Dispositivo y procedimiento para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo.

Procedimiento para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo en caso de producirse un choque, que comprende llevar a cabo, en el tramo accesible de la columna de dirección, las operaciones de extraer una porción central de la columna de dirección y acoplar un dispositivo en la columna de dirección. El citado dispositivo es de los que están dotados de una célula de carga y están adaptados para ser acoplados entre dos porciones longitudinales previamente separadas de una columna de dirección tubular. El dispositivo que está destinado a reemplazar una porción central de la columna de dirección, comprende una parte inferior provista de unos medios de fijación, una parte superior y una célula de carga, de configuración anular, intercalada entre las partes inferior y superior del dispositivo

Dispositivo y procedimiento para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo.

Sector técnico de la invención

La invención se refiere a un dispositivo para medir el comportamiento de una columna de dirección de un vehículo durante un choque frontal. La invención también se refiere a un procedimiento para la medición de dicho comportamiento.

Antecedentes de la invención

Uno de los aspectos de más interés en la actualidad es la seguridad en los vehículos de automoción. Para mejorar la seguridad los vehículos disponen actualmente de dos tipos de medios de seguridad, los denominados sistemas activos y los pasivos, los cuales previenen o suavizan, respectivamente, los efectos que pueden sufrir los ocupantes de un vehículo cuando se produce un accidente. De entre todos los tipos de accidentes que pueden tener lugar, los que tienen un grado de mortalidad más alto son los producidos por los choques frontales y por este motivo muchos de los esfuerzos del sector de la automoción se centran en analizar como se comportan los diferentes componentes del vehículo cuando se produce un accidente de este tipo.

Los ensayos con vehículo completo o componentes, que simulan y reproducen accidentes tales como un choque frontal del vehículo, se efectúan en laboratorios de ensayo y en ellos se utilizan diversos dispositivos de medición que permiten adquirir y evaluar los valores de diferentes magnitudes físicas, tales como esfuerzos o deformaciones, a las que son sometidos los componentes del vehículo. El objetivo de estos ensayos es el de optimizar el diseño de los componentes afectados y mejorar entre otros su relación con los sistemas de retención tales como el airbag, el cinturón de seguridad, etc., que forman parte de los medios de seguridad pasivos del vehículo. Uno de los componentes del vehículo de mayor interés es la columna de dirección.

Los proveedores de las columnas de dirección no tienen por norma general la posibilidad de hacer este tipo de ensayos en el entorno del vehículo, con lo que están limitados a llevar a cabo ensayos estáticos y semi-dinámicos en los que se miden los esfuerzos de la columna de dirección mediante sensores que se disponen sobre ella.

Cuando se llevan a cabo ensayos de choque para estudiar el comportamiento de la columna de dirección en el entorno del vehículo, es decir, estando ésta montada junto con el resto de componentes habituales del vehículo, la mayor parte de la columna de dirección queda escondida detrás del salpicadero del vehículo, espacio en el que se halla la conexión de la columna de dirección con la caja de dirección del vehículo y en el que se disponen la palanca de ajuste para la regulación en altura y profundidad de la columna de dirección, un elemento deformable para producir un desplazamiento relativo entre la columna de dirección y la carrocería del vehículo en caso de choque y los puntos de anclaje de la columna de dirección con el soporte del salpicadero. En consecuencia, tan sólo un tramo superior de la columna de dirección, que comprende la porción superior de acoplamiento con el volante del vehículo, es accesible para el montaje de los citados dispositivos de medición.

Los dispositivos de medición conocidos comprenden una célula de carga adaptada para medir los esfuerzos de tracción y compresión en la columna de dirección, y están adaptados para fijarse al tramo accesible de la columna de dirección entre dos porciones longitudinales previamente separadas de la misma. La fijación de los dispositivos conocidos a la porción inferior de las porciones separadas se hace mediante un tornillo que atraviesa dicha porción inferior y se enrosca en una parte del dispositivo que es axialmente introducida en el interior hueco de dicha porción inferior. Por otro lado, la fijación de los dispositivos de medición a la porción superior se hace convencionalmente por enroscamiento entre una parte del dispositivo y dicha porción superior.

Este sistema de fijación padece de varios inconvenientes siendo los más importantes el hecho de que se requiere practicar un orificio en la parte inferior del tramo accesible de la columna de dirección, alterando sus propiedades mecánicas en caso de choque, y que al intercalar el dispositivo entre dos porciones previamente separadas de la columna de dirección se alarga considerablemente su longitud, desplazándose la posición del volante y en consecuencia modificándose las condiciones reales de partida al producirse un choque.

Es pues un objetivo de la invención dar a conocer un dispositivo de medición para el comportamiento de la columna de dirección de un vehículo de fácil montaje, que no requiera alterar significativamente la columna de dirección, por ejemplo practicando orificios en la misma y que no altere las condiciones reales del vehículo, y todo ello haciendo más completa la recogida de datos susceptibles de obtenerse en comparación con los dispositivos conocidos.

Explicación de la invención

El dispositivo para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo en caso de producirse un choque, objeto de la invención, es de los que están dotados de una célula de carga y están adaptados para ser acoplados entre dos porciones longitudinales previamente separadas de una columna de dirección tubular.

En esencia, el dispositivo se caracteriza porque, estando destinado a reemplazar una porción central de la columna de dirección, comprende una parte inferior, destinada a ser introducida axialmente en el extremo interior hueco de una porción inferior de la columna de dirección adyacente a la porción central reemplazada, provista de unos medios de fijación adaptados para quedar asegurados, a presión, contra las paredes interiores de dicha porción inferior; una parte superior, adaptada para ser fijada al extremo de una porción superior de la columna de dirección adyacente a la porción central reemplazada; y una célula de carga, de configuración anular, intercalada entre las partes inferior y superior del dispositivo, y destinada a quedar dispuesta coaxial con la columna de dirección del vehículo cuando el dispositivo está colocado en su posición operativa.

Ventajosamente, además de las ventajas ya anuncias previamente en los antecedentes y relativas a que no se modifica sensiblemente la longitud del tramo accesible de la columna de dirección y a que no se hace necesario practicar orificios en la misma, mediante este dispositivo se permite medir, además de los esfuerzos de tracción y compresión, los esfuerzos de torsión a los que es sometida la columna de dirección.

Según otra característica de la invención, los medios de fijación a la citada porción inferior de la columna comprenden un vástago de expansión constituido por un primer y un segundo cuerpos tubulares huecos coaxiales, yuxtapuestos longitudinalmente, atravesados por un tornillo de accionamiento, y separados entre sí por un plano transversal oblicuo, de los que el primero está unido fijamente a la parte inferior del dispositivo, en tanto que el segundo es ligeramente desplazable longitudinal y transversalmente en relación con el primero con el giro del tornillo de accionamiento.

De acuerdo con otra característica de la invención, ambas partes inferior y superior del dispositivo están provistas de sendas bridas de fijación para su unión, mediante una pluralidad de tornillos, a las correspondientes bases de la célula de carga anular, respectivamente.

En una realización preferida, la parte superior está provista de un vástago, destinado a introducirse axialmente en el interior hueco de la porción superior de la columna de dirección, dotado de una rosca exterior adaptada para su unión, por enroscamiento, con la citada porción superior de la columna de dirección.

Según otro aspecto de la invención, también se da a conocer un procedimiento para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo en caso de producirse un choque, particularmente aplicable en vehículos en los que tan sólo un tramo de la columna de dirección es accesible para un usuario.

En esencia, el procedimiento se caracteriza porque comprende llevar a cabo, en el tramo accesible de la columna de dirección, al menos las operaciones de extraer una porción central de la columna de dirección, preferentemente comprendida entre una porción inferior, no accesible por un usuario, y su porción superior extrema, de acoplamiento con el volante de dirección del vehículo; y acoplar un dispositivo según la reivindicación...

1. Dispositivo (1) para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección (2) de un vehículo en caso de producirse un choque, siendo el dispositivo de los que están dotados de una célula de carga (3) y están adaptados para ser acoplados entre dos porciones longitudinales (4, 5) previamente separadas de una columna de dirección tubular, caracterizado porque, estando destinado a reemplazar una porción central (6) de la columna de dirección, comprende una parte inferior (7), destinada a ser introducida axialmente en el extremo interior hueco (4a) de una porción inferior (4) de la columna de dirección adyacente a la porción central reemplazada, provista de unos medios de fijación (8) adaptados para quedar asegurados, a presión, contra las paredes interiores (4b) de dicha porción inferior; una parte superior (9), adaptada para ser fijada al extremo (5a) de una porción superior (5) de la columna de dirección adyacente a la porción central reemplazada; y una célula de carga, de configuración anular, intercalada entre las partes inferior y superior del dispositivo, y destinada a quedar dispuesta coaxial con la columna de dirección del vehículo cuando el dispositivo está colocado en su posición operativa.

2. Dispositivo 1 según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios de fijación (8) a la citada porción inferior (4) de la columna comprenden un vástago de expansión (10) constituido por un primer (10a) y un segundo (10b) cuerpos tubulares huecos coaxiales, yuxtapuestos longitudinalmente, atravesados por un tornillo de accionamiento (11), y separados entre sí por un plano transversal oblicuo (12), de los que el primero está unido fijamente a la parte inferior (7) del dispositivo, en tanto que el segundo es ligeramente desplazable longitudinal y transversalmente en relación con el primero con el giro del tornillo de accionamiento.

3. Dispositivo 1 según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque ambas partes inferior (7) y superior (9) del dispositivo están provistas de sendas bridas (13a, 13b) de fijación para su unión mediante una pluralidad de tornillos (14), a las correspondientes bases (15a y 15b) de la célula de carga anular, respectivamente.

4. Dispositivo 1 según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte superior (9) está provista de un vástago (16), destinado a introducirse axialmente en el interior hueco de la porción superior (5) de la columna de dirección (2), dotado de una rosca exterior (16a) adaptada para su unión, por enroscamiento, con la citada porción superior de la columna de dirección.

5. Procedimiento para medir los esfuerzos a los que es sometida la columna de dirección de un vehículo en caso de producirse un choque, particularmente aplicable en vehículos en los que tan sólo un tramo de la columna de dirección es accesible para un usuario, caracterizado porque comprende llevar a cabo, en el tramo accesible de la columna de dirección, al menos las operaciones de extraer una porción central de la columna de dirección, preferentemente comprendida entre una porción inferior, no accesible por un usuario, y su porción superior extrema, de acoplamiento con el volante de dirección del vehículo; y acoplar un dispositivo según la reivindicación 1 entre las citadas porciones inferior y superior restantes.