Columna de dirección para un automóvil.

Columna de direccion para un automovil, que comprende una unidad (2) envolvente,

que soporta un arbol (1) de direccion de manera que puede girar sobre su eje (4) longitudinal, y una pieza (5) de retencion, con respecto a la cual la unidad (2) envolvente esta sujeta sin posibilidad de desplazamiento hasta un valor limite de una fuerza (F) que actua sobre la unidad (2) envolvente en paralelo al eje (4) longitudinal del arbol (1) de direccion en el sentido hacia la parte delantera del vehiculo y que al superar el valor limite puede desplazarse en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehiculo, estando unida la unidad (2) envolvente con la pieza (5) de retencion, por un lado, mediante una union de absorci6n de energia, que comprende al menos un alambre o tira (32) de flexion, que se deforma en el caso de un desplazamiento de la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retencion, producido en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehiculo, y por otro lado, mediante una union desprendible, que esta cerrada hasta el valor limite de la fuerza (F) y bloquea un desplazamiento de la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retencion y se abre al superar el valor limite de la fuerza, caracterizada porque para el caso en el que la union desprendible entre la unidad (2) envolvente y la pieza (5) de retencion está cerrada, el alambre o tira (32) de flexion o al menos uno de los alambres o tiras (32) de flexion esta deformado elasticamente y tensa previamente la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retencion frente a un desplazamiento en paralelo al eje (4) longitudinal del arbol (1) de direccion en el sentido hacia la parte delantera del vehiculo.

La invención se refiere a una columna de dirección para un automóvil, que comprende una unidad envolvente, que soporta un árbol de dirección de manera que puede girar sobre su eje 5 longitudinal, y una pieza de retención, con respecto a la cual la unidad envolvente está sujeta sin posibilidad de desplazamiento hasta un valor límite de una fuerza que actúa sobre la unidad envolvente en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo y que al superar el valor límite puede desplazarse en paralelo al eje longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, estando unida la unidad 10 envolvente con la pieza de retención, por un lado, mediante una unión de absorción de energía, que comprende al menos un alambre o tira de flexión, que se deforma en el caso de un desplazamiento de la unidad envolvente con respecto a la pieza de retención, producido en paralelo al eje longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, y por otro lado, mediante una unión desprendible, que está cerrada hasta el valor límite de la fuerza y bloquea un desplazamiento de la unidad envolvente con respecto a la pieza de retención y se abre al superar el valor límite de la fuerza. La invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación de una columna de dirección de este tipo.

Las columnas de dirección para automóviles se configuran generalmente de manera regulable,

de modo que pueda adaptarse la posición del volante a la posición del asiento del conductor. Tales columnas de dirección regulables se conocen en diferentes formas de realización. Además de columnas de dirección regulables, que sólo pueden regularse en la dirección de longitud, altura o inclinación, se conocen columnas de dirección regulables tanto en la dirección de longitud como de altura o inclinación.

En las columnas de dirección para automóviles, en el caso de un choque del vehículo, como medida de seguridad se conoce y es habitual configurar el árbol de dirección junto con una unidad envolvente que soporta el árbol de dirección de manera giratoria en un segmento que sigue al extremo en el lado del volante con absorción de energía de manera desplazable en la 5 dirección longitudinal de la columna de dirección (= en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección) . Una forma de configuración habitual prevé para ello que una unidad de soporte, con respecto a la cual en el estado abierto del mecanismo de tensado puede regularse la unidad envolvente para el ajuste de la posición de la columna de dirección, esté unida con una pieza de montaje colocada en el chasis del vehículo de tal manera, que la unidad envolvente pueda desplazarse con consumo de energía con respecto a la pieza de montaje. Por ejemplo, el documento US 5.517.877 A muestra una construcción de este tipo. Por el documento DE 28 21 707 Al se ha dado a conocer una columna de dirección no regulable en la que el tubo envolvente que soporta el árbol de dirección de manera giratoria presenta aletas que sobresalen a ambos lados, que se unen al chasis por medio de bloques de fijación y tomillos que los atraviesan. En caso de choque, las aletas pueden separarse de los bloques de fijación, con lo que se hace posible un desplazamiento del tubo envolvente. A este respecto, entre los bloques de fijación y las aletas están previstas tiras de flexión en forma de U, en las que en el desplazamiento del tubo envolvente se realiza un trabajo de deformación. Las tiras de flexión están encerradas en cámaras de las aletas y se apoyan en paredes laterales de la cámara opuestas entre sí, de modo que se limita y predetermina el radio de rodamiento de la tira de flexión respectiva en su deformación.

Por el documento EP O 598 857 B 1 se deduce una columna de dirección regulable, que comprende una unidad envolvente que soporta el árbol de dirección de manera giratoria y una unidad de soporte, con respecto a la cual la unidad envolvente en el estado abierto de un dispositivo de fijación para el ajuste de la posición de la columna de dirección puede regularse al menos en la dirección longitudinal de la columna de dirección. En caso de choque, la unidad envolvente puede desplazarse con respecto a la unidad de soporte o un perno tensor 5 del dispositivo de fijación en la dirección longitudinal de la columna de dirección. Para la absorción de energía existen tiras de flexión o alambres de flexión dispuestos alrededor del perno tensor y que son arrastrados con la unidad envolvente, que se deforman. Una desventaja de esta solución reside en que el posible trayecto de desplazamiento o la característica de la absorción de energía en este dispositivo dependen de la longitud ajustada en cada caso de la columna de dirección.

Por el documento US 5.961.146 A se conoce además una columna de dirección que en el funcionamiento normal só lo puede regularse en la dirección de altura. De manera similar a lo descrito anteriormente, existe un alambre de flexión flexionado en forma de U alrededor del

perno tensor del dispositivo de fijación, que en caso de choque se arrastra por la unidad envolvente que se desplaza con respecto al perno tensor en la dirección longitudinal de la columna de dirección, produciéndose un trabajo de flexión.

En el caso de la columna de dirección conocida por el documento WO 2007/048153 A2, en el

estado cerrado del dispositivo de fijación se impide mediante una pieza de fijación del dispositivo de fijación que una pieza de retención realice un desplazamiento con respecto a esta pieza de fijación en relación con la dirección en paralelo al árbol de dirección. La unidad envolvente puede desplazarse con respecto a la pieza de retención con absorción de energía en la dirección longitudinal de la columna de direéción. Para la absorción de energía sirve un perno colocado en la pieza de retención, que penetra en un orificio oblongo de una pieza de absorción de energía dispuesta en la unidad envolvente y que en su desplazamiento en caso de choque expande este orificio oblongo. Para alcanzar una absorción de energía defmida, las propiedades de material de la pieza de absorción de energía en la zona del orificio oblongo deben fijarse con precisión de manera reproducible.

Por los documentos EP O 849 141 Al Y EP 1 464 560 A2 también se conocen columnas de dirección similares. Las piezas de retención están guiadas de manera desplazable a modo de patín por piezas de guiado en la dirección longitudinal de la columna de dirección, estando sujetas con respecto a las piezas de guiado con arrastre de fricción o deformándolas plásticamente con consumo de energía. En una sujeción con arrastre de fricción la fuerza tensora del dispositivo de fijación influye en la magnitud de la absorción de energía y en caso de una deformación plástica de las piezas de guiado, sus propiedades de material deben configurarse de manera reproducible de manera exactamente definida.

Por el documento DE 10 2008 034 807 B3 se deduce una columna de dirección del tipo mencionado al inicio. La pieza de retención está unida con la unidad envolvente, por un lado, mediante un alambre o tira de flexión y, por otro lado, mediante un vástago, que forma una unión desprendible entre la pieza de retención y la unidad envolvente. Cuando en caso de choque una fuerza que actúa sobre el extremo del lado del volante del árbol de dirección en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo supera un valor límite, se cizalla el vástago y así se abre la unión desprendible. A continuación la unidad envolvente puede desplazarse con respecto a la pieza de retención en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, deformándose el alambre o tira de flexión y absorbiéndose así la energía. A este respecto, se impide que la pieza de retención realice un desplazamiento en la dirección en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección por su acoplamiento con su pieza de fijación del dispositivo de fijación. En el estado abierto del dispositivo de fijación, la pieza de fijación está levantada de la pieza de retención y la unidad envolvente junto con la pieza de retención puede desplazarse en paralelo al eje longitudinal del árbol de dirección, para realizar un ajuste de longitud de la columna de dirección. Además en el estado abierto del dispositivo de fijación es posible una regulación de altura o inclinación de la columna de dirección.

Una desventaja en esta columna de dirección conocida previamente reside en que al abrir la unión desprendible aparece un pico de fuerza (=un pico de desprendimiento) , es decir,... [Seguir leyendo]

1. Columna de dirección para un automóvil, que comprende una unidad (2) envolvente, que soporta un árbol (1) de dirección de manera que puede girar sobre su eje (4) longitudinal, 5 y una pieza (5) de retención, con respecto a la cual la unidad (2) envolvente está sujeta sin posibilidad de desplazamiento hasta un valor límite de una fuerza (F) que actúa sobre la unidad (2) envolvente en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo y que al superar el valor límite puede desplazarse en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, estando unida la unidad (2) envolvente con la pieza (5) de retención, por un lado, mediante una unión de absorción de energía, que comprende al menos un alambre o tira (32) de flexión, que se deforma en el caso de un desplazamiento de la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención, producido en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, y por otro lado, mediante una unión desprendible, que está cerrada 15 hasta el valor límite de la fuerza (F) y bloquea un desplazamiento de la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención y se abre al superar el valor límite de la fuerza, caracterizada porque para el caso en el que la unión desprendible entre la unidad (2) envolvente y la pieza (5) de retención está cerrada, el alambre o tira (32) de flexión o al menos uno de los alambres o tiras (32) de flexión está deformado elásticamente y tensa previamente la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención frente a un desplazamiento en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo.

2. Columna de dirección según la reivindicación 1, caracterizada porque la columna de dirección está configurada al menos de manera regulable en longitud, pudiendo regularse la unidad (2) envolvente con respecto a una unidad (6) de soporte que soporta la unidad (2) envolvente, en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección, en el estado abierto de un dispositivo (7) de fijación y aplicando el dispositivo de fijación en el estado cerrado una fuerza de fijación para la fijación de la unidad (2) envolvente con respecto a la unidad (6) de soporte frente a un desplazamiento en paralelo al eje (4) longitudinal.

3. Columna de dirección según la reivindicación 2, caracterizada porque el dispositivo (7) de fijación presenta una pieza (19) de fijación que, en el estado cerrado del dispositivo (7) 10 de fijación, para aplicar al menos una parte de la fuerza de fijación está acoplada con la pieza

(5) de retención y en el estado abierto del dispositivo (7) de fijación está desacoplada de la pieza (5) de retención, y porque la pieza (19) de fijación está sujeta con respecto a la unidad

(6) de soporte sin posibilidad de desplazamiento en la dirección del eje (4) longitudinal del

árbol (1) de dirección. 15

4. Columna de dirección según la reivindicación 3, caracterizada porque el dispositivo (7) de fijación presenta un perno (16) tensor, en cuya dirección longitudinal se desplaza la pieza (19) de fijación al cerrar y abrir el dispositivo (7) de fijación para su acoplamiento con y desacoplamiento de la pieza (5) de retención.

5. Columna de dirección según la reivindicación 4, caracterizada porque la unidad (6) de soporte presenta caras (10, 11) laterales situadas a ambos lados de la unidad (2) envolvente, atravesadas por el perno (16) tensor del dispositivo (7) de fijación a través de aberturas (17, 18) , Y la pieza (19) de fijación de una de las caras (10, 11) laterales de la unidad (6) de soporte y/o un flanco (12) lateral de una unidad (14) intermedia, que está dispuesta entre las caras (10, 11) laterales de la unidad (6) de soporte y la unidad (2) envolvente, se atraviesa por una abertura y se sujeta por los bordes de la abertura de la cara (10, 11) lateral de la unidad (6) de soporte y/o por los bordes de la abertura del flanco (12) lateral de la unidad (14) intermedia sin posibilidad de desplazamiento en la dirección del eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección.

6. Columna de dirección según la reivindicación 5, caracterizada porque la unidad (14) intermedia no puede desplazarse con respecto a la unidad (6) de soporte en la dirección del eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección, pero en el estado abierto del dispositivo (7) de fijación, para la regulación de altura o inclinación de la columna de dirección puede pivotarse con respecto a la unidad (6) de soporte sobre un eje (15) de pivotado situado en ángulo recto con respecto al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección.

7. Columna de dirección según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la unidad (2) envolvente se guía de manera desplazable por la unidad (6) de soporte o la unidad (14) intermedia en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección.

8. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizada porque la pieza (5) de retención y la pieza (19) de fijación presentan elementos de acoplamiento que actúan conjuntamente, preferiblemente dentados (25, 26) que actúan conjuntamente que en el estado cerrado del dispositivo (7) de fijación contrarrestan con arrastre de forma un desplazamiento mutuo en la dirección del eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección.

9. Columna de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la unión desprendible entre la pieza (5) de retención y la unidad (2) envolvente está configurada por una unión con arrastre de forma, que se abre al superar el valor límite de la fuerza mediante conformación de material, cizallamiento de material o rotura.

10. Procedimiento para la fabricación de una columna de dirección para un automóvil, que comprende una unidad (2) envolvente, que soporta un árbol (1) de dirección de manera que puede girar sobre su eje (4) longitudinal, y una pieza (5) de retención, con respecto a la cual la unidad (2) envolvente está sujeta sin posibilidad de desplazamiento hasta un valor límite de 10 una fuerza (F) que actúa sobre la unidad (2) envolvente en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo y que al superar el valor límite puede desplazarse en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, estando unida la unidad (2) envolvente con la pieza (5) de retención, por un lado, mediante una unión de absorción de energía, que comprende al menos un alambre o tira (32) de flexión, que se deforma en el caso de un desplazamiento de la unidad

(2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención, producido en paralelo al eje (4) longitudinal en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, y por otro lado, mediante una unión desprendible, que está cerrada hasta el valor límite de la fuerza (F) y bloquea un desplazamiento de la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención y se abre al superar el valor límite de la fuerza (F) , caracterizado porque antes de la configuración de la unión desprendible entre la pieza (5) de retención y la unidad (2) envolvente el alambre o tira (32) de flexión o al menos uno de los alambres o tiras (32) de flexión se pretensa mediante una deformación elástica, ejerciendo una fuerza de recuperación que pretensa la unidad (2) envolvente con respecto a la pieza (5) de retención frente a un desplazamiento en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo, y como consecuencia conservando el pretensado del alambre o tira (32) de flexión se configura la unión desprendible entre la pieza (5) de retención y la unidad (2) envolvente.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el alambre o tira (32) de flexión unido con la unidad (2) envolvente y la pieza (5) de retención se pretensa mediante un desplazamiento de la pieza (5) de retención con respecto a la unidad (2) envolvente en paralelo al eje (4) longitudinal del árbol (1) de dirección en el sentido hacia la parte delantera del vehículo.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizada porque antes del pretensado del alambre o tira (32) de flexión, el alambre o tira (32) de flexión se deforma plásticamente, desplazándose la pieza (5) de retención con respecto a la unidad (2) envolvente en paralelo al eje (4) longitudinal de la pieza (5) de retención en el sentido alejándose de la parte delantera del vehículo.

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