WO2008003794A1 - Disposición para árbol telescópico - Google Patents

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Melchor Daumal Castellon
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    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Definitions

  • the invention relates to an arrangement consisting in the design of elastic means applicable to telescopic shafts, which allow on the one hand the controlled sliding of a male member inside a female member of which they are part of said telescopic trees, and on the other hand the transmission of a torque, all in the trees of which are used in the steering columns for motor vehicles and the like from the steering wheel in solidarity at one end of the tree, to the wheels located at the lower end and mounted with other elements together with the steering box.
  • the purpose of the invention is to have said arrangement with a solution that allows to have two support points axially of the tree, while achieving a way to avoid play between the members that are part of said tree, and the possible vibrations between them that are transmitted to the whole address, resulting in noise and annoying vibrations for the user.
  • Another purpose of the invention is the function of said elastic means beyond their specific shapes, that is to say that the elastic means devised are applicable to any possible configuration of members not only the circular, but the triangular and any type of polygonal section .
  • said elastic means allow a very high and constant stiffness of the tree in both longitudinal and transverse directions, contrary to what happens in the state of the art that you want to innovate.
  • Another of the purposes of the invention is to have an arrangement that allows two support points in the longitudinal direction that allows a high value of flexural stiffness, with very tight tolerances.
  • the recommended invention will be formed by two members, a male member and a female member, the male member slides longitudinally through the interior of the female thanks to being provided on their respective lateral surfaces with striated areas, said striated areas end at one of their ends in fins, whose flexibility outwards (in the case of the male axis) and inwards (in the case of the female axis) is guaranteed, having provided in the intermediate zone of both members of a recessed zone that is to say with less material that allows in combination with longitudinal grooves provided on said extremities, that said fins have a certain flexibility, and push outward and inward steadily and invariably with time and unfavorable contour conditions (torsional stresses in vehicle life) , to fit inside an inner bushing provided with a perimeter groove that in combination with some grooves
  • the longitudinal edges delimit fins that push outwardly to those of the male member, and that slide the fins of the male member outward, pressing the grooved inner surface of the female member at whose end constructed like the male is surrounded by elastic
  • Figure 2 is a perspective view of a male member (11) before inserting the inner sleeve (17) by one of its ends.
  • Figure n to 2 is a partial and enlarged perspective of the previous figure.
  • Figure 2 is a partial perspective view of a male member (21) at whose end the inner sleeve (17) has been inserted.
  • Figure 2 is a perspective view of a female member (21) with a grooved inner surface (25), the end of which is surrounded by elastic means formed by an outer sleeve (22).
  • Figure 2 is a partial perspective view of a female member (21) at whose end the outer sleeve (22) is mounted surrounding it.
  • the arrangement designed for the union of a male member (11) and a female member (21) forming a telescopic shaft (10) not shown in the figures is the one that combines mechanized elastic means at end of the male member (11), whose function is to push the wall of said member (11) at its end outward to force to be permanently in contact with the inner wall of the female member (21), reinforcing the union of the members ( 11-21) by means that surround it and provide a radial force inward, affecting the walls of (11-21).
  • the male member (11) as can be seen in Figures 2, 1, 2 and 3 is a preferably tubular part although any type of cross section is possible, its outer surface (12) is partially affected by a striated surface (13 ), at which end a mechanization consisting of a perimeter recess (14) has been carried out, whose mission is to reduce the thickness of material in the area of said recess (14), which in combination with grooves (15) made in The longitudinal direction allows the fins (16) to show a certain flexibility when an inner sleeve (17), preferably made of steel strip, is introduced inside the end of the member (21), although it is also possible to manufacture it in other materials.
  • the inner bushing (17) as can be seen in figures n to 1 and 2 is configured according to a preferably cylindrical body although other configurations according to the cross section of (21) are possible, and a recess is provided therein. (19) to fit the recess (14) of the member (21), and grooves (15) that delimit in the strap fins (20) that are internally superimposed on the fins (16) of the male member (11), so that they push them outward with a determined and constant force over time, despite the influence of the temperature and torsional stresses generated by rotating the telescopic shaft (10), by the user's action on the steering wheel of The address of the car.
  • the recommended arrangement comprises a female member (21) provided on its inner surface with a striated area (25) having been provided at one of the ends of the member (21) and in its vicinity of a perimeter recess (26), not shown in the figures, which in combination with longitudinal grooves (27) allow some flexibility of fins (28), so that when the male member (11) enters the interior of (21) the striated areas (13-25) fit ) respectively of the members (11-21) and additionally the inner sleeve (17) pushes the fins (16) against the striated surface (25).
  • the recommended arrangement comprises an outer bushing (22) that is located around the end of the female member (21), the same having been projected so as to present a configuration according to the female member (21) in the cylindrical figure n 2 5, and in which longitudinal grooves (23) have been practiced so as to allow a certain elasticity of the fins

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Abstract

La invención se refiere a una disposición consistente en el diseño de unos medios elásticos aplicables a los árboles telescópicos, que permiten por una parte el deslizamiento controlado de un miembro macho en el interior de un miembro hembra de los que forman parte de dichos árboles telescópicos, y por otra parte la transmisión de un par de torsión, todo ello en los árboles de los que se utilizan en las columnas de dirección para los vehículos automóviles y similares desde el volante solidarizado en uno de los extremos del árbol, a las ruedas situadas en el extremo inferior y montadas con otros elementos junto con la caja de dirección.

Description

"DISPOSICIÓN PARA ÁRBOL TELESCÓPICO"
Más concretamente, la invención se refiere a una disposición consistente en el diseño de unos medios elásticos aplicables a los árboles telescópicos, que permiten por una parte el deslizamiento controlado de un miembro macho en el interior de un miembro hembra de los que forman parte de dichos árboles telescópicos, y por otra parte la transmisión de un par de torsión, todo ello en los árboles de los que se utilizan en las columnas de dirección para los vehículos automóviles y similares desde el volante solidarizado en uno de los extremos del árbol, a las ruedas situadas en el extremo inferior y montadas con otros elementos junto con la caja de dirección. La finalidad de la invención es la de contar con dicha disposición con una solución que permita el contar con dos puntos de apoyo en sentido axial del árbol, a la vez que se consigue la forma de evitar el juego entre los miembros que forman parte de dicho árbol, y las posibles vibraciones entre los mismos que se transmiten al conjunto de la dirección, traduciéndose en ruidos y vibraciones molestos para el usuario.
Existen en el mercado y por tanto pueden considerarse como estado de la técnica distintas soluciones aplicable a los árboles telescópicos tales como las que se describe y reivindica en el Modelo de Utilidad del mismo titular na 200001191 cuyo objeto es un "Árbol telescópico de los destinados a la integración en columnas de dirección de vehículos automóviles perfeccionado" en cuya primera reivindicación se describe unas zonas anulares también llamadas gargantas en las que se sitúan las correspondientes juntas para posteriormente sobre-moldear unos anillos de plástico los cuales ocupan una posición intermedia entre el miembro macho y el miembro hembra del árbol telescópico. La utilización de materiales elásticos como medios para evitar ruidos y vibraciones entre los miembros que forman parte de un árbol telescópico, ha sido objeto de otras patentes, sin embargo si bien inicialmente han pasado todas pruebas usuales en este tipo de componentes, la utilización prolongada una vez se ha incorporado a los automóviles ha revelado inconvenientes, por cuanto una vez se ha transformado las propiedades elásticas iniciales de dichos materiales los mismos han dejado de ser un medio de filtraje y aparecer ruidos y vibraciones nuevamente, ello como consecuencia de la degradación del elemento elástico (que normalmente suele ser plástico) en el transcurso de la vida útil del vehículo perdiendo el eje telescópico su rigidez torsional inicial, ello como consecuencia de la acción prolongada del calor y la suciedad sobre el acabado que se utiliza para proteger a dichos materiales elásticos, por lo cual la elasticidad que aportan se extingue y reaparece el problema para el cual habían sido la solución esperada. La invención preconizada tiene por finalidad el diseño de unos medios elásticos entre los miembros macho y hembra del árbol telescópico que mantengan sus propiedades a lo largo del tiempo (vida útil del vehículo) a pesar de los esfuerzos de torsión a los que son sometidos dichos miembros en posición de trabajo normal.
Otro de los fines de la invención es la función de dichos medios elásticos más allá de sus formas especificas, es decir que los medios elásticos ideados son aplicables a cualquier configuración posible de miembros no solo la circular, sino la triangular y cualquier tipo de sección poligonal.
Otro de los fines de la invención es la que dichos medios elásticos permitan una rigidez del árbol muy elevada y constante en el tiempo tanto en el sentido longitudinal como en el transversal, al contrario de lo que sucede en el estado de la técnica que se quiere innovar.
Otro de los fines de la invención es la de poder contar con una disposición que permita dos puntos de apoyo en sentido longitudinal que permita un valor alto de rigidez flexural, con unas tolerancias muy ajustadas.
La invención preconizada estará formada por dos miembros , un miembro macho y un miembro hembra, el miembro macho desliza longitudinalmente por el interior del hembra merced a estar dotados en sus superficies laterales respectivas de zonas estriadas, dichas zonas estriadas finalizan por uno de sus extremos en unas aletas, cuya flexibilidad hacia fuera (en el caso del eje macho) y hacia adentro (en el caso del eje hembra) queda garantizada, al haber previsto en la zona intermedia de ambos miembros de una zona rehundida es decir con menor material que posibilita en combinación con unas ranuras longitudinales previstas en dichas extremidades el que dicha aletas tengan una cierta flexibilidad, y empujen hacia fuera y hacia adentro de forma constante e invariable con el tiempo y las condiciones de contorno desfavorables (esfuerzos de torsión en vida útil del vehículo) , al encajar en su interior un casquillo interior provisto de una ranura perimetral que en combinación con unas ranuras longitudinales delimita unas aletas que empujan hacia afuera a las del miembro macho, y que deslizan las aletas del miembro macho hacia afuera, presionando la superficie interior ranurada del miembro hembra en cuyo extremo construido al igual que el macho se rodea por unos medios elásticos que suministran unas fuerzas radiales y normales al miembro hembra y también al macho hacia adentro .
Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación de da, en los que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompaña, en los que se representa a título ilustrativo pero no limitativo de la invención una realización preferida de la invención.
Sigue a continuación una relación detallada de los números que se muestran en los planos para mejor identificar los distintos elementos de la invención; (10) árbol telescópico, (11) miembro macho, (12) superficie exterior de (11) , (13) zona estriada exterior de (11) ,
(14) rehundido de (13), (15) ranuras de (13), (16) aletas de (13), (17) casquillo interior, (18) ranuras de (17),
(19) rehundido de (17), (20) aletas de (17), (21) miembro hembra, (22) casquillo exterior, (23) ranuras de (22),
(24) aletas de (22), (25) superficie estriada de (21),
(26) rehundido de (21), (27) ranuras longitudinales de (21), y (28) aletas de (21).
La figura n2 1 es una perspectiva de un miembro macho (11) antes de insertar por uno de sus extremos el casquillo interior (17).
La figura na 2 es una perspectiva parcial y ampliada de la figura anterior.
La figura n2 3 es una perspectiva parcial de un miembro macho (21) en cuyo extremo se ha insertado el casquillo interior (17) .
La figura n2 4 es una perspectiva de un miembro hembra (21) de superficie interior estriada (25), cuyo extremo esta rodeado de unos medios elásticos formados por un casquillo exterior (22) .
La figura n2 5 es una perspectiva parcial de un miembro hembra (21) en cuyo extremo se ha montado el casquillo exterior (22) rodeando el mismo.
En una de las realizaciones preferidas de la invención la disposición ideada para la unión de un miembro macho (11) y un miembro hembra (21) formando un árbol telescópico (10) no representado en las figuras, es la que combina unos medios elásticos mecanizados en el extremo del miembro macho (11) , cuya función es empujar la pared de dicho miembro (11) en su extremo hacia fuera para obligar a estar permanentemente en contacto con la pared interior del miembro hembra (21) , reforzándose la unión de los miembros (11-21) mediante unos medios que rodean la misma y suministran una fuerza radial hacia adentro, afectando a las paredes de (11-21) .
El miembro macho (11) tal y como puede verse en las figuras n2 1, 2 y 3 es una pieza preferentemente tubular aunque es posible cualquier tipo de sección transversal, su superficie exterior (12) está afectada parcialmente por una superficie estriada (13), en cuyo extremo se ha procedido a ejecutar una mecanización consistente en un rehundido perimetral (14) , cuya misión es rebajar el espesor de material en la zona de dicho rehundido (14) , que en combinación con unas ranuras (15) practicadas en sentido longitudinal permiten que las aletas (16) muestren una cierta flexibilidad al introducirse en el interior del extremo del miembro (21) un casquillo interior (17) , fabricado preferentemente en fleje de acero, aunque es posible fabricarlo también en otros materiales .
El casquillo interior (17) tal y como puede verse en las figuras na 1 y 2 está configurado según un cuerpo preferentemente cilindrico aunque son posibles otras configuraciones acordes con la sección transversal de (21) , y en el mismo se ha previsto un rehundido (19) para encajar con el rehundido (14) del miembro (21) , y unas ranuras (15) que delimitan en el fleje unas aletas (20) que se superponen interiormente a las aletas (16) del miembro macho (11) , de manera que empujan las mismas hacia afuera con una fuerza determinada y constante en el tiempo, a pesar de la influencia de la temperatura y esfuerzos torsionales que se generan al girar el árbol telescópico (10) , por la acción del usuario sobre el volante de la dirección del automóvil. La ventaja de esta disposición es la posibilidad de elegir fuerzas de distinta magnitud en función de la fuerza que se desea ejercer en dirección normal al eje ideal que pasa por el centro de los miembros machos y hembras (11-21) , la construcción y materiales elegidos para el casquillo (17) posibilitan toda una gama de fuerzas en función de las necesidades .
Adicionalmente la disposición preconizada comprende un miembro hembra (21) provisto en su superficie interior de una zona estriada (25) habiéndose previsto en uno de los extremos del miembro (21) y en sus proximidades de un rehundido perimetral (26) , no representado en las figuras, que en combinación con unas ranuras longitudinales (27) permite una cierta flexibilidad de unas aletas (28) , de manera que al entrar el miembro macho (11) en el interior de (21) encajan las zonas estriadas (13-25) respectivas de los miembros (11-21) y adicionalmente el casquillo interior (17) empuja a las aletas (16) contra la superficie estriada (25) . Adicionalmente la disposición preconizada comprende un casquillo exterior (22) que se sitúa rodeando el extremo del miembro hembra (21) , habiéndose proyectado el mismo de manera que presente una configuración acorde con el miembro hembra (21) en la figura n2 5 cilindrica, y en la que se han practicado unas ranuras longitudinales (23) de manera que permite una cierta elasticidad de las aletas
(24), ejerciendo las (23) una fuerza normal hacia adentro presionando con esta disposición según es una de las finalidades de la invención el árbol telescópico (10) permanentemente por dos puntos, uno de ellos el extremo del miembro macho (11) en el interior del hembra (21) en la posición que ocupe, el segundo punto el extremo del miembro hembra (21) sobre el miembro macho (11) en la posición que ocupe. Descrita suficientemente la presente invención en combinación con los planos anexos, fácil es comprender que podrán introducirse en los mismos cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no se modifique la esencia de la invención que queda resumida en las siguientes reivindicaciones .

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S:
Ia - "DISPOSICIÓN PARA ÁRBOL TELESCÓPICO" de los que están formados por dos miembros preferentemente tubulares, aunque son posibles otras configuraciones, uno de ellos el miembro macho que ocupa una posición interior, que se encaja en un miembro hembra exterior, proveyéndose de forma preferente una superficie estriada en una parte o más de dichos miembros, de manera que permite el deslizamiento axial del miembro macho en el interior del miembro hembra, pudiéndose estar dotados ambos miembros de medios de absorción de energía en caso de choque, así como de medios de inmovilización longitudinal entre ambos miembros, para que hagan posible dicho desplazamiento axial, caracterizada en que el miembro macho (11) estará afectado parcialmente en su superficie exterior (12) por una zona estriada (13) en las proximidades de uno de sus extremos, previéndose en (11) y en su superficie estriada
(13) de un rehundido (14) que afecta a todo el perímetro de (11) , delimitando en combinación con una o más ranuras (15) unas aletas (16) ligeramente expandidas hacia afuera sobre (16) , encajándose en el interior de (16) , unos medios elásticos que suministran una fuerza normal hacia fuera, y rodeando a las aletas (16) unos medios elásticos que suministran una fuerza normal hacia adentro. 2a - "DISPOSICIÓN PARA ÁRBOL TELESCÓPICO" según la primera reivindicación caracterizada en que los medios elásticos que suministran una fuerza normal hacia fuera al miembro macho (11) y a las aletas (16) presentes en uno de los extremos de (11) están formados por un casquillo interior (17) , provisto en su zona intermedia de un rehundido (19) que en combinación con una ranuras longitudinales (18) delimita unas aletas (20) , encajándose dicho casquillo (17) en el interior del extremo del miembro macho (11) . 3 a - "DISPOSICIÓN PARA ÁRBOL TELESCÓPICO" según la primera reivindicación caracterizada en que los medios elásticos que suministran una fuerza normal hacia adentro sobre el miembro macho (11) y sus aletas (16) , están formados por un casquillo exterior (22) que en combinación con unas ranuras (23) delimitan unas aletas (24), montándose de manera que rodea el extremo del miembro hembra (21) .
4 a - "DISPOSICIÓN PARA ÁRBOL TELESCÓPICO" según la primera reivindicación caracterizada en que la sección de los miembros macho (11) y miembro hembra (21) será circular en una de las realizaciones posibles.
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