ES2259062T3 - Dispositivo de direccion para vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de dirección para un vehículo con un esqueleto estacionario, que presenta una sección del esqueleto básicamente en forma de arco, con un elemento de accionamiento alojado en el esqueleto en posición desplazable, con dos segmentos de agarre en posición básicamente opuesta, donde el elemento de accionamiento envuelve a la sección del esqueleto en forma de anillo en la sección transversal y se extiende entre los segmentos de agarre, sin interrupciones, a lo largo de la sección del esqueleto en forma de arco.

Description

Dispositivo de dirección para vehículo automóvil.

La invención se refiere a un dispositivo de dirección para un vehículo con un esqueleto fijo y un elemento de accionamiento alojado en el esqueleto en situación desplazable.

Por motivos de seguridad y de comodidad desde hace algún tiempo se fabrican, cada vez más directamente en el volante de dirección, dispositivos para la activación de diferentes funciones del conductor, de modo que el conductor no se vea obligado a levantar una mano del volante para conectar este tipo de funciones. No obstante, la transmisión de las señales eléctricas producidas en un volante de dirección giratorio hasta los componentes dispuestos en posición fija en la carrocería del vehículo no deja de presentar problemas, en particular si se tiene que transmitir un gran número de señales diferentes. Por ello se han propuesto dispositivos de dirección estacionarios o básicamente estacionarios, en los cuales el acoplamiento mecánico entre el dispositivo de dirección y el varillaje de dirección ha sido sustituido por un transductor situado en el dispositivo de dirección y un actuador en el varillaje de dirección. Para conseguir el ángulo de giro máximo del volante con dispositivos de dirección de este tipo se puede renunciar al máximo habitual de dos giros y medio o cuatro giros del volante de dirección, y limitar el recorrido de regulación propiamente dicho para el accionamiento de las ruedas de dirección a un ángulo de giro de 30º ó menos. De esta forma la transmisión de un gran número de señales no resulta problemática, porque los dispositivos de accionamiento se pueden disponer en partes del dispositivo de dirección configuradas en posición estacionaria en relación con la carrocería. Por ello la conducción de cables para el establecimiento de una unión eléctrica entre los dispositivos de accionamiento y las piezas estacionarias se simplifica sustancialmente.

También se necesita un desacoplamiento mecánico y una transmisión eléctrica de la orden de dirección a las ruedas de dirección si se pretende conseguir, con sistemas de seguridad modernos, una estabilización del vehículo independiente del conductor, y si en este sentido se pretende también influir sobre el ángulo de ajuste de las ruedas de dirección.

La patente EP-A-1 046 572 describe un dispositivo de dirección con un bastidor no giratorio, que presenta un eje de simetría y dos segmentos de guía en forma de arco, varios asideros que se acoplan entre sí mediante cables de accionamiento, que se alojan en los segmentos de guía en posición desplazable en el mismo sentido y se pueden desplazar a lo largo de los segmentos de guía, en una medida limitada en relación con el eje de simetría, y con un transductor para la generación de una señal eléctrica o electrónica destinada a determinar la posición de los dos asideros en relación con el bastidor.

La patente WO-A-99/12791 se refiere a un dispositivo de dirección para un vehículo con un elemento de accionamiento para la aplicación de un movimiento de dirección, y un varillaje de dirección para la transmisión del movimiento de dirección a las ruedas, en el cual el elemento de accionamiento está formado por un volante no giratorio, en cuya corona va dispuesto un anillo de accionamiento en posición móvil en relación con la corona, en forma de cinta o de cadena, y un transductor para la generación de una señal de posición eléctrica o electrónica para el anillo de accionamiento. El varillaje de dirección es accionado por un actuador, que puede ser controlado por un dispositivo regulador eléctrico o electrónico dependiendo de la señal de posición.

La presente invención crea un dispositivo de dirección que se construye de una forma menos costosa y se fabrica, por tanto, a menor precio. Para ello se ofrece, de acuerdo con la invención, un dispositivo de dirección para un vehículo con un esqueleto estacionario, que presenta una sección del esqueleto básicamente en forma de arco, con un elemento de accionamiento alojado en el esqueleto en posición desplazable, con dos segmentos de agarre en posición básicamente opuesta, donde el elemento de accionamiento envuelve a la sección del esqueleto en forma de anillo en la sección transversal y se extiende entre los segmentos de agarre, sin interrupciones, a lo largo de la sección del esqueleto en forma de arco.

El esqueleto puede estar fabricado, en particular, en chapa, plástico, magnesio fundido a presión, aluminio fundido a presión, poliuretano o poliuretano reforzado con fibras.

El dispositivo de dirección incluye preferentemente un transductor para la generación de una señal eléctrica o electrónica, donde el transductor incluye sensores de un sistema odométrico dispuestos en la sección del esqueleto en forma de arco, los cuales registran el desplazamiento del elemento de accionamiento en relación con la sección del esqueleto. A través de los cables dispuestos en el esqueleto el transductor puede estar unido a una unidad electrónica que recoge la señal eléctrica o electrónica generada por el transductor y la transforma en una señal de guía destinada a controlar a un actuador para las ruedas de dirección de un vehículo.

A ser posible la sección del esqueleto en forma básicamente de arco describe al menos una semicircunferencia. No obstante, en una forma de realización especialmente preferida la sección del esqueleto está configurada como circunferencia completa, y tiene por tanto la forma de un volante de dirección convencional.

El elemento de accionamiento puede estar compuesto por secciones del segmento unidas unas a otras. No obstante, el elemento de accionamiento se compone ventajosamente de semicascos unidos entre sí, lo que facilita la fabricación. El elemento de accionamiento puede estar fabricado en materiales conocidos en los volantes de dirección convencionales, como madera, cuero, plástico, poliuretano, metal o una combinación de estos materiales.

La sección del esqueleto y el elemento de accionamiento pueden presentar juntos características de asiento. De forma ventajosa, entre la sección del esqueleto y el elemento de accionamiento está dispuesto un elemento de asiento que se puede configurar como cojinete de deslizamiento o como rodamiento.

De forma especialmente preferible el elemento de accionamiento está configurado como corona del volante de dirección convencional, que se puede alojar con posibilidad de giro sobre la sección del esqueleto de forma circular. De esta forma se imita un volante de dirección convencional, que permite una dirección asistida por mecanismos electrónicos.

En caso de que el dispositivo de dirección conforme a la invención presente una sección del esqueleto rotacionalmente asimétrica, el elemento de accionamiento se fabricará preferiblemente en un material flexible, para permitir en su caso, en combinación con los elementos de cojinete, un movimiento de dirección no circular.

Con el fin de definir una posición para la marcha en línea recta los segmentos de agarre para las manos del conductor pueden estar separados, en forma visual o táctil, de las demás zonas del elemento de accionamiento.

Finalmente, el elemento de accionamiento del dispositivo de dirección conforme a la invención puede presentar una acanaladura, donde la sección del esqueleto encaja en esta acanaladura y la cierra. Esta forma de realización es especialmente preferida si con el dispositivo de dirección conforme a la invención se trata de imitar un volante de dirección convencional, para mejorar la aceptación del cliente. En los volantes de dirección convencionales la sección del esqueleto configurada como circunferencia completa está unida mediante radios a un buje de volante de dirección. La acanaladura continua en el elemento de accionamiento del dispositivo de dirección conforme a la invención se corresponde básicamente con el grosor de los radios, y garantiza por tanto la capacidad de desplazamiento libre del elemento de accionamiento. El hueco producido por la acanaladura fuera de la zona del radio se puede cerrar mediante un resalte configurado en correspondencia en la sección del esqueleto, que encaje en la acanaladura. De forma ventajosa este resalte puede estar ligeramente retraído frente a la acanaladura, para reducir el rozamiento de la mano que gira el elemento de accionamiento o la corona del volante de dirección contra el esqueleto estacionario.

La construcción estacionaria del volante de dirección demuestra ser especialmente ventajosa en el caso de retención después de un accidente del vehículo, pues el volante de dirección puede estar equipado con un módulo de airbag, provisto a su vez de un airbag asimétrico, de modo que se puede conseguir un mejor efecto de retención, adaptado a la situación del accidente en cuestión.

El dispositivo de dirección conforme a la invención presenta, en comparación con los dispositivos de dirección conocidos que permiten una conducción asistida por medios electrónicos (steering by wire), una construcción sustancialmente más sencilla, con menos componentes móviles y por tanto facilita la labor de mantenimiento y reduce los costes.

En comparación con las soluciones conocidas hasta ahora, se suprimen los dispositivos para el acoplamiento de los asideros u otros elementos de guía mecánicos alojados en la corona del volante de dirección. Esto se consigue, por una parte, porque el elemento de accionamiento conforme a la invención se extiende de forma continua entre los segmentos de agarre dispuestos para las manos del conductor, con lo cual no se necesita acoplamiento mecánico adicional y, por otra parte, porque el alojamiento de forma anular del elemento de accionamiento sobre el esqueleto elimina la necesidad de elementos de guía adicionales.

La imitación de un volante de dirección convencional favorece además la aceptación de la nueva tecnología de la dirección asistida por medios electrónicos entre los fabricantes de automóviles y los clientes finales. El conductor no deberá modificar especialmente sus hábitos de conducción, pues por ejemplo la acción de apoyarse sobre el volante de dirección no provocará consecuencias no deseadas para la dirección. Finalmente, el dispositivo de dirección conforme a la invención permite la utilización de técnicas de fabricación convencionales para el esqueleto y la corona del volante de dirección, que se deberá fabricar por separado como elemento de accionamiento. Así pues, el dispositivo de dirección no está sometido a restricciones de ningún tipo por lo que respecta al material y al diseño.

Otras características y ventajas se deducen de la siguiente descripción de una forma de realización especial, haciendo referencia a los dibujos. En los dibujos puede verse:

- Figura 1 la vista en perspectiva de un dispositivo de dirección conforme a la invención, y

- Figura 2 una vista en sección a lo largo de la línea A-A de la Figura 1.

El dispositivo de dirección 10 que se muestra en las figuras 1 y 2 presenta un esqueleto estacionario 12 con una sección del esqueleto 14 básicamente en forma de arco. En la forma de realización que aquí se muestra la sección del esqueleto 14 en forma de arco está configurada como circunferencia completa. En la sección del esqueleto 14 se aloja en posición desplazable un elemento de accionamiento 16. El elemento de accionamiento 16 presenta dos segmentos de agarre 18, 18' situados en posición básicamente opuesta, y se extiende entre los segmentos de agarre 18, 18', de forma continua, a lo largo de la sección del esqueleto 14 en forma de arco. En la forma de realización preferente que aquí se muestra el elemento de accionamiento está configurado a la manera de una corona del volante de dirección convencional, que se puede mover en la sección del esqueleto estacionario y que por tanto imita el movimiento de giro de un volante de dirección convencional.

La corona del volante de dirección o el elemento de accionamiento 16 envuelve la sección del esqueleto en forma de arco en la sección transversal en forma de anillo de manera que el conductor del vehículo puede sujetar con firmeza el dispositivo de dirección, de la manera habitual, por los segmentos de agarre. De esta forma el conductor no está obligado a accionar asideros o piezas añadidas de difícil acceso en la corona del volante de dirección.

Entre el elemento de accionamiento 16 y la sección del esqueleto en forma de arco 14 se dispone preferiblemente un elemento de asiento 20, por ejemplo, un cojinete de deslizamiento o un rodamiento. No obstante, si la combinación formada por el elemento de accionamiento 16 y la sección del esqueleto 14 presenta por sí misma características de asiento se podrá renunciar al elemento de asiento 20.

El movimiento del elemento de accionamiento 16 en relación con la sección del esqueleto 14 en forma de arco es registrado por los sensores 22 de un dispositivo odométrico dispuestos entre ellos. La señal eléctrica o electrónica generada por los sensores se transmite, a través de cables 24 que discurren por el esqueleto 12, hasta una unidad electrónica 26 situada en el vehículo, que registra la señal y la transforma en una señal de guía para el control de un actuador destinado al ajuste de las ruedas de dirección del vehículo (aquí no representadas).

La corona del volante de dirección o el elemento de accionamiento 16 que envuelve en forma de anillo la sección del esqueleto 14 en forma de arco está provista de una acanaladura 28, en la cual encajan la zona de radio del esqueleto 12 y un resalte 30 configurado en la sección del esqueleto en forma de arco. El resalte 30 cierra la acanaladura 28 y presenta un ligero retroceso frente a la superficie del elemento de accionamiento 16 ó de la corona del volante de dirección. De esta forma, al agarrar la envoltura la corona del volante de dirección o el elemento de accionamiento 16, se evita el roce de las manos del conductor con el esqueleto del volante de dirección 12 o con la sección del esqueleto 14 en forma de arco.

El dispositivo de dirección conforme a la invención ofrece las mismas características visuales que un volante de dirección convencional, y se puede utilizar de forma análoga a un volante de dirección convencional. De esta forma mejora la aceptación por parte del cliente final y de los fabricantes de vehículos. Por otra parte, para la fabricación del dispositivo de dirección conforme a la invención se pueden utilizar los mismos materiales que para la fabricación de volantes de dirección convencionales. Así pues, se puede fabricar el elemento de accionamiento 16 ó la corona del volante de dirección en materiales conocidos como madera, plástico, poliuretano y metal, y también combinando estos materiales. Para la fabricación de la corona del volante de dirección o del elemento de accionamiento 16 se pueden unir entre sí semicascos prefabricados o secciones de segmentos de estos materiales.

No obstante, el dispositivo de dirección no está restringido a diseños de forma circular en correspondencia con los volantes de dirección convencionales. Se pueden utilizar también formas de realización rotacionalmente asimétricas. En este caso el elemento de accionamiento está fabricado preferiblemente en un material flexible, para permitir desplazamientos no circulares.

Claims (14)

1. Dispositivo de dirección para un vehículo con un esqueleto estacionario, que presenta una sección del esqueleto básicamente en forma de arco, con un elemento de accionamiento alojado en el esqueleto en posición desplazable, con dos segmentos de agarre en posición básicamente opuesta, donde el elemento de accionamiento envuelve a la sección del esqueleto en forma de anillo en la sección transversal y se extiende entre los segmentos de agarre, sin interrupciones, a lo largo de la sección del esqueleto en forma de arco.

2. Dispositivo de dirección según la reivindicación 1, caracterizado porque el esqueleto está fabricado en chapa, plástico, magnesio fundido a presión, aluminio fundido a presión, poliuretano o poliuretano reforzado con fibras.

3. Dispositivo de dirección según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además por un transductor para la generación de una señal eléctrica o electrónica, donde el transductor incluye sensores de un sistema odométrico dispuestos en la sección del esqueleto en forma de arco, los cuales registran el desplazamiento del elemento de accionamiento en relación con la sección del esqueleto.

4. Dispositivo de dirección según la reivindicación 3, caracterizado porque el transductor puede estar unido, a través de los cables dispuestos en el esqueleto, a una unidad electrónica que recoge la señal eléctrica o electrónica generada por el transductor y la transforma en una señal de guía destinada a controlar a un actuador para las ruedas de dirección de un vehículo.

5. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la sección del esqueleto, básicamente en forma de arco, describe al menos una semicircunferencia.

6. Dispositivo de dirección según la reivindicación 5, caracterizado porque la sección del esqueleto en forma de arco describe una circunferencia completa y porque el elemento de accionamiento está configurado como corona del volante de dirección.

7. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el elemento de accionamiento se compone de secciones de segmentos unidas entre sí.

8. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el elemento de accionamiento se compone de semicascos unidos entre sí.

9. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de accionamiento está fabricado en madera, cuero, plástico, poliuretano, metal o una combinación de estos materiales.

10. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la sección del esqueleto y el elemento de accionamiento va dispuesto un elemento de asiento.

11. Dispositivo de dirección según la reivindicación 10, caracterizado porque el elemento de asiento es un cojinete de deslizamiento o un rodamiento.

12. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección del esqueleto en forma de arco es rotacionalmente asimétrico.

13. Dispositivo de dirección según la reivindicación 12, caracterizado porque el elemento de accionamiento está fabricado en un material flexible.

14. Dispositivo de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de accionamiento presenta una acanaladura continua, donde la sección del esqueleto encaja en la acanaladura y la cierra.