. La placa de rotura 32 podría formar también una sección de la pared lateral 27 de la unidad de ajuste.
[0038] La placa de rotura 32 presenta, por ejemplo, lineas de debilitamiento 33, 34 formadas mediante troquelados e indicadas con líneas discontinuas en las figuras 3 y 4. Esto delimita una lengüeta de rotura 28. Con una tracción suficientemente fuerte en la contrapieza de fijación 26 en forma de lengüeta se puede romper cada vez más la lengüeta de rotura 28 a lo largo de las líneas de debilitamiento 33, 34 con disipación de energía, formándose una
5 lengüeta que prolonga la contrapieza de fijación 26 de tipo lengüeta. El trabajo de flexión, que tiene lugar durante el desplazamiento de la zona de la curvatura, produce otro porcentaje de disipación de energía.
[0039] En vez de la configuración de lineas de debilitamiento 33, 34, la lengüeta 28a puede estar configurada al menos parcialmente como lengüeta flexible, separada de la placa base 32a mediante hendiduras u orificios alargados 33a, 34a en una zona de flexión prevista (véase figura 17).
[0040] Es posible además combinar ambos mecanismos de absorción de energía y prever a continuación de los orificios alargados 33a, 34a líneas de debilitamiento correspondientes 33,34 que posibilitan una rotura controlada de la lengüeta de rotura 28 al finalizar simplemente la operación de flexión de la lengüeta 28a (figura 18).
15 [0041] Como muestra la figura 19, este tipo de elementos de absorción de energía puede estar dispuesto también en paralelo sobre una placa base, pudiendo estar previstas en cada elemento de absorción de energía simples deformaciones por flexión o deformaciones por flexión con operaciones siguientes de arranque/rotura o simples operaciones de rotura y pudiéndose usar en los elementos de absorción de energía individuales mecanismos de absorción de energía iguales o diferentes. A este respecto, es posible prever dos elementos de absorción de energía o más elementos de absorción de energía en paralelo sobre una única placa de rotura 32 o placa base 32a o preverlos sobre placas de rotura o placas base dispuestas por separado una aliado de otra.
[0042] Un segundo ejemplo de realización de la invención está representado en las figuras 7 a 12. La diferencia
25 respecto al ejemplo de realización descrito antes radica sobre todo en el tipo de unión de la pieza de fijación 23 con el perno de sujeción 12. La pieza de fijación 23 está dispuesta a su vez de manera pivotante sobre el perno de sujeción 12. El perno de sujeción está provisto de un pasador 35, sobresaliente radial mente hacia afuera, que engrana en una hendidura 36 en la pieza de fijación 23 y se desplaza en ésta al pivotar la pieza de fijación 23 respecto al perno de sujeción 12. Además, en el perno de sujeción 12 está colocado un muelle 37 en forma de un muelle de presión, penetrando extremos del alambre de muelle en taladros radiales del perno de sujeción 12. En el estado cerrado del mecanismo de sujeción 5, el muelle 37, que se extiende por la pieza de fijación 23, presiona la pieza de fijación 23 contra la contrapieza de fijación 26 (véase figuras 10 y 11). Si el perno de sujeción 12 gira al abrirse el mecanismo de sujeción 5 (visto desde el extremo opuesto a la cabeza de perno 22 en el sentido de las agujas del reloj), el pasador 35 pivota a la vez y avanza hacia un extremo de la hendidura 36 (que se encuentra en la
35 figura 8b un poco por debajo del pasador 35), pivotándose así la pieza de fijación 23 y levantándose de la contrapieza de fijación 26.
[0043] Son posibles también otras uniones de la contrapieza de fijación 26 con la unidad de ajuste 4, mediante las que la contrapieza de fijación 26 se puede desplazar respecto a la unidad de ajuste 4 con consumo de energía en caso de una colisión de vehículo. La figura 13 muestra a modo de ejemplo una forma de realización, en la que en el lado de la contrapieza de fijación 26, opuesto a la pieza de fijación 23, está colocado un perno 38 que se extiende en un orificio alargado 39, que se extiende en la dirección longitudinal 6, en la pared lateral 27 de la unidad de ajuste 4. El perno 38 se encuentra en el estado inicial en una zona ampliada del orificio alargado 39. Un desplazamiento del perno 38 respecto al orificio alargado 39 provoca un ensanchamiento del orificio alargado 39 y esto, un consumo de
45 energía.
[0044] En una variante de esta forma de realización mostrada en la figura 20, al orificio alargado 39 se conecta una zona de tira 39a que se separa con la entrada del perno 38. De este modo se puede ajustar adecuadamente en una primera sección un primer nivel de absorción de energía mediante el ensanchamiento del orificio alargado 39 y en una segunda sección un segundo nivel de absorción de energía mediante la separación de la zona de tira 39a. Es posible también variar la anchura del orificio alargado mediante el recorrido de desplazamiento del perno en correspondencia con el desarrollo deseado de la absorción de energía. Así, por ejemplo, se puede reducir la anchura continuamente respecto al final del recorrido de la colisión para conseguir una absorción progresiva de la energía.
55 [0045] La zona de tira 39a puede estar configurada también como orificio alargado con una anchura muy reducida, por ejemplo, menor que la mitad del diámetro o del grosor del perno 38.
[0046] Es posible también prescindir completamente del ensanchamiento de un orificio alargado 39 y configurar la absorción de energía sólo mediante la separación de una zona de tira 39a. En el lado superior y/o inferior de la zona de tira 39a está dispuesta ventajosamente una acanaladura longitudinal. La profundidad y/o la anchura de la acanaladura están dimensionadas de manera correspondiente para ajustar el nivel de absorción de energía.
[0047] En el ejemplo de realización representado en las figuras 14 a 16, la contrapieza de fijación 26 configurada
65 en U rodea la pieza de fijación 23. La sección, que presenta los elementos de engranaje 29, está en contacto con la pared lateral superior de la unidad de ajuste 4. La placa de rotura con la lengüeta de rotura 28 está fijada en el lado del perno de sujeción 12, opuesto al husillo de dirección, en la unidad de ajuste 4.
[0048] En vez de una lengüeta de rotura 28 podría estar prevista en cambio una lengüeta flexible o una combinación de lengüeta flexible y lengüeta de rotura.
[0049] En las distintas formas de realización descritas antes, la contrapieza de fijación 26 está dispuesta respectivamente en la pared lateral superior 27 de la unidad de ajuste 4. En lugar de esto, la contrapieza de fijación podría estar dispuesta también en otra pared de la unidad de ajuste 4 situada en paralelo al eje del perno de sujeción 12, por ejemplo, la pared lateral inferior.
[0050] Asimismo, los elementos de engranaje 29 de la contrapieza de fijación 26 podrían no estar configurados en forma de entalladuras, presentando la pieza de fijación un elemento de engranaje adaptado para posibilitar un engranaje no desplazable respecto a la dirección longitudinal 6 de la columna de dirección o del husillo de dirección 2, en particular un engranaje por arrastre de forma, entre la pieza de fijación 23 y la contrapieza de fijación 26. En
15 este caso se dispondría nuevamente de una pluralidad de posiciones de engranaje para la pieza de fijación 23 en la extensión longitudinal de la contrapieza de fijación 26 que discurre en la dirección longitudinal 6. Los elementos de engranaje 29 de la contrapieza de fijación 26 se podrían formar también, por ejemplo, mediante dientes de un dentado y la pieza de fijación 23 podría estar configurada con un contradentado correspondiente.
[0051] Se podria eliminar también la unidad intermedia 40 situada entre la unidad de soporte 1 y la unidad de ajuste 4 en los ejemplos de realización representados. Las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1 podrían estar presionadas por ambos lados directamente contra la unidad de ajuste 4 en el estado cerrado del mecanismo de sujeción 5. El eje de pivotado entre la unidad de ajuste 4 y la unidad de soporte 1 se podría formar también en este caso, por ejemplo, mediante una articulación cardán, con la que el husillo de dirección 2 queda unido a otra
25 sección del husillo de dirección. Además, este eje de pivotado se podría formar también mediante un perno pivotante que se ha colocado en la unidad de soporte 1 y atraviesa un orificio alargado, que se extiende en la dirección longitudinal 6, en la unidad de ajuste 4.
[0052] La invención se puede usar también en columnas de dirección ajustables sólo en dirección longitudinal 6. El perno de sujeción 12 podría pasar entonces a través de orificios 10,11 configurados en forma de orificios redondos en las caras laterales 8, 9 de la unidad de soporte 1.
[0053] Se podrían eliminar también las secciones de las caras laterales 15, 16 de la unidad de ajuste 4 que sobresalen de la pared lateral superior 27, de manera que el perno de sujeción 12 no pasa a través de orificios 13,
35 14 en la unidad de ajuste 4.
[0054] Sería posible también que la pieza de fijación 23 esté unida de manera no pivotante con el perno de sujeción 12 y tenga incluso, por ejemplo, una configuración elástica. Asimismo, podría estar prevista, por ejemplo, una realización, en la que una pieza de fijación 23 esté unida de manera no pivotante con el perno de sujeción 12 y al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción 5, un elemento de accionamiento, por ejemplo, la palanca de accionamiento 18, actúe directamente sobre una pieza de sujeción, por ejemplo, el disco de cuña o leva 20, y lo gire. El perno de sujeción 12 podría ser arrastrado por la pieza de sujeción debido a su giro, específicamente con la interconexión de un muelle, de modo que la pieza de fijación 23 es presionada por este muelle contra la contrapieza de fijación 26 en el estado cerrado del mecanismo de sujeción 5.
45 [0055] Sería posible también prever los elementos de engranaje en una parte alargada de la pieza de fijación 23 y prever en la contrapieza de fijación un resalto que engrane en los elementos de engranaje.
[0056] En todas las formas de realización descritas, en las que está previsto un desplazamiento con disipación de energía de la contrapieza de fijación respecto a la unidad de ajuste, el desplazamiento de la contrapieza de fijación respecto a la unidad de ajuste presenta un desarrollo de recorrido-fuerza definido, prefijado o ajustable. En caso de una fuerza que actúa en dirección axial de la columna de dirección y que es tan grande que produce un desplazamiento de la contra pieza de fijación respecto a la unidad de ajuste, la unidad de ajuste se desplaza entonces ventajosamente en dirección axial de la columna de dirección.
55 [0057] El valor de la fuerza, que actúa sobre la unidad de ajuste en dirección longitudinal de la columna de dirección en dirección al frontal del vehículo y a partir de la que se produce un desplazamiento de la contrapieza de fijación respecto a la unidad de ajuste, es preferentemente menor que 10000 N Y puede ser también, por ejemplo, menor que 5000 N.
Leyenda de los números de referencia
[0058]
65 1 Unidad de soporte 2 Husillo de dirección
3 4
5 7
8
9
10 12 13 14
15 17 18 19
20 22 23 24 24a 24b
25 24c
26 27 28, 28a
30 29
31 32 32a
35 33 33a 33b 34
40 36 37 38 39 39a
45 41 42 43
Unidad de ajuste
Mecanismo de sujeción Dirección longitudinal Dirección Cara lateral Cara lateral Orificio Orificio Perno de sujeción Orificio Orificio Cara lateral Cara lateral Pieza de presión Palanca de accionamiento Contradisco Disco de leva Prolongación superficial Cabeza de perno Unidad de fijación
Muelle
Sección Sección Sección de brida Ranura Contrapieza de fijación
Pared lateral
Lengüeta Elemento de engranaje
Eje de pivotado Resalto
Placa de rotura Placa base Línea de debilitamiento Orificio alargado Orificio alargado Línea de debilitamiento Pasador Hendidura
Muelle
Perno Orificio alargado Zona de tira Unidad intermedia Cara lateral Cara lateral Ranura longitudinal
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Columna de dirección para un vehículo de motor, ajustable al menos en su dirección longitudinal (6), que comprende una unidad de soporte (1) que se puede unir al chasis del vehículo de motor, una unidad de ajuste (4) 5 dispuesta entre caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1), y un mecanismo de sujeción (5) que al estar abierto permite ajustar la unidad de ajuste (4) respecto a la unidad de soporte (1) al menos en la dirección longitudinal (6) de la columna de dirección y que al estar cerrado queda fijada la posición ajustada de la unidad de ajuste (4) respecto a la unidad de soporte (1), y comprende un perno de sujeción (12) que pasa a través de orificios (10,11) en las caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1) y gira alrededor de su eje al abrirse y cerrarse el 10 mecanismo de sujeción (5), estando presente al menos una pieza de fijación (23), dispuesta entre las caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1) y ajustada mediante el giro del perno de sujeción (12) al abrirse y cerrarse el mecanismo de sujeción (5), que en el estado cerrado del mecanismo de sujeción (5) engrana en una contrapieza de fijación (26) unida a la unidad de ajuste (4) o engrana en la contrapieza de fijación (26) al menos al desplazarse la unidad de ajuste (4) en caso de una colisión de vehículo y que en el estado abierto del mecanismo de sujeción (5)15 queda distanciada de la contrapieza de fijación (26), caracterizada por que la contrapieza de fijación (26) se encuentra dispuesta en una pared (27) de la unidad de ajuste (4) situada en paralelo al eje del perno de sujeción(12) o se forma mediante ésta y la contrapieza de fijación (26) se puede desplazar respecto a la unidad de ajuste (4) con consumo de energía en caso de una colisión de vehículo.20 2. Columna de dirección según la reivindicación 1, caracterizada por que la contrapieza de fijación (26) está dispuesta en la pared lateral inferior o superior (27) de la unidad de ajuste (4) o se forma mediante ésta.
- 3. Columna de dirección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la contrapieza defijación (26) presenta una pluralidad de elementos de engranaje (29) situados sucesivamente en dirección 25 longitudinal (6) de la columna de dirección.
- 4. Columna de dirección según la reivindicación 3, caracterizada por que los elementos de engranaje (29) se forman mediante entalladuras, en las que se puede introducir un resalto sobresaliente (31) de la pieza de fijación
- (23)
- para configurar un engranaje por arrastre de forma que actúa en la dirección longitudinal (6) de la columna de 30 dirección.
- 5. Columna de dirección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la pieza de fijación(23) está dispuesta junto o sobre el perno de sujeción (12).
- 35 6. Columna de dirección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la pieza de fijación
(23) está presionada de manera elástica contra la contrapieza de fijación (26) en el estado cerrado del mecanismo de sujeción (5). - 7. Columna de dirección según la reivindicación 6, caracterizada por que la pieza de fijación (23) se puede pivotar 40 respecto al perno de sujeción (12), actuando un muelle (24) entre el perno de sujeción (12) y la pieza de fijación (23).
- 8. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la contrapieza de fijación(26) está unida a la unidad de ajuste (4) mediante una lengüeta flexible y/o lengüeta de rotura (28).45 9. Columna de dirección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la contrapieza de fijación (26) está unida a la unidad de ajuste (4) mediante al menos un perno (38) que engrana en un orificio alargado (39), cuya anchura de orificio es al menos parcialmente más pequeña que el diámetro exterior del perno (38), pudiéndose desplazar el perno (38) en el orificio alargado (39) con consumo de energía en caso de una colisión de vehículo.
- 10. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que en el estado cerrado del mecanismo de sujeción (5), las caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1) están presionadas por ambos lados contra la unidad de ajuste (4) o contra caras laterales de una unidad intermedia (40), que se encuentran dispuestas entre las caras laterales (8, 9) de la unidad de soporte (1) y la unidad de ajuste (4) y que están presionadas, por su55 parte, por ambos lados contra la unidad de ajuste (4).
- 11. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que el perno de sujeción (12) está sujetado mediante los bordes de los orificios (10,11), atravesados por éste, en las caras laterales (8,9) de la unidad de soporte (1), sin posibilidad de desplazamiento en dirección longitudinal (6) de la columna de dirección.
- 12. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que el desplazamiento de la contrapieza de fijación (26) respecto a la unidad de ajuste (4) se inicia a partir de una fuerza que actúa sobre la unidad de ajuste (4) en dirección longitudinal de la columna de dirección y es menor que 10000 N.
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