Guía de cremallera que es para un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera y comprende:

un cuerpo (23) de la guía de cremallera que tiene una superficie cóncava (21) que entra en contacto deslizante con una cremallera (9) y tiene una superficie receptora de la presión (22) para recibir una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera (9);

un elemento deformable elásticamente (24) dispuesto sobre un lado de una superficie receptora de la presión (22) de dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera; y

un elemento de presión (25) para aplicar a dicho elemento deformable elásticamente (24) una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera (9);

estando dicho elemento deformable elásticamente (24) dispuesto entre dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y dicho elemento de presión (25) para así abombarse en una dirección perpendicular a la dirección de la fuerza de presión al ser deformado elásticamente por la fuerza de presión dirigida desde dicho elemento de presión (25) hacia la cremallera (9);

incluyendo dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera una parte principal (26) del cuerpo que tiene la superficie cóncava (21) y la superficie receptora de la presión (22);

estando dicha guía de cremallera caracterizada por el hecho de que:

cada uno de los miembros del grupo que consta de dicho elemento deformable elásticamente (24) y dicho elemento de presión (25) tiene un orificio pasante (27, 28), y dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera incluye una parte de soporte (29) que en uno de sus extremos es enteriza con la parte principal (26) del cuerpo y atraviesa cada uno de los orificios pasantes (27, 28) de dicho elemento deformable elásticamente (24) y de dicho elemento de presión (25); y

dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera tiene en el otro extremo de la parte de soporte (29) una hendidura (34) para facilitar la introducción de la parte de soporte (29) en los orificios pasantes (27, 28), así como una parte protuberante (36) para impedir que la parte de soporte (29) se salga del orificio pasante de dicho elemento de presión (25)

Guía de cremallera y dispositivo de dirección por piñón y cremallera que usa la guía de cremallera.

Ámbito técnico

La presente invención se refiere a una guía de cremallera destinada a ser usada en un vehículo tal como un automóvil para efectuar la conducción haciendo que gire un piñón en interconexión con el accionamiento de un volante de dirección en rotación y haciendo que se desplace en vaivén una cremallera que tiene dientes de cremallera engranados con el piñón, así como a un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera que tiene la guía de cremallera.

Antecedentes de la técnica

Un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera consta en general de una caja del engranaje, un piñón que por medio de un eje del piñón es soportado por esta caja del engranaje de forma tal que es giratorio, una cremallera en la cual están formados dientes de cremallera que están engranados con este piñón, una guía de cremallera que está dispuesta en la caja del engranaje de forma tal que soporta a la cremallera de tal manera que la misma es desplazable por deslizamiento, y un resorte de espiras para presionar a esta guía de cremallera hacia la cremallera.

En un aparato de dirección así, del tipo de los de piñón y cremallera, en las partes de engrane del piñón y de los dientes de cremallera de la cremallera las fuerzas orientadas en direcciones mutuamente opuestas actúan en conjunción con la rotación del eje del piñón de forma tal que se produce flexión en la cremallera y llega a ser grande el juego en la dirección de la fila de dientes de cremallera. Como resultado de ello se generan sonidos de golpeteo entre las partes de engrane de los dientes de cremallera y del piñón. Por consiguiente se prevé una guía de cremallera que tiene una superficie cóncava que es en general una superficie cóncava semicilíndrica que en el lado que queda enfrentado al eje del piñón tiene una pequeña resistencia de rozamiento con respecto a la cremallera. La superficie cóncava de esta guía de cremallera es presionada contra la cremallera por la fuerza de presión elástica del resorte de espiras. La disposición prevista es tal que mientras que la resistencia de rozamiento en condiciones de deslizamiento con la cremallera es reducida poniendo a la superficie cóncava de la guía de cremallera en contacto deslizante con la cremallera, se suprime el juego en la dirección de la fila de dientes de cremallera, para con ello reducir los sonidos de golpeteo en las partes de engrane de los dientes de cremallera y del piñón.

La DE 19811917 A1 da a conocer una guía de cremallera según la parte precaracterizante de la reivindicación 1.

Exposición de la invención

Se han propuesto entre otras como guías de cremallera las que se hacen usando un metal o aluminio sinterizado o una aleación de aluminio. En cualquiera de estas guías de cremallera se prevé un huelgo de aproximadamente 20 µm o de alrededor de dicha medida entre la guía de cremallera y una superficie interior de la caja del engranaje. Sin embargo, incluso en el caso en el que se prevé un huelgo así, si se le aplica una carga radial a la guía de cremallera debido a la torsión de los dientes que se produce en el engrane entre el piñón y los dientes de cremallera y debido a la acción que desde las ruedas es efectuada en ambos extremos de la cremallera, posiblemente la guía de cremallera es fuertemente presionada contra la superficie interior de la caja del engranaje. En este estado, en conjunción con la fuerza de presión que se produce debido al resorte de espiras, los dos elementos que consisten en la guía de cremallera y la caja del engranaje están en el estado de los llamados metales de composición similar, con lo cual aumenta la resistencia de rozamiento, y por consiguiente se produce desgaste por adherencia. Así surge el problema de que se ve obstaculizado el movimiento de la guía de cremallera en dirección hacia la cremallera.

Para superar el problema anteriormente descrito se ha propuesto una guía de cremallera a la cual está unido un elemento amortiguador tal como un aro tórico. Sin embargo, si se une el elemento amortiguador tal como el aro tórico, la carga del resorte de espiras deviene grande debido a la resistencia al deslizamiento en el movimiento de deslizamiento entre el elemento amortiguador y la superficie interior de la caja del engranaje, y es probable que en el resorte de espiras se produzca deformación permanente (deterioro). Si la fuerza de presión elástica del resorte de espiras llega a ser insuficiente debido a esta deformación permanente, se produce el rebote de la guía de cremallera y la guía de cremallera choca contra la caja del engranaje. Esto también induce un ruido anormal (sonidos de golpeteo).

Por añadidura, si es grande la fuerza de presión elástica contra la superficie cóncava de la guía de cremallera, es posible reducir los sonidos de golpeteo en las partes de engrane de los dientes de cremallera y del piñón. Sin embargo, se requiere una gran fuerza para la operación de girar el volante de dirección, y empeora la maniobrabilidad. Por otro lado, si es pequeña la fuerza de presión elástica contra la superficie cóncava de la guía de cremallera, la maniobrabilidad mejora, pero es difícil lograr una reducción de los sonidos de golpeteo, con lo cual se hace dificultosa la operación de ajustar óptimamente la fuerza de presión elástica.

La presente invención ha sido ideada en vista de las circunstancias anteriormente descritas, y su objeto es el de aportar una guía de cremallera que, como resultado de dejar de usar el resorte de espiras, haga que sea posible eliminar la presencia de ruido anormal atribuible a la deformación permanente del resorte de espiras, así como un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera que la use.

Otro objeto de la presente invención es el de aportar un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera que haga que sea posible ajustar fácilmente en todo momento una opcional fuerza de presión elástica.

Según la presente invención, se aporta una guía de cremallera que es para un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera y comprende:

un cuerpo de la guía de cremallera que tiene una superficie cóncava que entra en contacto deslizante con una cremallera y tiene una superficie receptora de la presión para recibir una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera;

un elemento deformable elásticamente dispuesto sobre un lado de una superficie receptora de la presión de dicho cuerpo de la guía de cremallera; y

un elemento de presión para aplicar a dicho elemento deformable elásticamente una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera;

estando dicho elemento deformable elásticamente dispuesto entre dicho cuerpo de la guía de cremallera y dicho elemento de presión para así abombarse en una dirección perpendicular a la dirección de la fuerza de presión al ser deformado elásticamente por la fuerza de presión dirigida desde dicho elemento de presión hacia la cremallera;

incluyendo dicho cuerpo de la guía de cremallera una parte principal del cuerpo que tiene la superficie cóncava y la superficie receptora de la presión;

estando dicha guía de cremallera caracterizada por el hecho de que:

cada uno de los miembros del grupo que consta de dicho elemento deformable elásticamente y dicho elemento de presión tiene un orificio pasante, y dicho cuerpo de la guía de cremallera incluye una parte de soporte que en uno de sus extremos es enteriza con la parte principal del cuerpo y atraviesa cada uno de los orificios pasantes de dicho elemento deformable elásticamente y de dicho elemento de presión; y

dicho cuerpo de la guía de cremallera tiene en el otro extremo de la parte de soporte una hendidura para facilitar la introducción de la parte de soporte en los orificios pasantes, así como una parte protuberante para impedir que la parte de soporte se salga del orificio pasante de dicho elemento de presión.

Según la guía de cremallera según la presente invención, se prevé el elemento deformable elásticamente que queda dispuesto entre el cuerpo de la guía de cremallera y el elemento de presión para así abombarse en una dirección perpendicular a la dirección de la fuerza de presión al ser deformado elásticamente por la fuerza de presión dirigida desde...

1. Guía de cremallera que es para un aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera y comprende:

un cuerpo (23) de la guía de cremallera que tiene una superficie cóncava (21) que entra en contacto deslizante con una cremallera (9) y tiene una superficie receptora de la presión (22) para recibir una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera (9);

un elemento deformable elásticamente (24) dispuesto sobre un lado de una superficie receptora de la presión (22) de dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera; y

un elemento de presión (25) para aplicar a dicho elemento deformable elásticamente (24) una fuerza de presión dirigida hacia la cremallera (9);

estando dicho elemento deformable elásticamente (24) dispuesto entre dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y dicho elemento de presión (25) para así abombarse en una dirección perpendicular a la dirección de la fuerza de presión al ser deformado elásticamente por la fuerza de presión dirigida desde dicho elemento de presión (25) hacia la cremallera (9);

incluyendo dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera una parte principal (26) del cuerpo que tiene la superficie cóncava (21) y la superficie receptora de la presión (22);

estando dicha guía de cremallera caracterizada por el hecho de que:

cada uno de los miembros del grupo que consta de dicho elemento deformable elásticamente (24) y dicho elemento de presión (25) tiene un orificio pasante (27, 28), y dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera incluye una parte de soporte (29) que en uno de sus extremos es enteriza con la parte principal (26) del cuerpo y atraviesa cada uno de los orificios pasantes (27, 28) de dicho elemento deformable elásticamente (24) y de dicho elemento de presión (25); y

dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera tiene en el otro extremo de la parte de soporte (29) una hendidura (34) para facilitar la introducción de la parte de soporte (29) en los orificios pasantes (27, 28), así como una parte protuberante (36) para impedir que la parte de soporte (29) se salga del orificio pasante de dicho elemento de presión (25).

2. Guía de cremallera según la reivindicación 1, donde la superficie receptora de la presión (22) tiene una superficie perpendicular receptora de la presión (33) que es perpendicular a la dirección de la fuerza de presión, y dicho elemento deformable elásticamente (24) incluye una superficie perpendicular de presión (41) que está enfrentada a la superficie perpendicular receptora de la presión (33) y tiene una forma que está en correspondencia con la superficie perpendicular receptora de la presión (33), y está dispuesto entre la superficie perpendicular receptora de la presión (33) y dicho elemento de presión (25) con respecto a la dirección de la fuerza de presión.

3. Guía de cremallera según la reivindicación 2, donde la superficie perpendicular receptora de la presión (33) y la superficie perpendicular de presión (41) están en contacto entre sí.

4. Guía de cremallera según la reivindicación 1, donde la superficie receptora de la presión (22) incluye un par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) que están inclinadas con respecto a la dirección de la fuerza de presión de forma tal que se distancian gradualmente entre sí en la dirección de la fuerza de presión, así como un par de superficies perpendiculares receptoras de la presión (67, 68) que son respectivamente contiguas a los bordes extremos de las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) en la dirección de la fuerza de presión y son perpendiculares a la dirección de la fuerza de presión, y donde dicho elemento deformable elásticamente (24) incluye un par de superficies inclinadas de presión (81, 82) que están enfrentadas a las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) y tienen unas formas que están en correspondencia con las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62), así como un par de superficies perpendiculares de presión (43, 84) que quedan enfrentadas a las del par de superficies perpendiculares receptoras de la presión (67, 68) y tienen unas formas que están en correspondencia con las superficies perpendiculares receptoras de la presión (67, 68), y está dispuesto entre dicho elemento de presión (25) por un lado y las superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) y las superficies perpendiculares receptoras de la presión (67, 68) con respecto a la dirección de la fuerza de presión por el otro lado.

5. Guía de cremallera según la reivindicación 4, donde los bordes extremos (63, 64) de las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) en la dirección de la fuerza de presión son paralelos a una dirección de movimiento de la cremallera (9).

6. Guía de cremallera según la reivindicación 4 o 5, donde cada uno de los miembros del grupo que consta de las superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) y las superficies inclinadas de presión (81, 82) es una superficie plana recta o una superficie curvada.

7. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, donde la superficie inclinada receptora de la presión (61, 62) y la superficie inclinada de presión (81, 82) están en contacto entre sí, y la superficie perpendicular receptora de la presión (67, 68) y la superficie perpendicular de presión (83, 84) están en contacto entre sí.

8. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, donde las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) son mutuamente contiguas, y las del par de superficies inclinadas de presión (81, 82) son mutuamente contiguas.

9. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, donde las del par de superficies inclinadas receptoras de la presión (61, 62) respectivamente tienen otros bordes extremos que estén situados en la dirección opuesta a la dirección de la fuerza de presión y son paralelos a la dirección de movimiento de la cremallera (9), siendo el intervalo entre los otros bordes extremos más estrecho que el intervalo mutuo entre los del par de bordes extremos en la dirección de la fuerza de presión, y donde la superficie receptora de la presión (22) tiene otra superficie perpendicular receptora de la presión (69, 70) que es contigua a cada uno de los otros bordes extremos y es perpendicular a la dirección de la fuerza de presión, y donde dicho elemento deformable elásticamente (24) incluye otra superficie perpendicular de presión (85, 86) que está enfrentada a la otra superficie perpendicular receptora de la presión (69, 70) y tiene una forma que está en correspondencia con la otra superficie perpendicular receptora de la presión (69, 70), y está dispuesto entre la otra superficie perpendicular receptora de la presión (69, 70) y dicho elemento de presión (25) con respecto a la dirección de la fuerza de presión.

10. Guía de cremallera según la reivindicación 9, donde la otra superficie perpendicular receptora de la presión (69, 70) y la otra superficie perpendicular de presión (85, 86) están en contacto entre sí.

11. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde dicho elemento de presión (25) tiene una superficie perpendicular de presión (42) que es perpendicular a la dirección de la fuerza de presión, y dicho elemento deformable elásticamente (24) tiene una superficie perpendicular receptora de la presión (43) que está enfrentada a la superficie perpendicular de presión (42) de dicho elemento de presión (25) y tiene una forma que está en correspondencia con la superficie perpendicular de presión (42) de dicho elemento de presión, y está dispuesto entre dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y la superficie perpendicular de presión (42) de dicho elemento de presión (25) con respecto a la dirección de la fuerza de presión.

12. Guía de cremallera según la reivindicación 11, donde la superficie perpendicular receptora de la presión (43) de dicho elemento deformable elásticamente (24) y la superficie perpendicular de presión (42) de dicho elemento de presión (25) están en contacto entre sí.

13. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera tiene una ranura perpendicular alargada (31) que está dispuesta en la superficie cóncava (21) y discurre perpendicularmente a la dirección de movimiento de la cremallera (9).

14. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera tiene una ranura alargada de fondo que está dispuesta en un fondo de la superficie cóncava (21) y discurre paralelamente a la dirección de movimiento de la cremallera (9).

15. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera tiene una ranura perpendicular alargada de fondo (31) que está dispuesta en la superficie cóncava (21) y discurre perpendicularmente a la dirección de movimiento de la cremallera (9) y una ranura alargada de fondo (30) que está dispuesta en un fondo de la superficie cóncava (21) y discurre paralelamente a la dirección de movimiento de la cremallera (9), siendo la ranura alargada de fondo (30) más ancha y más profunda que la ranura perpendicular alargada (31).

16. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde dicho cuerpo de la guía de cremallera o dicho elemento de presión está hecho de un metal o de una resina sintética.

17. Guía de cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, donde dicho elemento deformable elásticamente está hecho de caucho natural o sintético o de una resina tal como un elastómero de poliuretano.

18. Aparato de dirección que es del tipo de los de piñón y cremallera y comprende:

una caja del engranaje (13);

un piñón (7) que está soportado en dicha caja del engranaje (3) de forma tal que es giratorio;

una cremallera (9) en la cual están formados dientes (8) que engranan con dicho piñón (7); y

la guía de cremallera (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 para soportar de manera desplazable a dicha cremallera (9),

donde dicho cuerpo (23) y dicho elemento de presión (25) están dispuestos en dicha caja del engranaje (3) con un huelgo con respecto a una superficie interior de dicha caja del engranaje (3), y dicho elemento deformable elásticamente (24) está adaptado para entrar en contacto con la superficie interior de dicha caja del engranaje (3) al ser dicho elemento deformable elásticamente (24) abombado por la fuerza de presión aplicada dirigida hacia dicha cremallera (9).

19. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 18, que comprende además un elemento roscado (13) que es fijado a rosca en la superficie interior de dicha caja del engranaje (3) para aplicarle a dicho elemento de presión (25) la fuerza de presión dirigida hacia dicha cremallera (9).

20. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 18, donde dicho elemento de presión (25) es en su superficie periférica fijado a rosca a la superficie interior de dicha caja del engranaje (3).

21. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, donde dicha guía de cremallera (10) comprende además medios de ajuste (123) para ajustar la fuerza de presión que es aplicada desde dicho elemento de presión (25) a dicho elemento deformable elásticamente (24).

22. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 21, donde dichos medios de ajuste (123) incluyen una parte en escalón (161) de dicha caja del engranaje (3); una parte en escalón (162) de dicho elemento de presión (25) que entra en contacto con esa parte en escalón (161); y una parte de acoplamiento a rosca (163) para poner en acoplamiento a rosca a dicho elemento de presión (25) con la superficie interior de dicha caja del engranaje (3).

23. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 22, donde dicha caja del engranaje (3) incluye una parte hueca de pequeño diámetro (115) que está definida por una superficie interior cilíndrica de pequeño diámetro (114) y sirve para alojar a dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y a dicho elemento deformable elásticamente, así como una parte hueca de gran diámetro (118) que es adyacente a la parte hueca de pequeño diámetro (115) y está definida por una superficie interior cilíndrica de gran diámetro (116), y donde dicho elemento de presión (25) incluye una parte cilíndrica de pequeño diámetro (152) que está dispuesta en la parte hueca de pequeño diámetro (115) y tiene una superficie exterior de pequeño diámetro (151), así como una parte cilíndrica de gran diámetro (154) que tiene una superficie exterior de gran diámetro (153) junto a la parte cilíndrica de pequeño diámetro (152) y está dispuesta en la parte hueca de gran diámetro (118), estando la parte en escalón (161) de dicha caja del engranaje (3) interpuesta entre la superficie interior de pequeño diámetro (114) y la superficie interior de gran diámetro (116), estando la parte en escalón (162) de dicho elemento de presión (25) interpuesta entre la superficie exterior de pequeño diámetro (151) y la superficie exterior de gran diámetro (153), y estando la parte de acoplamiento a rosca (163) interpuesta entre la superficie interior de gran diámetro (116) y la superficie exterior de gran diámetro (153).

24. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 21, donde dicha caja del engranaje (3) tiene una parte hueca (172) que está definida por una superficie interior cilíndrica (171) y sirve para alojar a dicho cuerpo (32) de la guía de cremallera y a dicho elemento deformable elásticamente (24), así como una cara extrema (173) en la cual desemboca un extremo de la parte hueca (172), dicho elemento de presión (25) tiene una parte cilíndrica (176) que está dispuesta en la parte hueca (172), y dichos medios de ajuste (123) incluyen una parte (178) que constituye un collar, está prevista de forma tal que es enteriza con la parte cilíndrica (176) y tiene una superficie lateral anular (177) que entra en contacto con la cara extrema (173), así como una parte de acoplamiento a rosca (179) para permitir que dicho elemento de presión (25) quede en acoplamiento a rosca con dicha caja del engranaje (3), estando la parte de acoplamiento a rosca (179) interpuesta entre la superficie interior cilíndrica (171) y una superficie exterior cilíndrica (175) de la parte cilíndrica (176).

25. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según la reivindicación 21, donde dicha caja del engranaje (3) incluye una parte hueca (172) que está definida por una superficie interior cilíndrica (171) y sirve para alojar a dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y a dicho elemento deformable elásticamente (24), dicho elemento de presión (25) incluye una parte cilíndrica (176) que tiene una cara extrema (174) dispuesta en la parte hueca (172), y dichos medios de ajuste (123) incluyen un saliente (181) que está previsto de forma tal que es enterizo con dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera de forma tal que queda metido en dicho elemento deformable elásticamente (24) y se extiende hacia la cara extrema de dicho elemento de presión (25), y una parte de acoplamiento a rosca (179) para permitir que dicho elemento de presión (25) quede en acoplamiento a rosca con dicha caja del engranaje (3), estando la parte de acoplamiento a rosca (179) interpuesta entre la superficie interior cilíndrica (171) y una superficie exterior cilíndrica (175) de la parte cilíndrica (176).

26. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, que comprende además un plato rígido (113) interpuesto entre dicho elemento deformable elásticamente (24) y dicho elemento de presión (25).

27. Aparato de dirección del tipo de los de piñón y cremallera según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, donde cada uno de los miembros del grupo que consta de dicho cuerpo (23) de la guía de cremallera y dicho elemento de presión (25) está hecho de una resina.