ES2280642T3 - Sistema de direccion de seguridad y procedimiento de funcionamiento del mismo. - Google Patents
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Abstract
Columna de dirección de seguridad con una columna de dirección (10), un dispositivo de regulación de posición (K) de la columna de dirección, que comprende dispositivos de regulación lineal (M), así como dispositivos de seguridad (A), que están diseñados para que en una situación de accidente al menos una zona final de la columna de dirección pueda ser alejada de la posición del conductor, comprendiendo los dispositivos de regulación lineal (M) dispositivos de absorción de carga (L) y/o dispositivos de retroceso (R) referente al movimiento de, por lo menos, una zona final de la columna de dirección en el sentido de alejamiento de una posición del conductor, caracterizada porque los dispositivos de regulación lineal (M) están dotados de un accionamiento para la regulación longitudinal (8; H) y un accionamiento para la regulación vertical (4; V), así como de un motor común (6) para el accionamiento de la regulación longitudinal (H) y el accionamiento de la regulación vertical (V), los cualesestán acoplados alternativamente con dicho motor de accionamiento (6) a través de dispositivos de acoplamiento (7, 9).
Description
Sistema de dirección de seguridad y
procedimiento de funcionamiento del mismo.
La invención se refiere a un sistema de
dirección de seguridad y a un procedimiento de funcionamiento del
mismo, según las partes introductorias de las reivindicaciones
independientes 1 y 2.
La invención desarrolla realizaciones de
sistemas de dirección, según las solicitudes de patente
internacionales PCT/DE 99/01000, PCT/DE 01/00746, PCT/DE 01/00737,
PCT/DE 00/01889 y PCT/DE 00/02286, y es aplicable en combinación
con las mismas.
Se han dado a conocer muchos tipos de columnas
de dirección de seguridad y procedimientos de funcionamiento de las
mismas, para ofrecer una mejor protección a los conductores de
vehículos de motor en situaciones de accidente. En la práctica se
han conocido, al respecto, sistemas de dirección dotados de una
columna de dirección, un dispositivo de regulación de posición de
la columna de dirección, que comprende dispositivos de regulación
lineal, así como dispositivos de seguridad, que están diseñados para
que en una situación de accidente, al menos una zona final de la
columna de dirección pueda ser alejada de la posición del
conductor.
En este campo técnico se trata de proteger de
lesiones a las personas y, sobre todo, evitar consecuencias
mortales en accidentes. El objetivo constante en el que se basa
también la presente invención es, por lo tanto, seguir mejorando
las columnas de dirección de seguridad y los procedimientos de
funcionamiento de las mismas, a efectos de proteger aún mejor a las
personas que viajan en automóvil y, sobre todo, a los conductores,
que son los que siempre están presentes.
Este objetivo se consigue mediante un sistema de
dirección dotado de una columna de dirección, un dispositivo de
regulación de posición de la columna de dirección, que comprende
dispositivos de regulación lineal, así como dispositivos de
seguridad, que están diseñados para que en una situación de
accidente al menos una zona final de la columna de dirección pueda
ser alejada de la posición del conductor, comprendiendo los
dispositivos de regulación lineal dispositivos de absorción de
carga y/o dispositivos de retroceso referente al movimiento de, por
lo menos, una zona final de la columna de dirección en el sentido de
alejamiento de una posición del conductor.
Además, se consigue el objetivo indicado
mediante un procedimiento de funcionamiento para un sistema de
dirección de seguridad con una columna de dirección, cuya posición
puede ser regulada, según las exigencias y/o los deseos del
conductor, a través de una regulación de confort mediante
dispositivos de regulación lineal, y de la cual en una situación de
accidente como mínimo una zona final de la columna de dirección es
alejada de la posición del conductor, pudiendo ser frenado el
movimiento en sentido de alejamiento de la posición del conductor
de al menos la zona final de la columna de dirección, en una
situación de accidente, con absorción de carga por dispositivos de
absorción de carga y/o provocado por dispositivos de retroceso, que
están dispuestos en los dispositivos de regulación lineal o
directamente a continuación de los mismos.
Mediante la presente invención se da a conocer
un sistema de dirección de seguridad, según la reivindicación 1, y
un procedimiento de funcionamiento del mismo, según la
reivindicación 2, que aumentan la seguridad para los conductores de
vehículos de motor. De modo muy ventajoso, se aprovecha el espacio
constructivo, destinado a los dispositivos de regulación lineal de
la regulación de confort en dirección al eje central de la columna
de dirección, para los dispositivos de absorción de carga y/o los
dispositivos de retroceso. Con ello se consigue un modo de
construcción muy compacto que, por un lado, reduce espacio y peso y,
por tanto, ahorra gastos y, por otro lado, deja más espacio para el
conductor, cuyo riesgo de lesionarse queda más reducido todavía.
Según una realización posterior de la invención,
se puede prever ventajosamente que en el sistema de dirección de
seguridad, según la invención, los dispositivos de regulación lineal
estén dotados de un accionamiento por husillo o de un accionamiento
por cremallera, y que los dispositivos de absorción de carga y/o los
dispositivos de retroceso estén incorporados en un husillo o una
cremallera correspondiente, o que estén dispuestos directamente a
continuación de los mismos.
Según otra realización preferente se prevé que
los dispositivos de absorción de carga comprendan, al menos, una
unidad con un cilindro y un pistón, que puede ser desplazado dentro
del cilindro de tal manera que, en una situación de accidente, al
menos una zona final de la columna de dirección pueda ser movida en
alejamiento de la posición de conductor, y que en el trayecto de
desplazamiento del pistón dentro del cilindro están dispuestos,
especialmente de forma regulable, dispositivos de resistencia para
absorber la carga. Además, se puede prever, sobre todo, que los
dispositivos de resistencia comprendan, por lo menos, un tubo
ondulado comprimible, cuchillas de descascarillado, especialmente
controladas y que se activan, preferentemente, pirotécnica o
electromagnéticamente y/o una disposición de toberas o válvulas,
preferentemente, controlables para estrangular, en su caso, de
forma controlada el paso de un flujo de líquido.
Otra realización preferente de la presente
invención consiste en que los dispositivos de retroceso comprenden,
por lo menos, una unidad con un cilindro y un pistón accionado
preferentemente de forma pirotécnica, que puede ser desplazado
dentro del cilindro de tal manera que en una situación de accidente,
por lo menos una zona final de la columna de dirección puede ser
alejada de la posición de conductor. A tal efecto, se puede prever
asimismo que los dispositivos de retroceso estén diseñados para
desplazar al inicio, durante y/o después de una situación de
accidente por lo menos la zona final de la columna de dirección en
alejamiento de la posición de conductor, preferentemente, de forma
controlable en lo que se refiere al inicio, la velocidad y/o la
longitud del trayecto de desplazamiento, estando los dispositivos
de retroceso, además, ideados preferentemente para que,
transcurrido un tiempo predeterminado después del inicio de la
situación de accidente, lleven a cabo el máximo retroceso, por lo
menos de la zona final de la columna de dirección en alejamiento de
la posición del conductor, independientemente de movimientos de
retroceso y absorciones de carga precedentes.
Las correspondientes realizaciones preferentes,
indicadas anteriormente, se pueden desarrollar de manera que el
pistón esté fijamente unido al cilindro, sin posibilidad de girar
alrededor del eje longitudinal del mismo, mediante un dentado
circunferencial. Alternativa o adicionalmente se puede prever en
estos modos de construcción que el pistón esté fijado en el
cilindro por un remache de rotura, sin posibilidad de desplazarse y
de girar alrededor del eje longitudinal del cilindro, al menos
hasta que se produce una situación de accidente.
Además, es preferente que los dispositivos de
absorción de carga y/o los dispositivos de retroceso puedan ser
ajustados y/o cambiados al inicio de y/o en una situación de
accidente en función de los pasajeros.
Otra realización preferente de la invención
consiste en que los dispositivos de regulación lineal están ideados
de manera a hacer posible el desplazamiento de por lo menos la zona
final de la columna de dirección, tanto a lo largo de su eje
central como también en dirección transversal al mismo, en
direcciones, al menos, substancialmente verticales. Además, se
prevé, en especial, que los dispositivos de regulación lineal
comprendan un accionamiento para la regulación longitudinal dotado
de un accionamiento por husillo o por cremallera y un accionamiento
para la regulación vertical dotado de un accionamiento por husillo o
por cremallera. Además, se puede prever preferentemente que los
dispositivos de regulación lineal estén dotados de un motor común
para el accionamiento de la regulación longitudinal y el
accionamiento de la regulación vertical, los cuales pueden estar
acoplados alternativamente con dicho motor de accionamiento a
través de dispositivos de acoplamiento, estando los dispositivos de
acoplamiento preferentemente diseñados para la conmutación entre los
accionamientos para la regulación longitudinal y para la regulación
vertical, o bien para conectar o desconectar individualmente el
accionamiento para la regulación longitudinal o para la regulación
vertical respectivamente. De manera más ventajosa todavía, se puede
prever que el accionamiento para la regulación longitudinal,
especialmente su accionamiento por husillo o por cremallera, y el
accionamiento para la regulación vertical, especialmente su
accionamiento por husillo o por cremallera, estén dispuestos en
serie a lo largo de un eje común y que, en su caso, los dispositivos
de acoplamiento estén dispuestos, preferentemente, entre los
accionamientos para la regulación longitudinal y vertical, a
efectos de facilitar el acoplamiento opcional del motor al
accionamiento para la regulación longitudinal o vertical. Además,
otra realización posible consiste en que el accionamiento para la
regulación vertical esté dotado de una disposición de palancas,
especialmente de palancas plegables o palancas articuladas, que
está acoplada, por un lado, con el accionamiento por husillo o con
el accionamiento por cremallera para la regulación vertical y, por
otro lado, con un cojinete fijamente dispuesto en el vehículo de
manera que, al accionar el accionamiento para la regulación
vertical, la disposición de palancas provoca un movimiento vertical
de la columna de dirección mediante el giro alrededor de dicho
cojinete estacionario.
Otras realizaciones ventajosas y preferentes de
la invención resultan de las reivindicaciones dependientes y sus
combinaciones, así como de las indicaciones de la presente
descripción, tanto en lo que se refiere a realizaciones concretas,
como también con respecto a medidas generales y fundamentales.
La presente invención da a conocer, a través de
su concepción y, especialmente, en realizaciones concretas,
sistemas de dirección con absorción de carga y/o que pueden ser
ajustados eléctricamente en caso de choque. A tal efecto, la
presente invención se sirve de varios aspectos que, ventajosamente,
conducen en cualquier combinación a mejoras sustanciales de la
seguridad para los conductores de vehículos de motor, pudiendo cada
uno de ellos ser considerado, sin embargo, por sí sólo como
invención aparte y ser merecedor de protección, es decir, también
independientemente de los demás aspectos de la presente invención,
respectivamente.
La carga de impacto sobre el dispositivo de
dirección durante el choque se absorbe en sistemas de dirección
conocidos hoy en la práctica, generalmente, por un carro que deforma
una chapa disipando la energía. Mediante la invención se consigue
ahorrar gastos y aumentar más todavía la seguridad, desplazando la
absorción de carga, para que ésta resulte más sencilla, por
ejemplo, al husillo de accionamiento de los dispositivos de
regulación lineal. La integración de la absorción de carga en el
husillo de accionamiento simplifica, además, sustancialmente la
estructura, sobre todo de un sistema de dirección eléctricamente
regulable con absorción de carga.
Otras medidas referente a este aspecto de la
presente invención son, a título de ejemplo:
- La columna de dirección del sistema de
dirección de seguridad está realizada de tal manera que los
elementos de regulación de posición son, sobre todo, deformables
exactamente en el modo predeterminado.
- El sistema comprende un elemento de regulación
de posición que está ideado como husillo, que está formado a tramos
por un tubo ondulado deformable.
- El sistema comprende un elemento de regulación
de posición, en el que un eje de arrastre de la regulación
longitudinal de la columna de dirección está realizado con una
unidad de pistón-cilindro, cuyo pistón ha de
empujar, en una situación de accidente, un líquido o un fluido a
través de una válvula a modo de amortiguador. Si el accidente se
produce a mayores velocidades o si el impacto por accidente es más
fuerte, se aumentará naturalmente la resistencia de flujo del
líquido a través de la válvula.
- Para que el pistón arrastre el cilindro
durante el giro, se prevé muy preferentemente una unión por
acoplamiento de forma entre estos dos elementos, por ejemplo,
mediante un dentado.
- El sistema comprende un elemento de regulación
de posición en el que un eje de arrastre de la regulación
longitudinal de la columna de dirección está realizado con una
unidad de pistón-cilindro, cuyo pistón ha de
empujar, en una situación de accidente, un líquido o un fluido a
través de una válvula a modo de amortiguador. Para adaptar mejor la
amortiguación o la absorción de carga, que se consiguen de esta
manera, a las circunstancias del accidente y los parámetros de los
ocupantes en concreto, la sección de flujo de la válvula puede
modificarse, por ejemplo, mediante una aguja de diámetro cónico y
que está dispuesta con capacidad de desplazamiento en su orificio
de flujo. De esta manera, se aprovecha o se utiliza la resistencia
de la válvula de flujo para optimizar la amortiguación o la
absorción de carga, no solamente en función de la velocidad
aprovechando las propiedades del líquido o fluido, sino también
debido a la aguja controlable, especialmente, en función de los
parámetros del ocupante.
Para que el pistón arrastre al cilindro durante
el giro, se prevé otra vez, muy preferentemente, una unión por
acoplamiento de forma entre estos dos elementos, por ejemplo,
mediante un dentado.
- La válvula de las variantes arriba indicadas
es controlada de forma eléctrica o electromagnética a modo de una
servoválvula de manera que, a través de un ajuste correspondiente
del flujo, se tiene en cuenta la absorción de carga o la
amortiguación adaptada a un grado de gravedad concreto y
predeterminado del accidente y/o a unos parámetros de ocupantes
existentes.
Los sistemas de dirección conocidos actualmente
por la práctica presentan, habitualmente, sólo una magnitud de
absorción de carga que corresponde al diseño de una chapa a
deformar. La invención conduce, sin embargo, a una seguridad
claramente superior. Una variante de solución de la invención, a
título de ejemplo, consiste en una variación de la absorción de
carga a, por ejemplo, dos niveles y al descenso, tratándose de
personas pequeñas, y en la segunda fase del choque, cuando la pared
frontal del vehículo y, por lo tanto, el sistema de dirección
penetra en el interior del coche. Una absorción de carga conmutable
de forma "inteligente" y el movimiento en un pistón compacto
permiten en función del golpe, por ejemplo, tres niveles de
absorción de carga de forma muy sencilla y económica y,
adicionalmente, el alejamiento de la columna de dirección cuando se
trata de personas pequeñas y en la segunda fase del choque.
Otras medidas referentes a este aspecto de la
presente invención son, a título de ejemplo:
- La columna de dirección del sistema de
dirección de seguridad está realizada de tal forma que su absorción
de carga se deja ajustar para el ocupante en función de los
parámetros de los ocupantes en el transcurso de la situación de
accidente.
- La columna de dirección del sistema de
dirección de seguridad está realizada de tal manera que su posición
puede ser modificada en el transcurso de una situación de
accidente.
- La columna de dirección del sistema de
dirección de seguridad está realizada de tal manera que en la fase
final de un accidente se aleja siempre al máximo del conductor y/o
es comprimida, a efectos de dejar lo más grande posible su espacio
de supervivencia, y con la ventaja adicional de que se crea espacio
adicional para medidas de
salvamento.
salvamento.
- La columna de dirección del sistema de
dirección de seguridad está realizada de tal manera que un eje de
su regulación de confort, accionado preferentemente de forma
eléctrica, está dotado de un mecanismo de absorción de carga y de
optimización de posición o, dicho de forma más general, está dotado
de dispositivos adecuados. Un mecanismo de absorción de carga y de
optimización de posición de este tipo es, en especial, un cubo
central de la columna de dirección que se desplaza.
- Al sistema de dirección de seguridad le están
asignados dispositivos de detección y de control, preferentemente,
con detección, transmisión y procesamiento de datos de forma
eléctrica o electrónica, a efectos de poder dirigir de forma
controlada el funcionamiento de los dispositivos de absorción de
carga y/o de los dispositivos de retroceso en función de las
circunstancias del accidente y/o en función de los parámetros de los
ocupantes.
Estos dispositivos de detección y control están
ideados para detectar y procesar datos de posición y de peso u
otros parámetros de los ocupantes tal como, por ejemplo, si tienen
el cinturón abrochado. Si se detecta, por ejemplo, que la persona
es pequeña, la consecuencia será, por ejemplo, que no haya absorción
de carga pero que, al producirse una situación de accidente,
enseguida tiene lugar un retroceso, como mínimo, de la zona final
de la columna de dirección alejándose la misma de la posición del
conductor o, dicho de otra manera, desplazándose hacia delante en
el vehículo.
- Los dispositivos de absorción de carga
comprenden cuchillos o cuchillas de descascarillado y cada una va
sacando una viruta del cilindro o, mejor dicho, de su pared tubular
a través o a lo largo de la cual son empujadas absorbiendo la
carga.
Preferentemente, el grosor de la viruta a sacar
será exactamente predeterminado por un tope y una realización
correspondiente de la cuchilla de descascarillado.
Otra realización preferente consiste en que,
especialmente, en función de las circunstancias del accidente y/o
de los parámetros de los ocupantes, se pueden utilizar de forma
controlada estas cuchillas de descascarillado individuales o grupos
de las mismas, o bien mantenerlas sin efecto, para lo cual se prevén
los correspondientes dispositivos de detección y control,
preferentemente, dotados de sistemas eléctricos o electrónicos de
detección, transmisión y procesamiento de datos. El efecto o la
función de las cuchillas de descascarillado se controla,
preferentemente, mediante un elemento o múltiples elementos de
regulación de posición, cuya posición se regula de forma
preseleccionada o preseleccionable por presión pirotécnica,
bloqueando o desbloqueando de esta manera el efecto/la función de
las cuchillas individuales o de los grupos de cuchillas.
Estos elementos de regulación de posición pueden
estar realizados en forma de placas con segmentos de bloqueo que se
pueden roscar en entalladuras de las cuchillas.
Varios de estos elementos de regulación de
posición pueden estar montados en serie (por ejemplo doble, ver
figuras 3, 4 y 5).
Las cuchillas y los elementos de regulación de
posición pueden alojarse, preferentemente, dentro o encima de un
pistón.
Alternativamente a un control pirotécnico de la
aplicación de las cuchillas de descascarillado, estas últimas
también pueden ser activadas o desactivadas/bloqueadas a través de
dispositivos de regulación electromagnéticos.
- La fijación de un pistón como parte integrante
de los dispositivos de absorción de carga y/o de los dispositivos
de retroceso en su cilindro que es, a su vez, parte integrante del
eje de regulación, por ejemplo, de los dispositivos de regulación
lineal, a efectos de garantizar su función.
- Un pistón puede estar dispuesto en los tubos
desplazables de un sistema de dirección, sin que necesariamente
haga falta un cilindro aparte. Para regular la posición de los
dispositivos de absorción de carga (por ejemplo, como se ha
mencionado antes, mediante las cuchillas de descascarillado) y/o de
los dispositivos de retroceso mediante pirotécnica, se requiere
entonces, al menos, una pared intermedia de apoyo para crear la
contrapresión necesaria.
- Se puede utilizar el pistón para crear
pirotécnicamente presión detrás del mismo, a efectos de desplazar
hacia delante, por ejemplo, el eje de regulación de los dispositivos
de regulación lineal en un sistema de dirección eléctricamente
regulable, o bien los tubos de dirección en un sistema de dirección
normal, en alejamiento del conductor, cuando se produce una
situación de accidente (dispositivos de retroceso).
Los sistemas de dirección eléctricamente
regulables, que se conocen hoy en día en la práctica, se regulan
habitualmente en cuatro direcciones mediante dos motorreductores
eléctricos. Mediante la invención se reducen el peso, el espacio de
construcción y los costes, ya que se consigue la regulación de la
posición en cuatro direcciones con un solo motor adecuadamente
conmutable.
Otras medidas referentes a este aspecto de la
presente invención son, a título de ejemplo:
- El motor puede estar realizado y utilizarse de
tal manera que un acoplamiento conmutable eléctrica o mecánicamente
provoca alternativamente la regulación longitudinal o bien el
desplazamiento en altura de la columna de dirección mediante la
marcha hacia delante o hacia atrás.
- La regulación longitudinal se puede llevar a
cabo porque un husillo roscado desplaza hacia delante o hacia atrás
una tuerca, dispuesta en la columna de dirección desplazable o en
una parte desplazable de la columna de dirección y, por lo tanto,
desplaza a la columna de dirección o dicha parte de la columna de
dirección.
- La regulación en altura se puede llevar a cabo
porque un husillo roscado engrana con un par de palancas plegables
de tal manera que dichas palancas son más o menos estiradas o
dobladas una con respecto a la otra y que, de esta manera, se
modifica la distancia o el ángulo entre la carrocería y la columna
de dirección en la dirección deseada.
El modo de construcción con palancas plegables
resulta muy estable cuando se utilizan sistemas de palancas
plegables opuestas o múltiples.
- El modo de construcción, que utiliza
especialmente la regulación eléctrica de la posición de la columna
de dirección, puede estar realizado de tal manera que el mecanismo
de accionamiento longitudinal y el motor de regulación, o más
generalmente, los dispositivos de regulación lineal
correspondientes, están dispuestos en la columna de dirección con
capacidad de giro de tal manera que el motor y, por ejemplo, el
husillo, quedan al menos substancialmente libres de fuerzas
transversales. A tal efecto, una unidad de motor y, en su caso, de
engranaje, puede estar dotado de un dispositivo de compensación de
posición (véase figura 1).
- La regulación en altura también puede
realizarse con las ventajas fundamentales, según la invención,
utilizando un engranaje angular, en el que las tuercas a utilizar
al efecto (por ejemplo, la tuerca en un husillo) están realizadas
de forma giratoria.
A continuación se explica la invención más
detalladamente, sólo a título de ejemplo, por medio de los ejemplos
de realización con referencia a los dibujos. Estos muestran:
en la figura 1, un primer ejemplo de realización
de un sistema de dirección de seguridad en una sección transversal
parcial;
en la figura 2, un segundo ejemplo de
realización de un sistema de dirección de seguridad en una sección
transversal parcial;
en la figura 3, un tercer ejemplo de realización
de un sistema de dirección de seguridad en una sección transversal
parcial aumentada con respecto a las vistas de las figuras 1 y
2;
en la figura 4, una vista en planta del primer
detalle del tercer ejemplo de realización;
en la figura 5, una vista en planta del segundo
detalle del tercer ejemplo de realización;
en la figura 6, una vista en planta del tercer
detalle del tercer ejemplo de realización; y
en la figura 7, un cuarto ejemplo de realización
de un sistema de dirección de seguridad en una sección transversal
parcial.
En las diferentes figuras del dibujo las mismas
referencias señalan componentes idénticos o similares, o componentes
de efecto idéntico o similar. Por medio de las representaciones en
el dibujo también se hacen patentes aquellas características que no
están señaladas mediante una referencia, independientemente de si
estas características se describen a continuación o no. Por otro
lado, el experto también comprenderá fácilmente aquellas
características, que se mencionan en la presente descripción, pero
no son visibles o mostradas en el dibujo.
Algunas características, que están indicadas y/o
mostradas en relación con ejemplos de realización concretos, no
están limitadas a estos ejemplos de realización o a la combinación
con las demás características de dicho ejemplo, sino que pueden ser
combinadas, en el marco de las posibilidades técnicas, con cualquier
otra variante, incluso si la misma no es tratada por separado en el
presente documento.
En la figura 1 se muestra, en una sección
transversal parcial, la suspensión de un sistema de dirección de
seguridad (S) de un cárter de dirección (1) de una columna de
dirección (10), según un primer ejemplo de realización, en dos
articulaciones (2a) y (2b) y dos palancas dobles, cuya longitud
puede ser modificada mediante "doblado", denominadas palancas
plegables (3). Un husillo roscado (4) para la regulación vertical
acorta las palancas plegables (3), que están fijadas en una tuerca
(5) y giran alejándose o acercándose entre sí en función de la
dirección de movimiento de dicho husillo roscado (4). De esta
manera, el cárter de dirección (1) se desplaza hacia arriba o hacia
abajo. A tal efecto, el husillo roscado (4) para la regulación
vertical (desplazamiento de la columna de dirección (10) hacia
arriba/abajo) es accionado por un motor de regulación (6), que se
acopla a dicho husillo roscado (4) mediante un acoplamiento
(7).
(7).
Al cambiar a un acoplamiento (9) para la
regulación longitudinal y, por lo tanto, al husillo roscado (8)
(desplazamiento de la columna de dirección (10) hacia
delante/atrás) se produce un movimiento longitudinal de la columna
de dirección (10) en el cárter de dirección (1). Para que los
movimientos no puedan alterarse mutuamente, el motor de regulación
(6) debería poseer en el cárter de dirección (1) una articulación
(11) en dirección longitudinal que permita, sin embargo,
movimientos giratorios. Para evitar que los husillos roscados (8) y
(4) se atasquen, está dispuesta, además, una compensación de
posición (12) en el motor de regulación (6).
De esta manera, la regulación de confort (K)
comprende dispositivos de regulación vertical (V) y dispositivos de
regulación longitudinal (H) como componentes y con utilización de
los dispositivos de regulación lineal (M).
Como alternativa, en el marco del segundo
ejemplo de realización, según la sección transversal parcial
mostrada en la figura 2, el husillo roscado (8) para la regulación
longitudinal (desplazamiento de la columna de dirección (10) hacia
delante/atrás) lleva incorporado un cilindro (13), tal como se
aprecia en la figura 2. El cilindro (13) está unido en un lado con
el acoplamiento (7) para la regulación vertical y, en el otro lado,
está acoplado al husillo roscado (8) para la regulación
longitudinal mediante un pistón (14). Dicho pistón (14) y el
cilindro (13) están adecuadamente dotados de un dentado (16) de tal
manera que el pistón (14) arrastra al cilindro (13) de forma
rotatoria, permitiendo sin embargo un desplazamiento longitudinal en
el caso de que se produzca un choque o en una situación de
accidente.
Para poder absorber energía para el
desplazamiento longitudinal, en caso de choque, un dispositivo de
absorción de carga está incorporado en el cilindro (13) o,
alternativamente, alrededor del mismo. Aquí se muestra un tubo
ondulado (15) dentro del cilindro (13). Como alternativa, en este
caso, son posibles otros materiales deformables o también un
líquido presionado a través de una tobera. Generalmente, el pistón
(14), el cilindro (13) y el tubo ondulado (15) son partes
integrantes de los dispositivos de absorción de carga (L).
En la figura 3 se muestra, en una sección
transversal parcial aumentada con respecto a las figuras 1 y 2, un
tercer ejemplo de realización de un sistema de dirección de
seguridad (S). En este caso, se utiliza un cilindro (17) para la
absorción de energía en un choque, en el que un pistón (18) está
realizado como placa receptora (19) de tal manera que en el borde
de la misma están enganchadas cuchillas de descascarillado (20) y
(25) opuestas entre sí. En el ejemplo mostrado se pueden activar, en
función de lo que requiere el choque en concreto, las cuatro
cuchillas (20), las dos cuchillas (25) o ninguna cuchilla.
Si una persona grande, que no lleva el cinturón
abrochado, está involucrada en un choque, se necesitarán las cuatro
cuchillas (20) y (25) para absorber la energía debido a la alta
carga a absorber. A tal efecto, las dos cargas pirotécnicas (21) y
(22) giran las chapas conmutadoras (23) y (24) a las cuchillas (20)
y (25) (véase las figuras 4 y 5). A tal efecto, las chapas
conmutadoras (23) y (24) están algo entrecruzadas oblicuamente.
Debido a la presión de las chapas conmutadoras (23) y (24), las
cuchillas (20) y (25) son presionadas contra la pared interior (26)
del cilindro (17) de tal manera que las mismas "se hunden" en
el material de dicha pared interior (26) al desplazarse el pistón
(18). Mediante un tope conformado (26') en las cuchillas (20) y
(25) y el ancho de las mismas, la viruta (27), que se saca, también
está exactamente predeterminada en lo que se refiere a su grosor o,
dicho de otro modo, en lo que se refiere a la profundidad del surco
formado debido a ello. La viruta (27) produce a lo largo de su
movimiento una absorción de carga regular habitualmente deseada. Si
la carga ha de aumentar al final del movimiento (por ejemplo, en
caso de accidentes graves), se dispone al final un elemento
deformable tal como, por ejemplo, el tubo ondulado (15).
En el presente ejemplo de realización, los
componentes explicados anteriormente con las referencias (17) hasta
(27) son partes integrantes de los dispositivos de absorción de
carga (L). Las cuchillas (20) y (25), así como el tubo ondulado
(15), son partes integrantes de los dispositivos de resistencia
(W).
Cuando se quiere conseguir una mayor absorción
de carga, al ser la velocidad de choque más alta en un choque más
fuerte, se puede utilizar un líquido o, más en general, un fluido
(por ejemplo, grasa de silicona que es poco sensible a la
temperatura), que se presiona a través de una tobera (no
mostrada).
Haciendo pasar el líquido a mayor velocidad, se
produce una resistencia más alta. Una aguja (no mostrada), que pasa
a través de la tobera y tiene un diámetro variable o una forma
cónica, puede estar fijada, por ejemplo, en el pistón (18) y
modificar, de forma predeterminada, la fuerza de absorción de carga,
adaptándola a la carrera.
Cuando se trata de personas grandes que llevan
el cinturón abrochado, se activa, por ejemplo, sólo un par de
cuchillas (20) o (25) opuestas. Con una distinta colocación de las
cuchillas lógicamente se puede conmutar entre dos niveles de carga,
por ejemplo, también en función del pulso del choque. Las cámaras de
presión (34) detrás de las chapas conmutadoras están cerradas
mediante una tapa (35) que está "adjuntada" al vástago del
pistón (32).
En la placa receptora (19) se encuentra
posicionada otra gran carga pirotécnica (28), según la figura 4,
que, al pasar el gas de presión a través de un paso (29) en una
placa de chapa, ejerce presión sobre la cara superior de esta placa
de presión (30) (véase la figura 6), cuando se detecta un persona
pequeña sentada a corta distancia del volante y que no necesita
absorción de carga. Con sus pestañas de desenclavamiento (26'') la
placa de presión (30) vuelve a presionar las cuchillas (20) y (25)
a su posición inicial de no descascarillado.
Esta realización, es decir, desplazar la columna
de dirección (10) hacia delante, se realiza mediante dispositivos
de retroceso (R) que constan de los componentes explicados
anteriormente y se lleva a cabo, preferentemente, en la segunda
fase de cada choque. La primera fase dice que los ocupantes han
chocado contra el airbag y el volante, y éste último absorbe carga.
En la mencionada segunda fase los agregados del vehículo de motor
empujan la pared frontal y el sistema de dirección al interior del
vehículo de motor. En este caso, la columna de dirección empujada
hacia delante contrarrestará este movimiento con un movimiento
contrario. El ensamblaje formado por la placa receptora (29), las
cuchillas de descascarillado (20) y (25), las chapas conmutadoras
(23) y (24), así como la placa de presión (30) con su resorte de
retorno (31), está fijado adecuadamente en el vástago del pistón
(32) y asegurado, por ejemplo, con un anillo de retención (33). La
placa receptora (19) contiene también las tres cargas pirotécnicas
(21, 22, 28).
Los dispositivos de absorción de carga (L) y los
dispositivos de retroceso (R) son partes integrantes de dispositivos
de seguridad (A), que se encargan de que en una situación de
accidente, por lo menos, una zona final de la columna de dirección
(no mostrada) puede ser alejada de la posición del conductor (no
mostrada).
En el marco de un cuarto ejemplo de realización,
que se muestra en una sección transversal parcial y que coincide
ampliamente con el tercer ejemplo de realización explicado y
mostrado de manera que se prescinde de dar una explicación de
componentes idénticos o similares, se ilustra en la figura 7 que el
pistón (18) está unido con el cilindro (17) a través de remaches o
pernos de rotura (36) cuando el cilindro (17) es parte del husillo
roscado (8) para la regulación longitudinal, a efectos de garantizar
su uso en la regulación de confort.
Naturalmente, un "cilindro de absorción de
carga" de este tipo también se puede utilizar en sistemas de
dirección, que se regulan mecánicamente, colocándolo asimismo entre
el volante y la columna de dirección. Al regular la posición del
volante, el "pistón" se desplaza con todos los accesorios "en
vacío" en el cilindro.
La presente invención es de gran utilidad para
los futuros requisitos en situaciones de choque en sistemas de
dirección asistida.
La invención ha sido explicada, sólo a título de
ejemplo, por medio de los ejemplos de realización descritos en la
descripción y en los dibujos, y no queda limitada a ellos, sino
comprende más bien todas las variaciones, modificaciones,
sustituciones y combinaciones que el experto puede extraer del
presente documento en el marco de las reivindicaciones.
- 1
- Cárter de dirección
- 2a, 2b
- Articulación
- 3
- Palanca plegable
- 4
- Husillo roscado para la regulación vertical
- 5
- Tuerca
- 6
- Motor de regulación
- 7
- Acoplamiento para la regulación vertical
- 8
- Husillo roscado para la regulación longitudinal
- 9
- Acoplamiento para la regulación longitudinal
- 10
- Columna de dirección
- 11
- Articulación
- 12
- Compensación de posición
- 13
- Cilindro
- 14
- Pistón
- 15
- Tubo ondulado
- 16
- Dentado
- 17
- Cilindro
- 18
- Pistón
- 19
- Placa receptora
- 20
- Cuchilla de descascarillado
- 21
- Carga pirotécnica para la chapa conmutadora 23
- 22
- Carga pirotécnica para la chapa conmutadora 24
- 23
- Chapa conmutadora
- 24
- Chapa conmutadora
- 25
- Cuchilla de descascarillado
- 26
- Pestañas de desenclavamiento
- 27
- Viruta
- 28
- Carga pirotécnica para la regulación longitudinal
- 29
- Paso para el gas de presión
- 30
- Placa de presión
- 31
- Resorte de retorno
- 32
- Vástago del pistón
- 33
- Anillo de retención
- 34
- Cámara de presión
- 35
- Tapa
- 36
- Remache o perno de rotura
- A
- Dispositivos de seguridad
- H
- Dispositivos de regulación longitudinal
- K
- Regulación de confort
- L
- Dispositivos de absorción de carga
- M
- Dispositivos de regulación lineal
- R
- Dispositivos de retroceso
- S
- Sistema de dirección de seguridad
- V
- Dispositivos de regulación vertical
- W
- Dispositivos de resistencia
Claims (22)
1. Columna de dirección de seguridad con una
columna de dirección (10), un dispositivo de regulación de posición
(K) de la columna de dirección, que comprende dispositivos de
regulación lineal (M), así como dispositivos de seguridad (A), que
están diseñados para que en una situación de accidente al menos una
zona final de la columna de dirección pueda ser alejada de la
posición del conductor, comprendiendo los dispositivos de regulación
lineal (M) dispositivos de absorción de carga (L) y/o dispositivos
de retroceso (R) referente al movimiento de, por lo menos, una zona
final de la columna de dirección en el sentido de alejamiento de una
posición del conductor, caracterizada porque los
dispositivos de regulación lineal (M) están dotados de un
accionamiento para la regulación longitudinal (8; H) y un
accionamiento para la regulación vertical (4; V), así como de un
motor común (6) para el accionamiento de la regulación longitudinal
(H) y el accionamiento de la regulación vertical (V), los cuales
están acoplados alternativamente con dicho motor de accionamiento
(6) a través de dispositivos de acoplamiento (7, 9).
2. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 1, caracterizada porque los dispositivos de
regulación lineal (M) comprenden un accionamiento por husillo o un
accionamiento por cremallera, y porque los dispositivos de
absorción de carga (L) y/o los dispositivos de retroceso (R) están
integrados en un husillo roscado adecuado (4, 8) o una cremallera
adecuada, o están dispuestos directamente a continuación de los
mismos.
3. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los dispositivos
de absorción de carga (L) comprenden, por lo menos, una unidad
formada por un cilindro (13) y un pistón (14), el cual puede ser
desplazado dentro de dicho cilindro (13) de tal manera que, en una
situación de accidente, al menos una zona final de la columna de
dirección puede ser alejada de la posición del conductor, y que en
el trayecto de desplazamiento del pistón (14) dentro del cilindro
(13) están dispuestos, especialmente, de forma regulable
dispositivos de resistencia (15; 20) para absorber la carga.
4. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 3, caracterizada porque los dispositivos de
resistencia (15; 20) destinados a la absorción de carga son
regulables.
5. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque los dispositivos
de resistencia comprenden, por lo menos, un tubo ondulado (15)
comprimible, cuchillas de descascarillado (20) especialmente
controladas y que se activan, preferentemente, pirotécnica o
electromagnéticamente y/o una disposición de toberas o válvulas,
preferentemente controlables para estrangular, en su caso, de forma
controlada un flujo de
fluido.
fluido.
6. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 5, caracterizada porque las cuchillas (20) son
controladas y/o pueden ser activadas de forma pirotécnica o
electromagnética, y/o porque la disposición de toberas o válvulas
es controlable, a efectos de estrangular de forma controlada un
flujo de fluido.
7. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
dispositivos de retroceso (R) comprenden, por lo menos, una unidad
formada por un cilindro (13) y un pistón (14) accionado, que puede
ser desplazado dentro del cilindro (13) de tal manera que en una
situación de accidente, por lo menos, una zona final de la columna
de dirección, puede ser alejada de la posición del conductor.
8. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 7, caracterizada porque el pistón (14),
accionado de forma pirotécnica, puede ser desplazado dentro del
cilindro (13) de tal manera que, en una situación de accidente, por
lo menos una zona final de la columna de dirección puede ser alejada
de la posición del conductor.
9. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 7 ó 8, caracterizada porque los dispositivos
de retroceso (R) están diseñados para alejar, por lo menos, la zona
final de la columna de dirección de la posición del conductor al
inicio, durante y/o después de una situación de accidente.
10. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 9, caracterizada porque los dispositivos de
retroceso (R) están diseñados para alejar, al inicio, durante y/o
después de una situación de accidente, por lo menos, la zona final
de la columna de dirección de la posición del conductor de forma
controlable en lo que se refiere al inicio, la velocidad y/o la
longitud del trayecto de desplazamiento.
11. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque los dispositivos
de retroceso (R) están diseñados también para que, transcurrido un
tiempo predeterminado después del inicio de la situación de
accidente, lleven a cabo el máximo retroceso, por lo menos, de la
zona final de la columna de dirección en alejamiento de la posición
del conductor, independientemente de movimientos de retroceso y
absorciones de carga precedentes.
12. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones 3 a 11, caracterizada porque el
pistón (14) está fijamente unido al cilindro (13), sin posibilidad
de girar alrededor del eje longitudinal de dicho cilindro (13),
mediante un dentado circunferencial (16).
\newpage
13. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones 3 a 12, caracterizada porque el
pistón está fijado en el cilindro (13) por un remache de rotura
(36), sin posibilidad de desplazarse y de girar alrededor del eje
longitudinal del cilindro (13), al menos hasta que se produce una
situación de accidente.
14. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
dispositivos de absorción de carga (L) y/o los dispositivos de
retroceso (R) se pueden ajustar y/o modificar al inicio y/o durante
una situación de accidente en función de los ocupantes.
15. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
dispositivos de regulación lineal (M) están diseñados para facilitar
la regulación de la posición de, por lo menos, la zona final de la
columna de dirección (10), tanto a lo largo de su eje central como
también transversalmente al mismo en direcciones, por lo menos,
substancialmente verticales.
16. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 15, caracterizada porque el accionamiento para
la regulación longitudinal está dotado de un accionamiento por
husillo o un accionamiento por cremallera, y porque el
accionamiento para la regulación vertical está dotado de un
accionamiento por husillo o un accionamiento por cremallera.
17. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 16, caracterizada porque los dispositivos de
acoplamiento están diseñados para conmutar entre el accionamiento
para la regulación longitudinal y el accionamiento para la
regulación vertical, o para conectar o desconectar en concreto el
accionamiento para la regulación longitudinal o bien el
accionamiento para la regulación vertical de forma individual.
18. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 17, caracterizada porque el accionamiento para
la regulación longitudinal (M), especialmente su accionamiento por
husillo o su accionamiento por cremallera, y el accionamiento para
la regulación vertical (V), especialmente su accionamiento por
husillo o su accionamiento por cremallera, están dispuestos en
serie a lo largo de un eje común, y porque los dispositivos de
acoplamiento están dispuestos entre el accionamiento para la
regulación longitudinal (M) y el accionamiento para la regulación
vertical (V), a efectos de facilitar el acoplamiento opcional del
motor (6) al accionamiento para la regulación longitudinal o
vertical (M; V).
19. Columna de dirección de seguridad, según una
de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizada porque el
accionamiento para la regulación vertical (V) comprende una
disposición de palancas, especialmente una disposición de palancas
plegables o articuladas, que está acoplada, por un lado, con el
accionamiento por husillo o con el accionamiento por cremallera
para la regulación vertical y, por otro lado, con un cojinete
fijamente dispuesto en el vehículo de manera que, al accionar el
accionamiento para la regulación vertical, la disposición de
palancas provoca un movimiento vertical de la columna de dirección
(10) mediante el giro alrededor de dicho cojinete estacionario.
20. Columna de dirección de seguridad, según la
reivindicación 19, caracterizada porque la disposición de
palancas es una disposición de palancas plegables o articuladas.
21. Procedimiento de funcionamiento para un
sistema de dirección de seguridad (S) dotado de una columna de
dirección (10), un dispositivo de regulación (K) de la posición de
la columna de dirección, que comprende dispositivos de regulación
lineal (M) para regular la posición de la columna de dirección (10)
según las exigencias y/o los deseos del conductor, así como
dispositivos de seguridad (A) mediante los cuales, en una situación
de accidente, por lo menos una zona final de la columna de dirección
puede ser alejada de la posición del conductor, pudiendo ser
frenado el movimiento en sentido de alejamiento de la posición del
conductor de, al menos, la zona final de la columna de dirección,
en una situación de accidente, con absorción de carga por
dispositivos de absorción de carga (L) y/o provocado por
dispositivos de retroceso (R), caracterizado porque los
dispositivos de regulación lineal (M) comprenden un accionamiento
para la regulación longitudinal (8; H) y un accionamiento para la
regulación vertical (4; V), que se acoplan alternativamente a un
motor común (6) para realizar la regulación de la posición de la
columna de dirección (10).
22. Procedimiento de funcionamiento para un
sistema de dirección de seguridad (S), según la reivindicación 21,
caracterizado porque una columna de dirección de seguridad,
según una de las reivindicaciones 2 a 20, es accionada de acuerdo
con lo previsto en el procedimiento.
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