Caja de muelle en espiral.

Caja de muelle en espiral con un componente móvil 2 (rotor) y con un componente fijo 3 (estator),

en la que uno de los componentes (2, 3) presenta una pared lateral cilíndrica interior (7) y el otro componente presenta una segunda pared lateral cilíndrica exterior (8), que están opuestas entre sí bajo la configuración de un intersticio de movimiento (9), y con un cable de cinta plana (10), que está dispuesto en el intersticio de movimiento (9) bajo la configuración de una flexión (15) en forma de U y que conecta eléctricamente el rotor (2) con el estator (3), caracterizada porque una de las paredes laterales cilíndricas (7) es cilíndrica circular, mientras que la otra pared lateral cilíndrica (8) presenta un lado interior con una primera sección (16) en forma de arco circular y con una segunda sección convexa (17), que está opuesta a la primera sección (16) en forma de arco circular, de manera que la primera sección (16) en forma de arco circular y la segunda sección convexa (17) están distanciadas, respectivamente, radialmente desde la pared lateral cilíndrica circular (7), en la que

- la distancia radial (b) entre la primera sección (16) en forma de arco circular y la pared lateral (7) cilíndrica circular es menor que la distancia radial (a) entre la segunda sección convexa (17) y la pared lateral (7) cilíndrica circular,

- el lado interior de la pared lateral cilíndrica (8) con la primera sección (16) en forma de arco circular y con la segunda sección convexa está configurado sin un punto de asiento; y

- la flexión (15) en forma de U del cable de cinta plana (10) está dispuesta entre la pared lateral cilíndrica circular (7) y la segunda sección cóncava (17).

Caja de muelle en espiral

La invención se refiere a una caja de muelle en espiral, que es especialmente adecuada para la utilización en automóviles.

Las cajas de muelle en espiral se utilizan especialmente en la industria del automóvil para establecer una conexión eléctrica por cable entre un componente móvil, por ejemplo un árbol de dirección, y un componente fijo, por ejemplo la columna de la dirección o el interruptor de la columna de un automóvil. En este caso, la columna de la dirección es giratoria con relación a la carcasa de la dirección.

En el documento DE 198 37 076 C2 del tipo indicado anteriormente se describe una caja de muelle en espiral, que presenta un rotor y un estator, en la que el rotor y el estator están dispuestos concéntricamente y a distancia radial entre sí. El rotor presenta una pared de fondo en forma de anillo con un orificio central. El estator presenta una pared de cubierta en forma de anillo con un orificio central. En la periferia interior de la pared de fondo está configurada una primera pared lateral interior de forma cilindrica, que se extiende ortogonalmente desde la pared de fondo en forma de anillo del rotor hacia la pared de cubierta en forma de anillo del estator. En la periferia exterior de la pared de cubierta está configurada una segunda pared lateral exterior de forma cilindrica, que se extiende ortogonalmente desde la pared de cubierta en forma de anillo del estator hacia la pared de fondo en forma de anillo del rotor. La superficie envolvente interior de la primera pared lateral de forma cilindrica forma el alojamiento del árbol de la dirección, en el que el rotor está retenido fijamente. El rotor está conectado de forma giratoria con el estator.

La superficie envolvente interior de la pared lateral exterior y la superficie envolvente exterior de la pared lateral interior así como la pared de fondo y la pared de cubierta delimitan una cámara, en la que está dispuesto un cable de cinta plana. En este caso, el cable de cinta plana está arrollado con un extremo sobre la superficie envolvente exterior de la pared lateral interior, mientras que se apoya con otro extremo en la superficie envolvente interior de la pared lateral exterior.

El documento DE 41 21 137 C3 publica una caja de muelle en espiral, cuya pared lateral exterior presenta una sección sobresaliente curvada radialmente hacia fuera. En la posición neutra se encuentra la flexión del cable de cinta plana. La ventaja de esta solución debe consistir en que el radio de curvatura de la flexión se incrementa, con lo que deben impedirse roturas por fatiga del cable.

Sin embargo, de esta manera se obtiene una pared lateral en forma de S. Se ha mostrado que tal configuración, que requiere, en el caso de movimientos giratorios más fuertes, en primer lugar una reducción del radio de curvatura y a continuación un incremento del radio de curvatura, carga la flexión del cable de cinta plana. Los cambios de radio desde un radio de curvatura grande a un radio de curvatura pequeño plantean requerimientos especiales a la elasticidad del cable de cinta plana. El cable de cinta plana debe poder resistir típicamente cinco millones de cambios de carga sin rotura. La configuración en forma de S de la pared lateral ofrece, por lo tanto, dificultades especiales.

Por lo tanto, tampoco es posible utilizar cables de cinta plana más gruesos que las cajas de muelle en espiral con disposición concéntrica del estator y el rotor. La utilización de cables de cinta plana más gruesos es, sin embargo, deseable, en particular con respecto al consumo de corriente cada vez más alto de los consumidores, que están dispuestos en el volante, por ejemplo la calefacción del volante.

Por lo tanto, ahora como anteriormente existe la necesidad de una caja de muelle en espiral, que posibilite el empleo de cables de cinta plana más gruesos, es decir, cables con un espesor de más de 35 pm. La utilización de conductores con anchura mayor, pero espesor constante no es deseable, puesto que esto conduciría a un incremento del espacio de construcción para la caja de muelle en espiral. También la utilización de varios cables es desfavorable, porque esto implicaría una elevación de los costes de fabricación.

El cometido de la invención es eliminar los inconvenientes según el estado de la técnica. En particular, debe indicarse un muelle en espiral, que asegure una solicitación a flexión más reducida de cables de cinta plana.

Este cometido se soluciona por medio de las características de las reivindicaciones 1 y 12. Las configuraciones convenientes de las invenciones se deducen a partir de las características de las reivindicaciones 2 a 11 y 13.

De acuerdo con la invención, está prevista una caja de muelle en espiral con un componente móvil (rotor) y con un componente fijo (estator), en la que uno de los componentes presenta una pared lateral cilindrica interior y el otro componente presenta una segunda pared lateral cilindrica exterior, que están opuestas entre sí bajo la configuración de un intersticio de movimiento, y con un cable de cinta plana, que está dispuesto en el intersticio de movimiento bajo la configuración de una flexión en forma de U y que conecta eléctricamente el rotor con el estator. Una de las paredes laterales cilindricas es cilindrica circular, mientras que la otra pared lateral cilindrica presenta un lado interior con una primera sección en forma de arco circular y con una segunda sección convexa, que está opuesta a

la primera sección en forma de arco circular, de manera que la primera sección en forma de arco circular y la segunda sección convexa están distanciadas, respectivamente, radialmente desde la pared lateral cilindrica circular, en la que

- la distancia radial (b) entre la primera sección (16) en forma de arco circular y la pared lateral (7) cilindrica circular es menor que la distancia radial (a) entre la segunda sección convexa (17) y la pared lateral (7) cilindrica circular,

- el lado interior de la pared lateral cilindrica (8) con la primera sección (16) en forma de arco circular y con la segunda sección convexa está configurado sin un punto de asiento; y

- la flexión en forma de U del cable de cinta plana está dispuesta entre la pared lateral cilindrica circular y la segunda sección cóncava.

En la posición neutra, la flexión en forma de U del cable conductor de cinta plana se encuentra con preferencia en la sección del Intersticio del movimiento, que tiene la máxima dilatación radial. El Intersticio de movimiento presenta una dilatación radial máxima en el lugar, en el que la segunda sección cóncava está distanciada al máximo de la pared lateral cilindrica circular.

En una forma de realización de la Invención, la primera sección en forma de arco circular (16) está configurada en forma semicircular (designada a continuación como primera sección de forma semicircular) y la segunda sección convexa está configurada Igualmente de forma semicircular (designada a continuación como segunda sección de forma semicircular), en la que la primera sección de forma semicircular y la segunda sección de forma semicircular presentan radios de curvatura ¡guales.

El lado interior de la otra pared lateral cilindrica puede presentar, además, secciones lineales. Con preferencia, el lado interior de la otra pared lateral cilindrica presenta dos secciones lineales opuestas entre sí, que conectan la primera sección en forma de arco circular con la segunda sección de forma semicircular sin configuración de un punto de flexión. De manera alternativa, el lado interior de la otra pared lateral cilindrica puede estar formado de forma elipsoidal u ovalada.

Por el concepto lado interior de una pared lateral se entiende aquí el lado de una pared lateral, que está dirigido hada el lado lateral opuesto.

La invención ofrece la ventaja de que la sección del intersticio de movimiento, en la que está dispuesta la flexión en forma de U del cable de cinta plana, presenta una anchura mayor (distancia b) que en su sección restante, sin que se configure una pared lateral en forma de S o un punto de asiento, Por este motivo, se carga menos la transición entre la sección del intersticio de movimiento con anchura grande y la distancia del intersticio de movimiento con anchura menor, de manera que se carga menos el cable de cinta plana.

Aproximadamente el 80 % del cambio de carga como consecuencia de una rotación de la rueda de la dirección tiene lugar en una zona angular de ± 60 °C, partiendo desde la posición neutral. La invención proporciona una reducción de la carga de la sección en forma de U en una zona angular de ± 90 %, en particular evitando la configuración de un punto de asiento... [Seguir leyendo]

1.- Caja de muelle en espiral con un componente móvil 2 (rotor) y con un componente fijo 3 (estator), en la que uno de los componentes (2, 3) presenta una pared lateral cilindrica interior (7) y el otro componente presenta una segunda pared lateral cilindrica exterior (8), que están opuestas entre sí bajo la configuración de un intersticio de movimiento (9), y con un cable de cinta plana (10), que está dispuesto en el intersticio de movimiento (9) bajo la configuración de una flexión (15) en forma de U y que conecta eléctricamente el rotor (2) con el estator (3), caracterizada porque una de las paredes laterales cilindricas (7) es cilindrica circular, mientras que la otra pared lateral cilindrica (8) presenta un lado interior con una primera sección (16) en forma de arco circular y con una segunda sección convexa (17), que está opuesta a la primera sección (16) en forma de arco circular, de manera que la primera sección (16) en forma de arco circular y la segunda sección convexa (17) están distanciadas, respectivamente, radialmente desde la pared lateral cilindrica circular (7), en la que

- la distancia radial (b) entre la primera sección (16) en forma de arco circular y la pared lateral (7) cilindrica circular es menor que la distancia radial (a) entre la segunda sección convexa (17) y la pared lateral (7) cilindrica circular,

- el lado interior de la pared lateral cilindrica (8) con la primera sección (16) en forma de arco circular y con la segunda sección convexa está configurado sin un punto de asiento; y

- la flexión (15) en forma de U del cable de cinta plana (10) está dispuesta entre la pared lateral cilindrica circular (7) y la segunda sección cóncava (17).

2.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera sección en forma de arco circular (16) está configurada en forma semicircular (primera sección de forma semicircular) y la segunda sección convexa (17) está configurada igualmente de forma semicircular (segunda sección de forma semicircular), en la que la primera sección (16) de forma semicircular y la segunda sección (17) de forma semicircular presentan radios de curvatura iguales.

3.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el lado interior de la otra pared lateral cilindrica (8) presenta, además, secciones lineales (18).

4 - Caja de muelle en espiral de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el lado interior de la otra parre lateral cilindrica (8) presenta dos secciones lineales (18) opuestas entre sí, que conectan la primera sección (17) de forma semicircular con la segunda sección (18) de forma semicircular sin configuración de un punto de asiento.

- Caja de muelle en espiral de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el lado interior de la otra pared lateral cilindrica (8) está formada de forma elipsoidal u ovalada.

6 - Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie del cable de cinta plana (10) está total o parcialmente recubierto con un adhesivo.

7 - Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor (2) presenta la primera pared lateral cilindrica interior (7).

8.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera pared lateral cilindrica interior (7) es una pared lateral cilindrica circular.

9.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el estator (3) presenta la segunda pared lateral cilindrica exterior (8).

10.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la segunda pared lateral cilindrica exterior (8) es otra pared lateral.

11.- Caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cable de cinta plana (10) presenta un espesor de más de 35 pm.

12.- Utilización de una caja de muelle en espiral de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11 en un automóvil.

13.- Utilización de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque el rotor (2) presenta una pared de cubierta en forma de anillo con un orificio central (4), de manera que en la periferia interior de la pared de cubierta está configurada la primera pared lateral cilindrica interior (7) de la caja de muelle helicoidal (1), que se extiende ortogonalmente desde la pared de cubierta en forma de anillo del rotor (2) hasta la pared de fondo (5) del estator (3) y de manera que el lado exterior de la primera pared lateral cilindrica (7) forma un alojamiento para la columna de la dirección, en la que está retenido fijo contra giro el rotor (2), que está conectado de forma giratoria con el estator.