ES2887936T3 - Columna de dirección regulable de manera motora para un vehículo - Google Patents

Abstract

Columna de dirección (1) regulable de manera motora para un vehículo, con una unidad de soporte (2), que puede colocarse en una carrocería del vehículo, y la cual sujeta una unidad de ajuste (3), en la que está apoyado de manera giratoria alrededor de un eje longitudinal (L) un husillo de dirección (32), y con un accionamiento de regulación (5), que está unido a la unidad de soporte (2) y a la unidad de ajuste (3), y por el que puede regularse la unidad de ajuste (3) con respecto a la unidad de soporte (2), en donde el accionamiento de regulación (5) presenta una unidad de accionamiento (55) y un husillo roscado (52) que engrana en una tuerca de husillo (51) con un eje de husillo roscado (G), en donde el husillo roscado (52) y la tuerca de husillo (51) pueden accionarse de manera giratoria uno con respecto a otro mediante la unidad de accionamiento (55) alrededor del eje de husillo roscado (G), caracterizada por que el accionamiento de regulación (5) presenta un dispositivo de bloqueo (7), que puede adoptar una posición de aflojamiento y una posición de bloqueo, y que se activa en el caso de choque y puede llevarse a una posición de bloqueo para el bloqueo del husillo roscado (52) con respecto a la tuerca de husillo (51).

Description

DESCRIPCIÓN

Columna de dirección regulable de manera motora para un vehículo

Estado de la técnica

La invención se refiere a una columna de dirección regulable de manera motora para un vehículo, con una unidad de soporte, que puede colocarse en una carrocería del vehículo, y por la que está sujeta una unidad de ajuste, en la que está colocado de manera giratoria alrededor de un eje longitudinal un husillo de dirección, y con un accionamiento de regulación, que está unido con la unidad de soporte y con la unidad de ajuste, y por el que puede regularse la unidad de ajuste con respecto a la unidad de soporte, en donde el accionamiento de regulación presenta una unidad de accionamiento y un husillo roscado que engrana en una tuerca de husillo con un eje de husillo roscado, en donde el husillo roscado y la tuerca de husillo pueden accionarse de manera giratoria uno con respecto a otro mediante la unidad de accionamiento alrededor del eje de husillo roscado.

Las columnas de dirección para vehículos presentan un árbol de dirección con un husillo de dirección, en cuyo extremo trasero en dirección de conducción, dirigido al conductor está colocada un volante para la introducción de una orden de dirección por el conductor. El husillo de dirección está alojado de manera giratoria alrededor de su eje longitudinal en una unidad de ajuste, que está sujeta por una unidad de soporte en la carrocería del vehículo. Debido a que la unidad de ajuste está alojada de manera desplazable a modo de telescopio en dirección del eje longitudinal en una unidad envolvente unida con la unidad de soporte, también designada como caja de guía o biela de carcasa, puede realizarse una regulación de la longitud. Un regulación de altura puede realizarse debido a que la unidad de ajuste o una unidad envolvente que aloja ésta está alojada de manera giratoria en la unidad de soporte. La regulación de la unidad de ajuste en dirección de la longitud o bien de altura permite el ajuste de una posición del volante ergonómicamente confortable con respecto a la posición del conductor en el puesto de funcionamiento, también designado como posición de conducción o de manejo, en la que puede realizarse un contacto de dirección manual.

Se conoce en el estado de la técnica prever para la regulación de la unidad de ajuste con respecto a la unidad de soporte un accionamiento de regulación motor con una unidad de accionamiento, que comprende un servomotor eléctrico, que está unido - por regla general a través de una caja de cambios - con un piñón de husillo, que comprende un husillo roscado introducido mediante atornillado en una tuerca de husillo. Mediante la unidad de accionamiento pueden accionarse el husillo roscado y la tuerca de husillo de manera giratoria uno contra otro alrededor del eje de husillo roscado, de manera que estos pueden moverse dependiendo de la dirección de giro traslacionalmente uno hacia el otro o alejándose uno del otro. En una primera forma de realización puede accionarse el husillo roscado por la unidad de accionamiento, que está unida de manera fija con la unidad de ajuste o la unidad de soporte, de manera giratoria alrededor de su eje de husillo roscado y engrana en la tuerca de husillo, que está colocada de manera fija en la unidad de soporte o la unidad de ajuste con respecto al giro alrededor del eje de husillo roscado. En dirección del eje de husillo roscado se apoya el husillo roscado en la unidad de soporte o la unidad de ajuste, y la tuerca de husillo de manera correspondientemente en la unidad de ajuste o la unidad de soporte, de modo que un accionamiento rotatorio del husillo roscado provoca una regulación translatoria de la unidad de soporte y la unidad de ajuste una con respecto a otra. En una segunda forma de realización alternativa está acoplado el husillo roscado de manera que no puede girar con respecto al giro alrededor de su eje de husillo roscado con la unidad de soporte o la unidad de ajuste y la tuerca de husillo está colocada de manera puede girar, sin embargo de manera estacionaria en dirección del eje de husillo roscado correspondientemente en la unidad de ajuste o la unidad de soporte. Tal como en la primera forma de realización se apoya, en dirección del eje de husillo roscado, el husillo roscado en la unidad de soporte o la unidad de ajuste, y la tuerca de husillo de manera correspondientemente en la unidad de ajuste o la unidad de soporte, de modo que el husillo roscado puede desplazarse traslacionalmente mediante la unidad de accionamiento en dirección del eje de husillo roscado, accionándose de manera giratoria la tuerca de husillo por la unidad de accionamiento. En ambas realizaciones forma el piñón de husillo un accionamiento de regulación motor eficaz entre la unidad de soporte y la unidad de ajuste, mediante el cual puede regularse la unidad de ajuste para la regulación con respecto a la unidad de soporte.

Para la realización de una regulación de longitud de la unidad de ajuste en dirección del eje longitudinal del husillo de dirección puede estar dispuesto un piñón de husillo de un accionamiento de regulación entre la unidad de ajuste y una unidad envolvente que aloja ésta de manera que puede desplazarse longitudinalmente de manera axial, también denominada caja de guía o biela de carcasa, que está unido con la unidad de soporte, y en donde el eje de husillo roscado puede estar orientado esencialmente de manera paralela al eje longitudinal. Para la regulación de altura puede estar dispuesto un piñón de husillo entre la unidad de soporte y una unidad de ajuste colocada en ésta de manera que puede girarse en altura o unidad envolvente, en la que está alojada la unidad de ajuste. En una columna de dirección pueden estar configuradas una regulación de longitud y de altura motora de manera individual o en combinación.

En el caso de choque, mediante un cuerpo que choca con el volante se ejerce una fuerza grande en la unidad de ajuste, que actúa en cada caso sobre el piñón de husillo del dispositivo de regulación en dirección del eje de husillo roscado, en particular sobre el piñón de husillo de la regulación de longitud, que debe absorber la punta de fuerza ejercida en dirección longitudinal por la unidad de ajuste sobre la unidad de soporte. Mediante la fuerza que actúa a este respecto en dirección del eje de husillo roscado puede deslizarse el husillo roscado en dirección del eje de husillo roscado a través de la tuerca de husillo, que a este respecto se desplaza en rotación. Esto puede conducir a un movimiento relativo no controlado de la unidad de ajuste y la unidad de soporte. También los dispositivos de absorción de energía, que pueden estar dispuestos entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte para la reducción controlada de la energía cinética en el caso de choque, pueden alterarse a este respecto en su actividad.

En el estado de la técnica se conoce por el documento DE 19524 196 C1 colocar en el piñón de husillo un elemento de absorción de energía, de manera que con un movimiento relativo de husillo roscado y tuerca de husillo en el caso de choque debe absorberse energía. La conversión de energía pretendida a este respecto supone sin embargo que el piñón de husillo sea flexible, por tanto también el husillo roscado y la tuerca de husillo en el caso de choque - aunque amortiguado - deben moverse uno con respecto al otro. Partiendo de que el frenado controlado necesario del piñón de husillo puede realizarse solo con gran esfuerzo, sigue existiendo la problemática mencionada anteriormente del deslizamiento.

Por el documento DE 10 2011 083 190 A1 se conoce una columna de dirección regulable de manera motora de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Mediante un husillo roscado configurado de manera autobloqueante del accionamiento de regulación debe conseguirse que en el caso de choque no se produzca ningún movimiento relativo no controlado de la unidad de ajuste y la unidad de soporte. El autobloqueo requiere sin embargo un rozamiento de rosca relativamente alto, que está presente siempre también en el funcionamiento de regulación normal y proporciona una regulación relativamente dura, de modo que de manera desventajosa se requiere una alta potencia de accionamiento, o se posibilita solo una baja velocidad de regulación. Una reducción del rozamiento de rosca conllevaría sin embargo de nuevo el riesgo del deslizamiento o patinaje.

En vista de la problemática que se ha explicado anteriormente, un objetivo de la presente invención es indicar una columna de dirección mejorada, en la que se impida a ser posible un deslizamiento o bien un patinaje del piñón de husillo en el caso de choque.

Descripción de la invención

Este objetivo se consigue mediante una columna de dirección regulable de manera motora para un vehículo con las características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos resultan de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención se propone para una columna de dirección genérica con las características mencionadas anteriormente que el accionamiento de regulación presente un dispositivo de bloqueo, que puede adoptar una posición de aflojamiento y una posición de bloqueo, y que se activa en el caso de choque y pude llevarse a una posición de bloqueo para el bloqueo del husillo roscado con respecto a la tuerca de husillo.

El dispositivo de bloqueo de acuerdo con la invención puede adoptar una posición de aflojamiento o bien de liberación y una posición de bloqueo o bien de cierre. En el estado de funcionamiento normal se encuentra en posición de aflojamiento, en donde el husillo roscado y la tuerca de husillo pueden hacerse girar uno con respecto a otro y puede realizarse una regulación sin impedimento del piñón de husillo mediante la unidad de accionamiento. En el caso de choque se activa el dispositivo de bloqueo y se lleva a la posición de bloqueo, de manera que el accionamiento de regulación se fija en la posición de regulación ajustada, de modo que éste genera entonces una unión fija entre los elementos de la columna de dirección que pueden regularse uno con respecto a otro en el funcionamiento normal, concretamente la unidad de ajuste y unidad de soporte y/o la unidad envolvente. Esto se consigue debido a que el dispositivo de bloqueo en la posición de engranaje fija el husillo roscado y la tuerca de husillo uno con respecto a otro, de modo que el piñón de husillo no pueda hundirse en la dirección de regulación también con altas puntas de fuerza en el caso de choque, o sea no pueda deslizarse, sino que forme un elemento de transmisión de energía fijo. Debido a ello puede garantizarse en particular que en el caso de choque la fuerza introducida en la unidad de ajuste se introduzca tal como se pretende esencialmente de manera completa en dispositivos de absorción de energía dispuestos entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte, de modo que se posibilite una absorción de energía controlada, óptima.

La configuración de acuerdo con la invención es ventajosa en particular en aquellas formas de realización de columnas de dirección, en las que entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte está dispuesto un dispositivo de absorción de energía. Los dispositivos de absorción de energía de este tipo se conocen en formas de realización distintas, y presentan al menos un elemento de absorción de energía que está fijado por un lado a una pieza de construcción fijada a la carrocería del dispositivo de soporte, o una unidad envolvente sujeta en éste, y por otro lado a una pieza de construcción que puede desplazarse junto con el volante con respecto a la carrocería en el caso de choque, por ejemplo de la unidad de ajuste o similares. El elemento de absorción de energía comprende al menos un elemento de deformación, que está colocado en el flujo de fuerza entre piezas de construcción móviles una contra otra sólo en el caso de choque, y la energía introducida en el caso de choque por el recorrido de desplazamiento del movimiento relativo se transforma en una deformación plástica definida del elemento de deformación, de modo que se realiza un frenado controlado, homogeneizado por el recorrido de desplazamiento. Un elemento de deformación puede estar configurado por ejemplo como tira de flexión, que se dobla por el recorrido de desplazamiento de la unidad de ajuste continuamente con respecto a la unidad de soporte, o como tira de desgarramiento, que se separa mediante el movimiento relativo en el caso de choque, o como tira de flexión y desgarramiento combinada. Se conoce igualmente ensanchar de manera plástica por toda su longitud para la absorción de energía un orificio alargado mediante un bloque deslizante o espiga movido a lo largo en éste en el caso de choque, mecanizar con desprendimiento de virutas un elemento de choque mediante un cincel en movimiento, o de otra manera transformar energía cinética en deformación plástica de un elemento de deformación (trabajo de deformación).

Es posible que un dispositivo de absorción de energía esté dispuesto en el flujo de fuerza entre el accionamiento de regulación y la unidad de soporte o entre el accionamiento de regulación y la unidad de ajuste. A este respecto está colocado al menos un elemento de absorción de energía con respecto a la transmisión de fuerza en el caso de choque en serie con el piñón de husillo entre la unidad de soporte y la unidad de ajuste en movimiento con respecto a ésta, por ejemplo en dirección del eje longitudinal entre la unidad envolvente y la unidad de ajuste alojada de manera telescópica en dirección longitudinal en ésta. Mediante el dispositivo de bloqueo engranado en el caso de choque se bloquea o bien se cierra el dispositivo de regulación y se fija en su posición de regulación momentánea, de modo que la fuerza introducida en la unidad de ajuste se introduce a través del piñón de husillo bloqueado esencialmente de manera completa en el elemento de absorción de energía. Debido a ello se garantiza que el recorrido de desplazamiento que está a disposición para la absorción de energía no se acorta como en el estado de la técnica mediante un deslizamiento del piñón de husillo, sino que se conserva en su longitud completa para la transformación de energía controlada en el elemento de absorción de energía, de manera que se eleva el nivel de seguridad.

En ventajoso que el dispositivo de bloqueo en la posición de bloqueo bloquea un giro del husillo roscado con respecto a la tuerca de husillo. La fijación del giro relativo del husillo roscado y la tuerca de husillo provoca una fijación de la posición longitudinal ajustada del piñón de husillo. A este respecto es ventajoso que debido a la transmisión de fuerza del piñón de husillo sea ya suficiente una fijación de la tuerca de husillo con una fuerza de sujeción relativamente pequeña, para bloquear una modificación de la longitud del piñón de husillo también con una alta acción de fuerza en el caso de choque. Por ejemplo, en una realización, puede sujetarse de manera fija la tuerca de husillo, que puede accionarse de manera giratoria en el funcionamiento de regulación normal, mediante engrane del dispositivo de bloqueo en el caso de choque con respecto a su giro alrededor del eje de husillo roscado, de manera que se bloquea el piñón de husillo. La fijación puede realizarse de manera sencilla mediante una sujeción de la tuerca de husillo en la unidad de soporte o una unidad envolvente soportada por ésta. En realizaciones alternativas es posible que el giro del husillo roscado se bloquee mediante el dispositivo de bloqueo con respecto a la unidad de soporte o envolvente.

El dispositivo de bloqueo puede presentar elementos de bloqueo que pueden engranarse entre sí en la posición de bloqueo. En el funcionamiento normal se encuentran los elementos de bloqueo en posición de aflojamiento fuera del engrane, y pueden moverse libremente uno con respecto al otro. En el caso de choque se engranan entre sí correspondientes elementos de bloqueo, de manera que las piezas de construcción, en las que están colocados los elementos de bloqueo, por ejemplo en la unidad de soporte, envolvente y/o de ajuste, se fijan una con respecto a otra y por consiguiente se bloquean.

Los elementos de bloqueo de acuerdo con la invención pueden estar dispuestos en la tuerca de husillo y/o la unidad de soporte y/o el husillo roscado y/o la unidad de ajuste. A este respecto están fijados éstos preferentemente por parejas en las piezas de construcción que van a fijarse entre sí de acuerdo con la invención en la posición de bloqueo, por ejemplo en la tuerca de husillo y la unidad de soporte o una unidad envolvente sujetada en ésta, para fijar la tuerca de husillo con respecto a un giro alrededor del eje de husillo roscado con respecto a la unidad de soporte. Son igualmente posibles disposiciones alternativas de los elementos de bloqueo, que en el caso de choque engranan uno en otro y entonces impiden un giro relativo de piezas de construcción del piñón de husillo.

Puede estar previsto que los elementos de bloqueo estén configurados como elementos de arrastre de forma y/o elementos de arrastre de fuerza. Los elementos de arrastre de forma pueden presentar por ejemplo engranajes que se corresponden entre sí, elementos de encaje o similares, que engrana entre sí en el caso de choque para la formación de una unión por arrastre de forma. Como alternativa o en combinación pueden estar configurados elementos de arrastre de fuerza, que en el caso de choque se llevan a contacto entre sí de manera accionada por fricción, para generar una unión fija con respecto a las fuerzas que se producen y provocar un bloqueo. Para una acción de sujeción y bloqueo eficaz pueden estar configurados los elementos de arrastre de fuerza de manera que elevan el rozamiento, por ejemplo mediante rugosidades adecuadas y/o combinaciones de material.

Una realización ventajosa de la invención puede conseguirse debido a que los elementos de bloqueo para la generación de la posición de bloqueo pueden engranarse entre sí axialmente en dirección del eje de husillo roscado. En el caso de choque actúan altas fuerzas en dirección del eje de husillo roscado sobre el piñón de husillo, que pueden aprovecharse para engranar entre sí por arrastre de forma y/o por arrastre de fuerza elementos de bloqueo en elementos móviles o bien que pueden girar del piñón de husillo con correspondiente elementos de bloqueo relativamente estacionarios para esto, para generar de acuerdo con la invención una unión fija. Debido a ello es posible que el dispositivo de bloqueo en el caso de choque se active automáticamente mediante fuerzas que actúan entonces en dirección axial.

Puede ser ventajoso además que el dispositivo de bloqueo presente un elemento de seguridad. Éste está dirigido contra la posición de bloqueo, con lo que se entiende que el dispositivo de bloqueo se sujeta en posición de aflojamiento mediante el elemento de seguridad en el funcionamiento normal de la columna de dirección, y mediante las fuerzas que se producen en el funcionamiento normal no puede realizarse ninguna activación involuntaria del dispositivo de bloqueo. Exclusivamente cuando las fuerzas altas que actúan en el caso de choque sobrepasan un valor umbral predeterminado, preferentemente mayor de 1 kN, puede superarse el elemento de seguridad para engranar el dispositivo de bloqueo en la posición de bloqueo. Un elemento de seguridad puede presentar por ejemplo un elemento de resorte elástico, que en el caso de las fuerzas que actúan en el funcionamiento normal sobre el piñón de husillo mantiene los elementos de bloqueo que se corresponden entre sí, por ejemplo elementos de arrastre de forma y/o de arrastre de fuerza, mediante la fuerza elástica fuera del engrane a una distancia uno con respecto a otro. Exclusivamente mediante las altas fuerzas que se producen en el caso de choque se comprime el elemento de resorte fuertemente de modo que los elementos de bloqueo engranan entre sí y se activa el dispositivo de bloqueo. Como alternativa o adicionalmente puede presentar el elemento de seguridad un elemento de rotura controlada, que se destroza en el caso de choque y permite el engranaje del dispositivo de bloqueo.

Una realización ventajosa puede realizarse debido a que la tuerca de husillo está colocada de manera que puede girar en una carcasa de cojinete unida con la unidad de soporte, en donde la tuerca de husillo y la carcasa de cojinete presentan correspondientes elementos de bloqueo que pueden engranarse entre sí. Preferentemente puede estar colocada la tuerca de husillo en la carcasa de cojinete de manera que puede desplazarse axialmente en dirección del eje de husillo roscado. En esta realización puede accionarse de manera giratoria la tuerca de husillo por la unidad de accionamiento del dispositivo de regulación para la regulación, por ejemplo debido a que la tuerca de husillo está configurada como rueda helicoidal, que engrana con una hélice que puede accionarse de manera giratoria por la unidad de accionamiento. La tuerca de husillo y la carcasa de cojinete presentan correspondientes elementos de bloqueo, que pueden engranarse entre sí en dirección axial, esto es la dirección del eje de husillo roscado, de modo que la tuerca de husillo se fija con respecto a un giro alrededor del eje de husillo roscado en la unidad de soporte, y con ello se bloquea con respecto a un giro con respecto al husillo roscado. Esta posición de bloqueo puede activarse debido a que la tuerca de husillo se desplaza axial en la carcasa de cojinete con acción de una fuerza ejercida en el caso de choque a través del husillo roscado en la tuerca de husillo. Entre la tuerca de husillo y la carcasa de cojinete puede estar dispuesto un elemento de seguridad eficaz en dirección axial, por ejemplo un elemento de resorte, que mantiene en posición de aflojamiento los elementos de bloqueo en contra de su dirección de engrane axial. Solo cuando en el caso de choque la fuerza ejercida en dirección axial sobre el piñón de husillo sobrepasa un valor límite predeterminado, se engranan entre sí los elementos de bloqueo en contra de la fuerza elástica. El elemento de seguridad puede comprender como alternativa o adicionalmente un elemento de rotura controlada, que en el caso de choque se rompe y libera el engrane recíproco de los elementos de bloqueo en dirección axial del eje de husillo roscado.

La unidad de ajuste puede alojarse preferentemente en una unidad envolvente de manera que puede desplazarse telescópicamente en dirección del eje longitudinal, en donde el accionamiento de regulación está dispuesto entre la unidad de ajuste y la unidad envolvente. Debido a ello se facilita una regulación de longitud telescópica, en donde está configurado un mecanismo de elementos fileteados dispuesto entre la unidad de ajuste y la unidad envolvente (caja de guía, biela de carcasa) de acuerdo con la invención con un dispositivo de bloqueo.

Descripción de los dibujos

Formas de realización ventajosas de la invención se explican con más detalle a continuación mediante los dibujos. En detalle, muestran:

la figura 1 una columna de dirección de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva esquemática,

la figura 2 una vista parcial en perspectiva esquemática de la columna de dirección de acuerdo con la figura 1,

la figura 3 un corte longitudinal a lo largo del eje de husillo roscado por el piñón de husillo de la columna de dirección de acuerdo con la figura 1 y 2 en el estado de funcionamiento normal,

la figura 4 una vista como en la figura 3 durante un caso de choque,

la figura 5 un corte longitudinal a lo largo del eje de husillo roscado por una segunda forma de realización de un piñón de husillo de la columna de dirección de acuerdo con la figura 1 y 2 en el estado de funcionamiento normal,

la figura 6 una vista como en la figura 5 durante un caso de choque,

la figura 7 un corte longitudinal a lo largo del eje de husillo roscado por una tercera forma de realización de un piñón de husillo.

Formas de realización de la invención

En las diversas figuras, las mismas partes están provistas siempre de las mismas referencias y, por eso, solo se mencionan o comentan por regla general también una sola vez en cada caso.

La figura 1 muestra una columna de dirección 1 de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva esquemática lateralmente desde arriba de manera inclinada en el extremo trasero, con respecto a la dirección de conducción de un vehículo no representado, donde se sujeta un volante en este caso no representado en la zona de mando.

La columna de dirección 1 comprende una unidad de soporte 2, que está configurada como consola, que presenta medios de fijación 21 en forma de orificios de fijación, para la colocación de una carrocería del vehículo no representada. Por la unidad de soporte 2 se sujeta una unidad de ajuste 3, que está alojada en una unidad envolvente 4 - designada también como caja de guía o biela de carcasa.

La unidad de ajuste 3 presenta un tubo envolvente 31, en el que está apoyado de manera que puede girar alrededor de un eje longitudinal L un husillo de dirección 32, que se extiende axialmente en dirección longitudinal. En el extremo trasero está configurado en el husillo de dirección 32 una sección de fijación 33, en la que puede colocarse un volante no representado.

La unidad de ajuste 3 puede alojarse para la realización de una regulación de longitud en la unidad envolvente 4 de manera que puede desplazarse a modo de telescopio en dirección del eje longitudinal L, para poder posicionar delante y detrás el volante unido con el husillo de dirección 32 con respecto a la unidad de soporte 2 en dirección longitudinal, tal como se indica con la doble flecha de manera paralela al eje longitudinal L.

La unidad envolvente 4 es colocada de manera giratoria alrededor de un eje de giro S horizontal, que se encuentra transversalmente respecto al eje longitudinal L en un cojinete giratorio 22 en la unidad de soporte 2. En la zona trasera está unida la unidad envolvente 4 a través de una palanca reguladora 41 con la unidad envolvente 4. Mediante un movimiento giratorio de la palanca reguladora 41 por medio de un accionamiento de ajuste en este caso no representado puede hacerse girar la unidad envolvente 4 alrededor del eje de giro S, de manera que puede realizarse una regulación de un volante colocado en la sección de fijación 33 en dirección de altura H, lo que está indicado con la doble flecha.

Un accionamiento de regulación 5 presenta un piñón de husillo con una tuerca de husillo 51, en la que engrana un husillo roscado 52 que se extiende longitudinalmente a su eje de husillo roscado G, o sea está introducido mediante atornillado con su rosca exterior en la rosca interna correspondiente de la tuerca de husillo 51. El eje de husillo roscado G discurre esencialmente de manera paralela al eje longitudinal L.

La tuerca de husillo 51 está colocada de manera que puede girar alrededor del eje de husillo roscado G en una carcasa de cojinete 53, que está unida de manera fija con la unidad envolvente 4. En dirección del eje de husillo roscado G se apoya la tuerca de husillo 51 axialmente a través de la carcasa de cojinete 53 en la unidad envolvente 4.

El husillo roscado 52 está unido con la unidad de ajuste 3 con un elemento de fijación 54 configurado en su extremo trasero a través de un dispositivo de absorción de energía 6, y concretamente de manera fija en dirección del eje de husillo roscado G o bien del eje longitudinal L y de manera estacionaria con respecto al giro alrededor del eje de husillo roscado G. Esto puede deducirse de la representación en la figura 2, en la que la unidad envolvente 4 y la carcasa de cojinete 53 están omitidas para la mejor visión.

El husillo roscado 52 está unido a través del elemento de fijación 54 con un elemento de transmisión 61, que por su parte está unido con la unidad de ajuste 3. Para ello engrana el elemento de transmisión 61 en el extremo delantero de una ranura de deformación 62, que se extiende por la longitud de un recorrido de desplazamiento V exteriormente en el tubo envolvente 31 del dispositivo de ajuste 3 de manera paralela al eje longitudinal L hacia atrás. El elemento de transmisión 61 es adecuado en cooperación con la ranura de deformación 62 para absorber energía en el caso de choque, es decir, para transformar, en el dispositivo de absorción de energía 6 con un movimiento relativo que se produce en el caso de choque en dirección longitudinal entre la unidad de ajuste 3 y el husillo roscado 52, energía cinética en deformación plástica del tubo envolvente 31 en la zona de la ranura de deformación 62, tal como se explica aún a continuación.

El elemento de transmisión 61 se extiende desde la unidad de ajuste 3 por una abertura de paso 42 en forma de ranura en la unidad envolvente 4. Para la regulación de la columna de dirección 1 puede moverse a lo largo el elemento de transmisión 61 libremente en la abertura de paso 42 en dirección longitudinal.

Para la regulación motora presenta el accionamiento de regulación 5 un servomotor 55 eléctrico, por el que puede accionarse de manera giratoria una hélice 56, que engrana en un engranaje 57 giratorio exteriormente en la tuerca de husillo 51 de manera coaxial al eje de husillo roscado G. A través del engranaje helicoidal formado de esta manera puede accionarse la tuerca de husillo 51 por el servomotor 55 de manera giratoria con respecto al eje de husillo roscado G con respecto al husillo roscado 52 estacionario. Debido a ello puede desplazarse - dependiendo de la dirección de giro del servomotor 55 - el husillo roscado 52 en dirección del eje de husillo roscado G de manera translatoria con respecto a la tuerca de husillo 51, y de manera correspondiente se regula el dispositivo de ajuste 3 unido con el husillo roscado 52 con respecto a la unidad envolvente 4 unida con la tuerca de husillo 51 en dirección del eje longitudinal L.

La figura 3 muestra un corte longitudinal a lo largo del eje de husillo roscado G por el accionamiento de regulación 5 en la zona de la carcasa de cojinete 53. En ésta puede distinguirse que la tuerca de husillo 51 está colocada en dos cojinetes radiales 58, que en el ejemplo representado están configurados como cojinete de bolas, con respecto a la rotación de manera giratoria alrededor del eje de husillo roscado G en la carcasa de cojinete 53.

Un dispositivo de bloqueo 7 de acuerdo con la invención comprende un primer elemento de bloqueo 71, que está dispuesto de manera fija en la carcasa de cojinete 53, y concretamente de manera axial, de manera opuesta en dirección del eje de husillo roscado G un segundo elemento de bloqueo 72, que está configurado en la tuerca de husillo 51.

En la figura 3 está representada la posición de aflojamiento o de liberación del dispositivo de bloqueo 7, lo que puede distinguirse en que los elementos de bloqueo 71 y 72 tengan una distancia axial uno de otro, y no estén engranados entre sí. De manera correspondiente puede hacerse girar libremente la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53 alrededor del eje de husillo roscado G, y puede accionarse de manera giratoria para la regulación de la columna de dirección 1 por el servomotor 55.

Tal como se ha explicado anteriormente, se apoya la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53 en dirección del eje de husillo roscado G o bien del eje longitudinal L esencialmente paralelo a esto. Para permitir una activación del dispositivo de bloqueo 7, puede desplazarse la tuerca de husillo 51 axialmente en dirección al eje de husillo roscado G en la carcasa de cojinete 53 entre dos contrasoportes 73 y 74 axiales, que se forman por superficies axiales dirigidas internamente contra la tuerca de husillo 51.

La posición de aflojamiento representada en la figura 3 se observa en el estado de funcionamiento normal debido a que un elemento de seguridad configurado como elemento de resorte 75, concretamente como resorte de disco cónico, en el primer contrasoporte 73, a la izquierda en la representación, y la tuerca de husillo 51 en dirección axial del eje de husillo roscado G, en el dibujo hacia la derecha, aprieta con la fuerza elástica F contra el segundo contrasoporte 74. Debido a ello se mantienen a distancia los dichos elementos de bloqueo 71 y 72. La fuerza elástica F del elemento de resorte 75 se selecciona tan alta que éste no se comprima tanto con la fuerza ejercida en el funcionamiento normal sobre la unidad de ajuste 3 en dirección longitudinal a través del volante y durante la regulación de la columna de dirección 1, que no sobrepasa un valor umbral predeterminado, de modo que los elementos de bloqueo 71 y 72 no puedan entrar en contacto. Con otras palabras, el elemento de resorte 75 retiene el dispositivo de bloqueo 7 en posición de aflojamiento, cargando éste el dispositivo de bloqueo 7 contra la posición de bloqueo, que está representado en la figura 4.

La figura 4 muestra una vista comparable a la figura 3, sin embargo en la situación durante un choque. A este respecto se ha ejercido sobre el husillo roscado 52 en dirección del eje de husillo roscado G una fuerza de choque C, y concretamente dirigida contra la fuerza elástica F del elemento de resorte 75, dirigida al contrasoporte 73, esto está en el dibujo hacia la izquierda. Debido a ello se comprimió el elemento de resorte 75 y se mueve la tuerca de husillo 51 a una distancia A, que indica la capacidad de desplazamiento axial de la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53, con respecto el contrasoporte 73 hacia la izquierda. A este respecto se ha engranado el primer elemento de bloqueo 71 axialmente con el segundo elemento de bloqueo 72. Debido a ello se bloquea el giro de la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete. Esto se consigue por ejemplo debido a que el primer elemento de bloqueo 71 forma un elemento de arrastre de forma que sobresale hacia el interior de manera fija desde la carcasa de cojinete 53, que mediante el desplazamiento axial en un elemento de bloqueo 72 configurado en el lado exterior o en el lado frontal, que forma un correspondiente elemento de arrastre de forma, engrana en la tuerca de husillo 51 por arrastre de forma. Por ejemplo puede formarse el elemento de bloqueo 71 mediante un pasador o saliente, que engrana en el engranaje 57, y debido a ello bloquea el giro de la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53.

Mediante el bloqueo de la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53 se bloquea el giro relativo del husillo roscado 52 y la tuerca de husillo 51 de acuerdo con la invención. El accionamiento de regulación 5 se fija mediante la fuerza de choque C que actúa en el caso de choque en la posición de regulación momentánea. De manera correspondiente, el husillo roscado 52 tampoco en caso de fuerzas C extremadamente altas ya no puede deslizarse en dirección del eje de husillo roscado G por la tuerca de husillo 51, el accionamiento de regulación 5 forma en consecuencia una unión fija entre la unidad envolvente 4, el dispositivo de absorción de energía 6 y la unidad de ajuste 3.

De manera correspondiente se transmite en el caso de choque la energía cinética introducida a través del husillo roscado 52 al elemento de transmisión 61. El elemento de transmisión 61 tiene una anchura más grande que la ranura de deformación 62, en la que éste está colocado. Mediante la alta fuerza que actúa exclusivamente en el caso de choque en dirección longitudinal, que es mayor que el valor umbral de la fuerza desenclavadora predeterminada por la fuerza elástica F del dispositivo de bloqueo 7, se hace pasar por la fuerza el elemento de transmisión 61 en dirección longitudinal por la ranura de deformación 62, que se ensancha a este respecto con deformación plástica. Gracias a la invención, en cada caso está en contacto el pico de fuerza completo que se produce en el caso de choque con el dispositivo de absorción de energía 6, de modo que puede realizarse la reducción de energía pretendida, a ser posible uniforme por todo el recorrido de regulación V.

Las figuras 5 y 6 muestran otra forma de realización de la invención, en la figura 5 en posición de aflojamiento, y en la figura 6 en posición de bloqueo. La estructura y la función corresponden a la realización representada en las figuras 3 y 4 con la diferencia de que los elementos de bloqueo 71 y 72 están dispuestos en superficies de contacto cónicas en el lado frontal, y concretamente el elemento de bloqueo 71 en un cono interno concéntrico en la carcasa de cojinete 53, y el elemento de bloqueo 72 en una sección cónica coaxial a esto en la tuerca de husillo 51. Los elementos de bloqueo pueden estar configurados por ejemplo como elementos de arrastre de fuerza, que tienen un valor de rozamiento alto de modo que se garantiza un bloqueo de la tuerca de husillo 51 en la carcasa de cojinete 53 en el caso de choque. Pueden estar previstos como alternativa o adicionalmente elementos de arrastre de forma axiales, en el lado frontal, que están unidos entre sí por arrastre de forma en la posición de bloqueo mostrada en la figura 6, por ejemplo engranajes que engranan uno en otro o similares.

La figura 7 muestra una forma de realización alternativa, en la que en lugar de la tuerca de husillo 51 está configurado el engranaje 57 en una rueda helicoidal 571, que está unida de manera fija frente al giro con el husillo roscado 52. Mediante el servomotor 55 está apoyado en consecuencia el husillo roscado 51 para la regulación alrededor del eje de husillo roscado G en la unidad envolvente 4.

En la situación representada en la figura 7 se ha realizado la acción de una fuerza de choque C, tal como en la figura 4 o 6. Debido a ello se mueve junto con el husillo roscado 51 la rueda helicoidal 571 en la carcasa de cojinete 53 contra la fuerza elástica del elemento de resorte 75 en dirección contra el contrasoporte 73.

En el lado frontal axial del husillo roscado 51 está dispuesto un elemento de bloqueo 721 de acuerdo con la invención, que puede estar configurado como elemento de arrastre de fuerza y/o de arrastre de forma. Axialmente opuesto al dicho lado frontal está dispuesto un elemento de bloqueo 711 en el lado interno cerrado de la carcasa de cojinete 53, que está configurado de manera correspondiente al elemento de bloqueo 721, por ejemplo como elemento de arrastre de fuerza y/o de arrastre de forma. Cuando en el caso de choque, tal como se representa, los elementos de bloqueo 711 y 721 engranan en el caso de choque, está bloqueado el giro del husillo roscado 51. La tuerca de husillo 51 no representada en este caso, en la que engrana el husillo roscado 52, está fijada firmemente en la unidad de ajuste 3, de modo que durante el bloqueo del husillo roscado 52 en la carcasa de cojinete 53 está bloqueado igualmente con respecto a un giro relativo. Debido a ello se garantiza al igual que en las realizaciones de acuerdo con las figuras anteriores que el piñón de husillo en el caso de choque forma un elemento de transmisión de fuerza inflexible, rígido entre el tubo envolvente 4, la unidad de ajuste 3 y el dispositivo de absorción de energía 6. De esto resultan las ventajas descritas de la invención.

Lista de referencias

1 Columna de dirección

2 Unidad de soporte

21 Medio de fijación

22 Cojinete giratorio

3 Unidad de ajuste

31 Tubo envolvente

32 Husillo de dirección

33 Sección de fijación

4 Unidad envolvente

41 Palanca reguladora

42 Abertura de paso

5 Accionamiento de regulación

51 Tuerca de husillo

52 Husillo roscado

53 Carcasa de cojinete

54 Elemento de fijación

55 Servomotor

56 Hélice

57 Engranaje

571 Rueda helicoidal

58 Cojinete radial

6 Dispositivo de absorción de energía

61 Elemento de transmisión

62 Ranura de deformación

7 Dispositivo de bloqueo

71,711 Elemento de bloqueo

72,721 Elemento de bloqueo

73, 74 Contrasoporte

75 Elemento de resorte

L Eje longitudinal

H Dirección de altura

Eje de husillo roscado Recorrido de desplazamiento Fuerza elástica

Fuerza de choque

Distancia

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Columna de dirección (1) regulable de manera motora para un vehículo, con una unidad de soporte (2), que puede colocarse en una carrocería del vehículo, y la cual sujeta una unidad de ajuste (3), en la que está apoyado de manera giratoria alrededor de un eje longitudinal (L) un husillo de dirección (32), y con un accionamiento de regulación (5), que está unido a la unidad de soporte (2) y a la unidad de ajuste (3), y por el que puede regularse la unidad de ajuste (3) con respecto a la unidad de soporte (2), en donde el accionamiento de regulación (5) presenta una unidad de accionamiento (55) y un husillo roscado (52) que engrana en una tuerca de husillo (51) con un eje de husillo roscado (G), en donde el husillo roscado (52) y la tuerca de husillo (51) pueden accionarse de manera giratoria uno con respecto a otro mediante la unidad de accionamiento (55) alrededor del eje de husillo roscado (G), caracterizada por que el accionamiento de regulación (5) presenta un dispositivo de bloqueo (7), que puede adoptar una posición de aflojamiento y una posición de bloqueo, y que se activa en el caso de choque y puede llevarse a una posición de bloqueo para el bloqueo del husillo roscado (52) con respecto a la tuerca de husillo (51).

2. Columna de dirección según la reivindicación 1, caracterizada por que entre la unidad de ajuste (3) y la unidad de soporte (2) está dispuesto un dispositivo de absorción de energía (6).

3. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el dispositivo de bloqueo (7) en la posición de bloqueo bloquea un giro del husillo roscado (52) con respecto a la tuerca de husillo (51).

4. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el dispositivo de bloqueo (7) presenta elementos de bloqueo (71, 72, 711, 721) que pueden engranarse entre sí en la posición de bloqueo.

5. Columna de dirección según la reivindicación 4, caracterizada por que los elementos de bloqueo (71, 72, 711, 721) están dispuestos en la tuerca de husillo (51) y/o la unidad de soporte (2) y/o el husillo roscado (52) y/o la unidad de ajuste (3).

6. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada por que los elementos de bloqueo (71, 72, 711, 721) están configurados como elementos de arrastre de forma y/o elementos de arrastre de fuerza.

7. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por que los elementos de bloqueo (71, 72, 711, 721) para la generación de la posición de bloqueo pueden engranarse entre sí axialmente en dirección del eje de husillo roscado (G).

8. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el dispositivo de bloqueo (7) presenta un elemento de seguridad (75).

9. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tuerca de husillo (51) o el husillo roscado (52) están apoyados de manera giratoria en una carcasa de cojinete (53) unida a la unidad de soporte (2), en donde la tuerca de husillo (51) o el husillo roscado (52) y la carcasa de cojinete (53) presentan elementos de bloqueo (71, 72, 711, 721) correspondientes, que pueden engranarse entre sí.

10. Columna de dirección según la reivindicación 8, caracterizada por que la tuerca de husillo (51) o el husillo roscado (52) están apoyados en la carcasa de cojinete (53) de manera que pueden desplazarse axialmente en dirección del eje de husillo roscado (G).