Caja de dirección para un dispositivo de dirección en un vehículo.

Caja de dirección para un dispositivo de dirección (1) en un vehículo,

que comprende un tubo de caja (8) para recibir una parte de varillaje y unos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) en el lado exterior del tubo (8) de la caja, caracterizada por que al lado de los dos extremos opuestos del tubo (8) de la caja están dispuestos al menos dos respectivos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) que se extienden en direcciones radiales diferentes, y por que cada dos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) colocados en extremos opuestos del tubo (8) de la caja están limitados por sendos planos de limitación (11, 12, 15, 16) situados en ángulo, referido al eje (17) trazado por el tubo (8) de la caja, cortándose al menos dos planos de limitación (11, 12, 15, 16) a la altura del tubo (8) de la caja.

Caja de dirección para un dispositivo de dirección en un vehículo.

La invención se refiere a una caja de dirección para un dispositivo de dirección en un vehículo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen dispositivos de dirección para vehículos que presentan, como asistencia a la dirección, un servomotor eléctrico que alimenta un par de asistencia a través del mecanismo de dirección del dispositivo de dirección. El mecanismo de dirección con el varillaje de dirección está alojado en una caja de dirección que, para reducir el peso, consiste, por ejemplo, en aluminio, pudiendo estar dispuestos, por motivos de estabilidad, unos nervios o puntales de refuerzo en el lado exterior de un tubo de la caja de dirección en el que está alojada una parte de varillaje. Para conseguir las rigideces y resistencias prescritas en piezas estructurales relevantes para la seguridad se realiza usualmente un dimensionamiento generoso de los puntales de refuerzo, pero esto repercute negativamente sobre el peso de la caja de dirección.

El documento JP 2008265648 A muestra una caja de dirección para un dispositivo de dirección que presenta, según la figura 2, un tubo de caja en el que se guía de forma desplazable una cremallera de dirección que engrana con el árbol de dirección. En el tubo de la caja están dispuestos al lado del árbol de dirección unos puntales de refuerzo que se encuentran en lados diametralmente opuestos del tubo de la caja y se extienden cada uno de ellos en dirección radial. Los puntales de refuerzo se extienden axialmente sobre la mayor parte del tubo de la caja. En el lado axialmente opuesto al árbol de dirección no están previstos puntales de refuerzo.

La invención se basa en el problema de configurar, con medidas constructivas sencillas, una caja de dirección para un dispositivo de dirección en un vehículo que tenga una elevada rigidez junto con un reducido peso.

Este problema se resuelve según la invención con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas indican perfeccionamientos convenientes.

La caja de dirección según la invención es parte integrante de un dispositivo de dirección en un vehículo, por ejemplo en un automóvil de turismo o un vehículo industrial, y presenta al menos un tubo de caja que está previsto para recibir una parte de varillaje. En el lado exterior del tubo de la caja se encuentran unos puntales de refuerzo que confieren a la caja de dirección una elevada rigidez. La caja de dirección consiste preferiblemente en un metal ligero, tal como, por ejemplo, aluminio o magnesio, y puede fabricarse por el procedimiento de fundición inyectada. Sin embargo, entran en consideración también cajas de plástico con nervios o puntales de refuerzo inyectados de metal, especialmente acero.

Según la invención, se ha previsto que, referido al tubo rectilíneo de la caja, estén previstos al lado de los dos extremos opuestos del tubo de la caja, dos respectivos puntales de refuerzo que se extienden en diferentes direcciones radiales y que presentan una extensión radial creciente al aumentar la distancia al centro del tubo. Cada dos puntales de refuerzo opuestos están limitados por un plano de limitación común que, referido a un plano medio, discurre en ángulo a través del tubo de la caja. En cada extremo del tubo están dispuestos al menos dos puntales de refuerzo angularmente decalados entre ellos, estando asociados uno a otro los respectivos puntales de refuerzo opuestos y estando éstos limitados por un plano de limitación común. Por tanto, existen al menos dos planos de refuerzo que, según la invención, se cortan a la altura del tubo de la caja.

Los puntales de refuerzo configurados de esta manera se extienden en cruz, referido al tubo de la caja, lo que, a pesar de un uso limitado de material, conduce a un significativo aumento de la rigidez. Cada dos puntales de refuerzo colocados en extremos opuestos del tubo de la caja están dispuestos en cruz, lo que conduce al punto de intersección de los planos de limitación a la altura del tubo de la caja. El punto de intersección está situado en este caso dentro del perímetro exterior del tubo de la caja, por ejemplo al menos aproximadamente en el centro radial del tubo de la caja.

Según otra realización conveniente, se ha previsto que, al lado de los dos extremos opuestos del tubo de la caja, estén dispuestos cuatro respectivos puntales de refuerzo que se extienden en diferentes direcciones radiales. Cada dos puntales de refuerzo opuestos colocados en cruz están limitados por un plano de limitación común. Por tanto, existe un total de al menos ocho puntales de refuerzo, de los que cada dos puntales de refuerzo opuestos están limitados por un plano de limitación común. En consecuencia, pueden definirse cuatro planos de limitación, de los que al menos dos planos de limitación se cortan a la altura del tubo de la caja. Preferiblemente, dos de los cuatro planos de limitación se cortan cada vez en un punto a la altura del tubo de la caja, no coincidiendo necesariamente los puntos de intersección de cada dos planos de limitación, aun cuando esto es posible.

Sobre la definición de los planos de limitación está disponible un instrumentario para el diseño de la caja de dirección en el que se puede garantizar una alta rigidez y resistencia de la caja de dirección con un consumo mínimo de material.

Puede ser conveniente que los puntales de refuerzo limitados por un plano de limitación común y colocados en lados opuestos del tubo de la caja se dispongan decalados uno respecto de otro en dirección periférica. Sin embargo, es suficiente en principio disponer los puntales de refuerzo en extremos axialmente opuestos y en lados radialmente opuestos de modo que coincidan los planos en los que están situados los dos puntales de refuerzos asociados. Por el contrario, en caso de un posicionamiento de los puntales de refuerzo de una manera decalada en dirección periférica, los planos que pasan por los puntales de refuerzo son paralelos uno a otro o encierran un ángulo entre ellos.

En una realización preferida los puntales de refuerzo están en sí configurados al menos aproximadamente planos, entrando en consideración en principio también variantes de realización curvadas, sinuosas o convexas o cóncavas. Además, es posible configurar los puntales de refuerzo con un espesor de pared variable en toda su extensión axial y/o radial. Por el contrario, según otra realización es conveniente prever un espesor de pared constante en dirección axial o en dirección radial o en ambas direcciones.

Para poder materializar un uso mínimo del material es ventajoso que un segmento axial central del tubo de la caja esté configurado completamente sin puntales de refuerzo o esté realizado de tal manera que los puntales de refuerzo estén reducidos a un mínimo en este segmento. Así, los puntales o nervios de refuerzo pueden presentar en este segmento una altura radial constante que se incrementa únicamente en la transición hacia los puntales de refuerzo terminales.

Como dispositivo de dirección entra en consideración especialmente un sistema de dirección con servoasistencia de motor eléctrico. Sin embargo, es posible también en principio una aplicación de la caja de dirección a sistemas de dirección con servoasistencia hidráulica.

Asimismo, es posible instalar la caja de dirección en un sistema de dirección activo, en el que se puede generar un ángulo de dirección adicional que puede superponerse al ángulo de dirección prefijado por el conductor.

Otras ventajas y realizaciones convenientes pueden deducirse de las demás reivindicaciones, la descripción de las figuras y los dibujos. Muestran:

La figura 1, una representación esquemática de un dispositivo de dirección en un vehículo, La figura 2, una caja de dirección del dispositivo de dirección en vista lateral, La figura 3, la caja de dirección en una representación girada en 90º y Las figuras 4 a 6, la caja de dirección en vistas en perspectiva diferentes.

En las figuras las piezas estructurales iguales están provistas de los mismos símbolos de referencia.

El dispositivo de dirección 1 comprende un volante 2, un husillo o árbol de dirección 3, una caja de dirección 4 con un mecanismo de dirección alojado en ella y un varillaje de dirección 5 a través del cual se transmite un movimiento de dirección a las ruedas dirigibles 6 del vehículo. El conductor prefija a través del volante 2, con el que está fijamente unido el husillo de dirección 3, un ángulo de dirección L que se transmite en el mecanismo de dirección dentro de la caja de dirección 4 a una cremallera del varillaje de dirección... [Seguir leyendo]

1. Caja de dirección para un dispositivo de dirección (1) en un vehículo, que comprende un tubo de caja (8) para recibir una parte de varillaje y unos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) en el lado exterior del tubo (8) de la caja, caracterizada por que al lado de los dos extremos opuestos del tubo (8) de la caja están dispuestos al menos dos respectivos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) que se extienden en direcciones radiales diferentes, y por que cada dos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) colocados en extremos opuestos del tubo (8) de la caja están limitados por sendos planos de limitación (11, 12, 15, 16) situados en ángulo, referido al eje (17) trazado por el tubo (8) de la caja, cortándose al menos dos planos de limitación (11, 12, 15, 16) a la altura del tubo (8) de la caja.

2. Caja de dirección según la reivindicación 1, caracterizada por que al lado de los dos extremos opuestos del tubo

(8) de la caja están colocados cuatro respectivos puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) que se extienden en direcciones radiales diferentes, y cada dos puntales de refuerzo opuestos (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) están limitados por un plano de limitación común (11, 12, 15, 16) .

3. Caja de dirección según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que los puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) limitados por un plano de limitación común (11, 12, 15, 16) y colocados en lados opuestos del tubo (8) de la caja están dispuestos de manera que quedan decalados entre ellos en dirección periférica.

4. Caja de dirección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que los puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) presentan en su longitud un espesor de pared variable.

5. Caja de dirección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que los puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) están en sí realizados en forma al menos aproximadamente plana.

6. Caja de dirección según la reivindicación 5, caracterizada por que los puntales de refuerzo opuestos (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) limitados por un plano de limitación común (11, 12, 15, 16) están situados en planos paralelos.

7. Caja de dirección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por una construcción en metal ligero, especialmente aluminio.

8. Caja de dirección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que en un segmento central del tubo (8) de la caja se han reducido a un mínimo los puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) .

9. Caja de dirección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que los puntales de refuerzo (9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b) presentan una extensión radial mayor al aumentar la distancia al centro axial del tubo.

10. Dispositivo de dirección con una caja de dirección (4) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.