Procedimiento para la unión sin arranque de virutas del árbol de piñón o del árbol de entrada con la barra de torsión de una dirección asistida.

Procedimiento para la fabricación de un módulo para una dirección asistida de vehículo automóvil que consta de árbol de entrada y de árbol de piñón con una barra de torsión (3),

con los siguientes pasos:

- fabricación del árbol de entrada (1) y/o del árbol de piñón (2) con un taladro (9, 10), que está previsto para la unión con la barra de torsión (3),

caracterizado porque

- el taladro (9, 10) es realizado con una inferioridad de tamaño en comparación con el diámetro exterior de la barra de torsión (3),

- en que la inferioridad de tamaño se escoge de tal modo que la barra de torsión (3), al ser calentado el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) o al ser enfriada la barra de torsión (3), puede ser introducida en el taladro (9, 10) y tras la igualación de temperatura entre el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) y la barra de torsión (3), la barra de torsión (3) queda asentada dentro del taladro (9, 10) con un ajuste a presión;

- generación de una diferencia de temperatura, en que la barra de torsión (3) está más fría que el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2),

- ensamblaje del árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión, así como

- provocación de una igualación de temperatura entre el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) y la barra de torsión (3).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/006145.

Solicitante: THYSSENKRUPP PRESTA AG.

Nacionalidad solicitante: Liechtensein.

Dirección: 9492 Eschen LIECHTENSTEIN.

Inventor/es: HECK,HUBERT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23P11/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23P OTROS PROCEDIMIENTOS MECANICOS PARA EL TRABAJO DEL METAL; OPERACIONES MIXTAS; MAQUINAS HERRAMIENTAS UNIVERSALES (dispositivos para el copiado o el control B23Q). › B23P 11/00 Ensamblado o desensamblado de piezas u objetos metálicos por procesos de trabajo del metal no previstos en otro lugar (ensamblado de chapas, tubos, barras o perfiles metálicos B21D 39/00; remachado B21J; soldeo o desoldeo con o sin fusión B23K; herramientas manuales para unir hilos o bandas metálicas B25B 25/00; ensamblado de piezas metálicas por adhesivos F16B 11/00). › dilatando una pieza y acoplándola seguidamente sobre otra pieza por contracción, o viceversa , p. ej. empleando la presión de fluidos; mediante la unión por fuerza.
  • B62D5/06 B […] › B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES.B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › B62D 5/00 Dirección asistida o de relé de potencia (para ruedas no orientables B62D 11/00; servomotores de fluido bajo presión en general F15B). › por fluido, es decir, utilizando un fluido a presión que produce toda la fuerza necesaria, o la mayor parte de ella para controlar la dirección del vehículo.
  • B62D5/083 B62D 5/00 […] › Válvulas giratorias.

PDF original: ES-2543043_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la unión sin arranque de virutas del árbol de piñón o del árbol de entrada con la barra de torsión de una dirección asistida La presente invención se refiere a un procedimiento con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Las válvulas de distribuidor giratorio para direcciones asistidas en vehículos automóviles comprenden habitualmente entre otras cosas un casquillo de control, dentro del que está dispuesto de forma giratoria el distribuidor giratorio con sus ranuras de control. Dentro del distribuidor giratorio está insertada a su vez una barra de torsión, la cual está unida por el extremo, situado por el lado de la columna de dirección, del distribuidor giratorio de forma solidaria en rotación a éste y está soportada de forma giratoria por el extremo opuesto en un cojinete de agujas. Toda la disposición tiene aproximadamente simetría rotacional en torno al eje de giro común. La barra de torsión permite una cierta torsión entre la columna de dirección, más precisamente el husillo de dirección, y el piñón de accionamiento del engranaje de la dirección. Como el distribuidor giratorio sólo está fijado de forma solidaria en rotación por el extremo, situado por el lado de entrada, de la barra de torsión, esta torsión provoca una variación de posición de las ranuras de control del distribuidor giratorio respecto al casquillo de control y con ello una señal de control hidráulica, que lleva en último término a la activación de la servoasistencia.

En direcciones asistidas electromecánicas está prevista una estructura similar con una barra de torsión como unión de árbol de entrada y árbol de piñón, en que la torsión durante la operación no es utilizada para el control hidráulico sino como valor de entrada mecánico para un sensor de par de giro.

La fijación de la barra de torsión dentro del árbol de entrada se produce habitualmente en un segmento de vástago de la barra de torsión. Cerca de esta zona es realizado un taladro radial, que atraviesa centralmente el árbol de entrada y la barra de torsión, y los dos componentes son fijados entre sí con pasador a través de este taladro pasante. La realización de este taladro pasante a través de los dos componentes no carece de problemas en la práctica, ya que el material a emplear es bastante duro. Además de ello, las virutas que se producen durante el proceso de taladrado así como el calor que se produce durante éste tienen que ser retirados. Finalmente, la unión que se alcanza no es estanca. Debe procurarse por lo tanto un cierre estanco adicional, por ejemplo en forma de una junta tórica.

Especialmente al emplear direcciones asistidas electromecánicas, la zona de unión debe estar lo más completamente libre que sea posible de grasa, lo que es difícil de conseguir tras la fabricación por arranque de virutas.

Otra técnica de unión para válvulas de distribuidor giratorio de direcciones asistidas prevé que el segmento de vástago de la barra de torsión sea dotado de un taladro ciego coaxial, dentro del cual puede ser introducida entonces por apriete o golpeo una bola en la posición de fijación. La bola tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro interior del taladro ciego, de modo que el segmento de vástago de la barra de torsión es ensanchado y con ello fijado dentro del taladro del distribuidor giratorio. Esta técnica de fijación lleva a fuerzas axiales considerables sobre la barra de torsión, cuyo segmento elástico puede ser perjudicado por ello. Resultan desventajas para la precisión con la que puede ajustarse por ejemplo la posición central hidráulica libre de fuerzas de la válvula.

A partir del documento de publicación DE 44 41 165 A1 es conocida una servoválvula, en la que en la zona de unión del distribuidor giratorio con la barra de torsión el distribuidor giratorio tiene un contorno interior con superficies en espiral y la barra de torsión tiene un contorno exterior correspondiente. La unión se establece por ligadura de fuerza mediante giro de las piezas una respecto a otra. Esta unión no puede ser establecida en cada posición relativa arbitraria entre los componentes.

A partir del documento DE 197 52 468 A1 es conocida una técnica de unión, en la que con un elemento de expansión la barra de torsión es ensanchada desde dentro y es fijada así dentro del distribuidor giratorio. Con ello se generan más costes por el elemento de fijación adicional.

Un procedimiento, en el que la barra de torsión es insertada en el taladro sin arranque de virutas por ajuste a presión longitudinal, es mostrado por el documento WO 2006/048392 A1.

Finalmente, a partir del documento DE10010837A1 es conocido realizar el taladro del distribuidor giratorio con una sección transversal no circular, que bajo la acción de una fuerza de apriete que actúa desde fuera es deformable hasta obtener una sección transversal esencialmente circular. Bajo la acción de una fuerza de apriete que actúa 50 desde fuera, las secciones transversales del taladro y de la barra de torsión se hacen geométricamente similares hasta el punto en que la barra de torsión puede ser introducida libremente en el taladro. Tras la retirada de la fuerza de apriete, la barra de torsión es sujetada mediante ligadura por fricción dentro del taladro que retorna a su forma inicial. La fabricación del taladro no circular es costosa en la práctica.

Constituye por ello la tarea de la presente invención crear un procedimiento para la unión de un árbol de entrada o un árbol de piñón con una barra de torsión, que sea realizable fácil y económicamente sin una mecanización por arranque de virutas.

Esta tarea es resuelta con un procedimiento de fabricación con las características de la reivindicación 1.

Como en la fabricación del árbol de entrada y/o del árbol de piñón están previstos los siguientes pasos:

- fabricación del árbol de entrada y/o del árbol de piñón con un taladro, que está previsto para la unión con la barra de torsión, -en que el taladro es realizado con una inferioridad de tamaño en comparación con el diámetro exterior de la barra de torsión, -en que la inferioridad de tamaño se escoge de tal modo que la barra de torsión, al ser calentado el árbol de entrada y/o el árbol de piñón o al ser enfriada la barra de torsión, puede ser introducida en el taladro y tras la igualación de temperatura entre el árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión, la barra de torsión queda asentada dentro del taladro con un ajuste a presión;

- generación de una diferencia de temperatura, en que la barra de torsión está más fría que el árbol de entrada y/o 15 el árbol de piñón, -ensamblaje del árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión, así como -provocación de una igualación de temperatura entre el árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión mediante enfriamiento o calentamiento activo o mediante espera, y como en particular el taladro previsto para la unión con la barra de torsión es fabricado con una inferioridad de tamaño en comparación con el diámetro exterior de la barra de torsión, en que la inferioridad de tamaño se escoge de tal modo que la barra de torsión, al ser calentado el árbol de entrada y/o el árbol de piñón, puede ser introducida en el taladro, y tras el enfriamiento del árbol de entrada y/o el árbol de piñón, la barra de torsión queda asentada en el taladro con un ajuste a presión, puede producirse el ensamblaje del árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión sin una mecanización por arranque de virutas.

El taladro del árbol de entrada y/o el árbol de piñón puede ser un taladro circular sencillo. Igualmente, la zona extrema, prevista para la fijación al árbol de entrada y/o al árbol de piñón, de la barra de torsión puede tener una sección transversal circular y cilíndrica. La orientación de la barra de torsión respecto al árbol de entrada no está fijada. Así, el módulo puede ser ajustado aún antes del enfriamiento del árbol de entrada, lo que es ventajoso para el establecimiento de una posición central de este módulo. Finalmente, la unión, conseguida tras el enfriamiento del árbol de entrada, es estanca a los gases sin medidas de cierre estanco adicionales.

La unión entre el árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión puede ser conformada con un menor diámetro que en el estado de la técnica, ya que no es necesaria ninguna mecanización durante el ensamblaje. Con ello puede emplearse como barra de torsión una barra sencilla, sin que el diámetro esté aumentado en las zonas extremas. El componente correspondiente se hace con ello... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de un módulo para una dirección asistida de vehículo automóvil que consta de árbol de entrada y de árbol de piñón con una barra de torsión (3) , con los siguientes pasos:

-fabricación del árbol de entrada (1) y/o del árbol de piñón (2) con un taladro (9, 10) , que está previsto para la unión con la barra de torsión (3) , caracterizado porque -el taladro (9, 10) es realizado con una inferioridad de tamaño en comparación con el diámetro exterior de la barra de torsión (3) , -en que la inferioridad de tamaño se escoge de tal modo que la barra de torsión (3) , al ser calentado el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) o al ser enfriada la barra de torsión (3) , puede ser introducida en el taladro (9, 10) y tras la igualación de temperatura entre el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) y la barra de torsión (3) , la barra de torsión (3) queda asentada dentro del taladro (9, 10) con un ajuste a presión;

- generación de una diferencia de temperatura, en que la barra de torsión (3) está más fría que el árbol de entrada 15 (1) y/o el árbol de piñón (2) , -ensamblaje del árbol de entrada y/o el árbol de piñón y la barra de torsión, así como -provocación de una igualación de temperatura entre el árbol de entrada (1) y/o el árbol de piñón (2) y la barra de torsión (3) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el taladro (9) del árbol de entrada (1) y/o el 20 taladro (10) del árbol de piñón (2) es un taladro circular.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona extrema de la barra de torsión (3) tiene una sección transversal circular y cilíndrica.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el módulo es ajustado antes de la igualación de temperatura.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la barra de torsión (3) es una barra con un diámetro constante sobre su longitud.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la diferencia de temperatura durante el ensamblaje entre el árbol de entrada o el árbol de piñón y la barra de torsión en la fabricación es de aproximadamente 200 a 300ºC.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol de entrada o el árbol de piñón son calentados inductivamente.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la barra de torsión (3) es enfriada por ejemplo empleando nitrógeno líquido.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el taladro (9) para la fijación de la barra de torsión (3) dentro del árbol de entrada (1) está realizado como taladro ciego.


 

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