ES2636816T3 - Columna de dirección en tecnología de materiales compuestos de fibra, basándose en tecnología de pultrusión, de trenzado y/o de enrollado - Google Patents

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Abstract

Columna de dirección (32) para un vehículo de motor con un husillo de dirección (33) montado en una unidad de cojinete de husillo de dirección (35) de manera que puede girar alrededor de un eje longitudinal y con una unidad de soporte, que está configurada para configurar la unión de la unidad de cojinete de husillo de dirección (35) con una carrocería del vehículo de motor, estando formado al menos un componente de la columna de dirección (32) al menos parcialmente a partir de un material compuesto reforzado con fibras, caracterizada porque el componente se sitúa en el flujo de fuerza de la columna de dirección (32) entre el husillo de dirección (33) y la carrocería y porque está prevista al menos una capa de pultrusión, que presenta como fibras de refuerzo varias fibras de pultrusión alineadas en dirección del eje longitudinal y en paralelo unas con respecto a otras.

Description

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DESCRIPCION
Columna de direccion en tecnolog^a de materiales compuestos de fibra, basandose en tecnologfa de pultrusion, de trenzado y/o de enrollado
La invencion se refiere a una disposicion de columnas de direccion para un vehnculo y a un procedimiento para la fabricacion de componentes para una disposicion de columnas de direccion de este tipo.
Las disposiciones de columna de direccion o columnas de direccion genericas estan incorporadas en el caso del uso en un vehnculo de motor y transmiten los momentos de giro aplicados por el conductor sobre una rueda de direccion a un sistema de direccion del vehnculo. Ademas, las columnas de direccion tienen que soportar en el caso de uso multiples cargas, en particular en caso de choque del vehnculo contra un obstaculo - el caso de impacto.
El documento DE 10 2005 034 952 B3 desvela por ejemplo una columna de direccion, que puede ajustarse en su altura y su inclinacion. Un husillo de direccion se monta de manera que puede girar en una parte de ajuste, que se denomina tambien unidad envolvente. La unidad envolvente esta retenida en una parte de retencion y la parte de retencion esta montada en una pinza de retencion que puede fijarse en una carrocena de vetnculo. Para adaptar la posicion del husillo de direccion, o de una rueda de direccion que va a sujetarse, esta previsto un sistema de apriete que puede ajustarse entre una ubicacion abierta y una ubicacion cerrada con una palanca de ajuste. En la ubicacion abierta del sistema de apriete puede desplazarse la unidad envolvente en su direccion longitudinal con respecto a la parte de retencion y al mismo tiempo se pivota la parte de retencion en su inclinacion alrededor de un eje de pivotado con respecto a la pinza de retencion. En la ubicacion cerrada del sistema de apriete esta fijado el husillo de direccion con respecto a la pinza de retencion fijada a la carrocena. Las columnas de direccion y los sistemas de apriete de este tipo se conocen en el estado de la tecnica en distintas realizaciones.
Los componentes de columnas de direccion de este tipo estan representados de manera correspondiente al estado de la tecnica a partir de fundicion de acero, aluminio o magnesio.
Un deseo general, para la influencia favorable del consumo de combustible y para la mejora de la dinamica de vehnculos de vehnculos de motor, asf como para aumentar el alcance de automoviles electricos, consiste en configurar columnas de direccion de este tipo de manera especialmente ligera y con elevada rigidez. Para ello, el documento DE 101 55 891 B4 propone en general representar la unidad envolvente, que forma el tubo de cojinete central, a partir de un termoplastico o un tubo de termoplastico con relleno de fibras de vidrio o de carbono. No obstante, deja la divulgacion abierta a como puede estar configurado concretamente un tubo de cojinete de este tipo.
El documento EP 0091671 B1 desvela una columna de direccion de seguridad, en la que una parte de tubo del husillo de direccion esta formada de una sola pieza con una seccion de columna de direccion ngida a partir de plastico reforzado con fibras. A este respecto se desvela que la columna de direccion en una tecnica de enrollado alrededor de un nucleo, se fabrica por ejemplo a partir de espuma ngida de poliuretano. A ese respecto, las posibilidades del diseno de la columna de direccion estan, no obstante, fuertemente limitadas.
Por el documento DE 102 42 527 A1 se conoce una carcasa de apoyo para columnas de direccion compuesta por material compuesto de polfmero con un soporte de montaje, presentando la carcasa de apoyo para columnas de direccion y el soporte de montaje una pluralidad de fibras dentro de un material compuesto.
Ademas, el documento DE 198 09 264 A1 desvela una disposicion de malla de fibras y procedimientos para la fabricacion de una preforma. En la disposicion de malla de fibras se colocan capas de fibras individuales unas sobre otras y se cosen con hilo de coser, insertandose parcialmente telas no tejidas adhesivas como capas intermedias. Mediante esta disposicion se introduce una capa fundible, que se activa solo durante un procedimiento de transformacion y tras la transformacion a un diseno tridimensional deseado aporta una solidificacion duradera de la preforma. Ademas, el documento WO99/03716 A1 muestra una columna de direccion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. La invencion tiene por objetivo proporcionar una columna de direccion de construccion ligera en la que este definido un gran margen de libertad en el diseno.
El objetivo se soluciona mediante una columna de direccion de manera correspondiente a la caractenstica de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se representan perfeccionamientos ventajosos de la invencion. Dado que en una columna de direccion para un vehnculo de motor con un husillo de direccion montado de manera que puede girar en una unidad de cojinete de husillo de direccion alrededor de un eje longitudinal y con una unidad de soporte, que esta configurada para configurar la union de la unidad de cojinete de husillo de direccion con la carrocena del vehnculo de motor, en la que al menos un componente de la columna de direccion esta formado al menos parcialmente a partir de un material compuesto reforzado con fibras, esta previsto adicionalmente que el componente se situe en el flujo de fuerza de la columna de direccion entre el husillo de direccion y la carrocena y que este prevista al menos una capa de pultrusion, que presenta como fibras de refuerzo varias fibras de pultrusion alineadas en direccion del eje longitudinal y en paralelo unas con respecto a otras, surge un gran margen de libertad en el diseno. Asf puede renunciarse a un nucleo en la fabricacion del componente de material compuesto de fibra. Tambien es posible configurar en la superficie exterior en direccion periferica zonas concavas, lo que en procedimientos de trenzado o de enrollado no puede realizarse, o solo puede realizarse de manera muy costosa.
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Ademas, el objetivo se soluciona mediante un procedimiento de acuerdo con las caractensticas de las reivindicaciones de patente 14 y 15. En las reivindicaciones dependientes se representan perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
Dado que el procedimiento para la fabricacion de una columna de direccion con un husillo de direccion, que esta montado de manera que puede girar alrededor de su eje en una unidad de cojinete de husillo de direccion, y con una unidad de soporte, que esta configurada para unir la unidad de cojinete de husillo de direccion directa o indirectamente con la carrocena del vehnculo de motor, estando configurado al menos uno de los componentes de la columna de direccion como componente de material compuesto de fibra, comprende las siguientes etapas:
1. ) pultrusion de fibras de soporte hasta dar un soporte;
2. ) formacion de una pieza moldeada mediante trenzado y/o arrollado del soporte con fibras de refuerzo a lo largo de vfas predefinidas sobre la superficie del soporte;
3. ) paso de la pieza moldeada a una herramienta, estando impregnadas o bien las fibras de soporte y las fibras de refuerzo antes de su mecanizado con una resina curable o bien tras la formacion de la pieza moldeada con una resina curable y a continuacion
4. ) curado de la resina y formacion del componente de material compuesto de fibra;
5. ) asf como montaje de la columna de direccion mediante la incorporacion del componente de material compuesto de fibra en la columna de direccion,
puede representarse una columna de direccion con peso relativamente bajo y elevada rigidez con un gran margen de libertad en el diseno.
El soporte formado con la pultrusion puede estar a este respecto trenzado y/o arrollado desde su superficie interior y/o desde su superficie exterior para la configuracion de la pieza moldeada. En particular, tambien es concebible y posible configurar varios soportes en el procedimiento de pultrusion y configurar la pieza moldeada intercalando capas trenzadas y/o enrolladas.
En particular puede aplicarse la invencion a una disposicion de columnas de direccion, que puede ajustarse en su longitud y/o inclinacion. Para ello se forma la unidad de soporte de manera ventajosa mediante una parte de retencion que puede unirse con la carrocena del vehnculo de motor, y aloja una pinza de grna, que retiene la unidad de cojinete de husillo de direccion. Ademas, en el caso de una columna de direccion ajustable esta previsto un sistema de fijacion que pueda regularse de manera opcional entre una ubicacion abierta y una cerrada. En un sistema de fijacion abierto, el husillo de direccion puede ajustarse de manera que preferentemente la pinza de grna puede pivotarse en un eje de pivotado en la parte de retencion y la unidad de cojinete de husillo de direccion puede desplazarse en la pinza de grna. La invencion puede aplicarse, no obstante, tambien en columnas de direccion ajustables en las que las funciones de ajuste estan representadas de otra manera, como se conocen en el estado de la tecnica.
Preferentemente, las fibras de pultrusion portan al menos una capa de malla formada a partir de fibras, por ejemplo a partir de un tejido, un genero de punto, un tricotado o un trenzado o un enrollado. A ese respecto, se prefiere que la capa de malla sea un tejido, dado que asf puede conseguirse una rigidez especialmente buena frente a torsion.
Cuando las fibras de pultrusion rodean el husillo de direccion a modo de envoltura en direccion periferica en al menos 180°, puede alcanzarse ya durante la fabricacion del componente una geometna ventajosa para el posterior montaje sin que el componente generado tenga que recortarse con posterioridad, como es el caso en piezas en bruto tubulares.
La rigidez frente a torsion se mejora adicionalmente cuando la al menos una capa de malla comprende un tejido o un trenzado, con mas del 50 % de proporcion de fibras alineadas por dentro de la capa de malla, estando alineadas estas fibras en un angulo entre 20° y 70° con respecto a las fibras de pultrusion.
Es ventajoso para la solicitacion total del componente que esten previstas al menos dos capas de malla, estando dispuesta la capa de pultrusion entre las capas de malla y situandose al menos una capa de malla en el exterior y situandose la al menos otra capa de malla en el interior.
Un buen compromiso entre propiedades mecanicas, peso y costes se consigue de tal modo que esten fabricadas la al menos una capa situada en el exterior a partir de fibras de vidrio y la capa de pultrusion y/o la al menos una capa situada en el interior a partir de fibras de carbono.
El peso total de la columna de direccion se disminuye cuando el componente fabricado a partir de material compuesto de fibra soporta el husillo de direccion indirecta o directamente. Para ello se prefiere adicionalmente que la al menos una capa de malla porte elementos funcionales conformados, por ejemplo laminados o colocados por arrastre de materia.
Los elementos funcionales estan seleccionados preferentemente del grupo que comprende tiras de sujecion, grnas, delimitaciones de movimiento y sostenes para arneses de cables. En particular, los elementos funcionales pueden ser tiras de chapa con aberturas, orificios o entalladuras.
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En la columna de direccion de acuerdo con la invencion es especialmente preferente que el componente sea una pinza de gma para la unidad de cojinete de husillo de direccion. La colocacion de elementos funcionales adicionales de la columna de direccion se simplifica cuando la pinza de gma esta abierta en una zona central en un lado situado arriba durante la operacion. En este caso puede disponerse, por ejemplo, un cierre de direccion.
A continuacion se ilustra la invencion mediante dibujos. Muestran:
la Figura 1:
la Figura 2: la Figura 3: la Figura 4:
la Figura 5:
la Figura 6:
la Figura 7:
la Figura 8: la Figura 9, 10: la Figura 11:
la Figura 12:
la Figura 13: la Figura 14:
la Figura 15:
la Figura 16: las Figuras 17, 18:
una representacion de etapas de procedimiento basandose en pultrusion para la fabricacion de una pieza en bruto en tecnologfa de materiales compuestos de fibra, otra disposicion de la tecnologfa de la Figura 1, un ejemplo de un molde de herramienta,
una representacion esquematica de etapas de procedimiento para la fabricacion de partes de la columna de direccion de acuerdo con la invencion,
una vista de un ejemplo de realizacion de una pieza en bruto de un tubo envolvente, que se separo de una pieza en bruto sin fin,
una vista de la pieza en bruto de la Figura 5, que se mecaniza adicionalmente hasta dar un tubo envolvente,
una vista de la pieza en bruto de las Figuras 5 y 6, que se completa mediante un elemento fijador para el inmovilizador antirrobo,
una imagen en corte de una construccion de capa preferente de una pieza en bruto, un ejemplo de realizacion alternativo de las Figuras 3 y 5,
una vista de un ejemplo de realizacion adicional de una pieza en bruto fabricada con pultrusion de una pinza de gma de una columna de direccion de acuerdo con la invencion, una vista de la pieza en bruto de la Figura 11 completada mediante una pieza de extremo, alojamiento de cojinete, cojinete y elementos de cuna,
una vista del grupo constructivo montado previamente con las particularidades de la Figura 12, una vista del grupo constructivo montado previamente de la Figura 13, obteniendose mediante una operacion de separacion una abertura deseada en la pinza de gma, una forma de realizacion alternativa de una pinza de gma de la columna de direccion de acuerdo con la invencion,
una vista esquematica de la insercion de un perno de tension en un alma de gma, asf como una vista de la columna de direccion completa con tubo envolvente y pinza de gma.
La Figura 1 muestra un procedimiento para la fabricacion de un componente a partir de material compuesto de fibra mediante pultrusion y trenzado. Los materiales compuestos de fibra son materiales de fibras de refuerzo que estan integradas en una matriz, por lo que el material esta configurado de manera extremadamente ligera. Ademas, los materiales compuestos de fibra tienen en general una rigidez espedfica mayor que los materiales metalicos. Por tanto, en el caso de propiedades de rigidez iguales pueden reducirse los pesos de los componentes. De manera opcional o en combinacion pueden aumentarse tambien las rigideces de los componentes para reducir, por ejemplo, oscilaciones en la rueda de direccion, excitadas por la via o el motor, y mejorar asf las propiedades de comodidad.
Para aumentar la rigidez y resistencia del componente en direccion periferica para el alojamiento de cojinetes o la transmision de momentos de torsion pueden situarse aguas arriba o abajo durante el procedimiento de pultrusion uno o varios procedimientos adicionales. Para ello se ofrecen el procedimiento de enrollado y de trenzado.
Son concebibles los siguientes desarrollos de procedimiento:
a) pultrusion -> enrollado
b) pultrusion -> trenzado
c) pultrusion por trenzado: trenzado alrededor de un nucleo -> pultrusion
d) pultrusion por enrollado: enrollado alrededor de un nucleo -> pultrusion
En todas las variantes puede situarse aguas abajo una operacion de trenzado y/o de enrollado posterior y/o tambien una operacion de pultrusion.
A continuacion se cura la matriz en una herramienta.
De manera correspondiente a la Figura 1 se fabrica por medio de pultrusion (tambien denominada extrusion) y trenzado situado aguas abajo una pieza en bruto 1 a partir de material compuesto de fibra.
En el desarrollo de procedimiento b) representado aqm se usan rovings 2 impregnados previamente compuestos por fibras sin fin, sin curar, impregnadas previamente, dispuestas en paralelo y no representadas en este caso.
Mediante un equipo de traccion no representado tampoco en este caso al final del desarrollo de procedimiento se arrastran los rovings 2 por una primera plantilla 3 y se llevan al molde de perfil deseado. La fuerza de traccion
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aplicada por el equipo de traccion es, a este respecto, tan grande que la disposicion de los rovings 2 y por tanto el molde de perfil se conserva tambien en las etapas de procedimiento restantes.
Despues de la primera plantilla 3 se gman los rovings 2 llevados al molde por un cabezal de trenzado 4. Debido a la situacion aguas abajo del procedimiento de trenzado puede usarse el perfil pultrusionado como malla o nucleo y reforzarse con una o varias capas enrolladas o trenzadas. El mismo resultado que en el procedimiento de trenzado puede conseguirse tambien mediante enrollado. En cambio, no se disponen los rovings durante el enrollado en una estructura de direccion cruzada, sino que se enrollan completamente a su alrededor. A este respecto, pueden enrollarse de manera correspondientemente mezclada varios rovings, de modo que se origina practicamente la misma disposicion de los rovings.
Para refinar la conformacion se grna despues del cabezal de trenzado 4 todo el trenzado por una segunda plantilla 5 y una tercera plantilla 6. A continuacion se arrastra el trenzado por un tramo de curado 7 calentado. En el tramo de curado 7 se solidifica la resina sintetica debido al efecto termico y configura una pieza en bruto 1. Para ello, la resina esta mezclada con un agente endurecedor. Este curado puede efectuarse mediante la introduccion de una temperatura elevada y/o mediante la introduccion de ultrasonido y/o mediante una introduccion de luz ultravioleta.
Con el nucleo o nucleo de molde 11 puede compactarse a este respecto la parte de molde en la herramienta.
Con ventaja se extiende el nucleo de molde 11 por todo el tramo desde el comienzo de la pultrusion o del procedimiento de trenzado o del procedimiento de enrollado hasta el curado de la resina curable. De esta manera sera posible disponer un trenzado o un enrollado de fibras alrededor del nucleo dentro del soporte formado mediante la pultrusion.
En la Figura 2 esta representada otra forma de realizacion del desarrollo de procedimiento b).
En este caso se llevan rovings 2 mediante el arrastre por una primera plantilla, no representada en este caso, al molde de perfil. Despues se trenza en el molde anterior mediante la introduccion en el cabezal de trenzado 4 sobre la disposicion de los rovings 2 una segunda capa de rovings 2. El trenzado atraviesa despues del cabezal de trenzado 4 un bano de impregnacion 8 en el que se impregna con resina sintetica lfquida. A continuacion se cura en un tramo de curado 7 calentado, que forma al mismo tiempo un molde de herramienta 9, la resina sintetica. El molde de herramienta 9 previsto asegura el molde de perfil y puede producir mas conformaciones. Despues del curado se corta a medida o se asierra la pieza en bruto 1 por un equipo de corte 10.
Como alternativa a la impregnacion de los rovings 2 en un bano de impregnacion es tambien concebible y posible introducir la resina curable directamente en la herramienta, preferentemente con presion, y con ello impregnar las fibras con la resina.
La Figura 3 muestra un molde de herramienta 9 con un nucleo de molde 11. Los nucleos de molde 11 sirven para conformar la pieza en bruto 7 y pueden usarse en solitario o de manera adicional a plantillas. Los nucleos de molde 11 reutilizables se fabrican, a este respecto, preferentemente de aluminio o acero. El nucleo de molde puede sobresalir por un lado desde la herramienta y llega hasta el cabezal de trenzado 4 o hasta la primera plantilla 3. Esta disposicion es especialmente ventajosa en los desarrollos de procedimiento c) y d) mencionados anteriormente o incluso necesaria. En principio, se conocen nucleos de molde 11 a partir de espuma estructural, los cuales pueden permanecer en el componente de material compuesto de fibra, o nucleos de molde 11 solubles, los cuales se enjuagan tras la consolidacion del material compuesto de fibra. Los nucleos de este tipo, no obstante, no deben ser preferentes.
Una representacion esquematica del desarrollo de procedimiento b) se reproduce en la Figura 4. Los rovings 2 se desenrollan en una primera etapa mediante un elemento de desenrollado de rollos 12 y se tensan. Despues atraviesan la primera plantilla 3 antes de que se aplique por el cabezal de trenzado 4 un trenzado y se grne todo el perfil por la segunda plantilla 5. A continuacion, los rovings 2 atraviesan el bano de impregnacion 8, el molde de herramienta 9 y el tramo de curado 7. La resina alojada en el bano de impregnacion 8 se cura en el tramo de curado 7. Detras del tramo de curado 7 se encuentra un equipo de traccion 13, que no se mostro en las anteriores Figuras 1 y 2. Mediante este equipo de traccion 13 se tensan y arrastran los rovings 2 de izquierda a derecha por los componentes individuales de la construccion. En la ultima etapa del procedimiento, el equipo de corte 10 se ocupa de que se corte a medida la longitud de la pieza en bruto 1.
La pieza en bruto 1 se completa en etapas posteriores (Figuras 5-7) hasta dar un tubo envolvente 14 de una columna de direccion de acuerdo con la invencion. Como se indica en la Figura 5, se introduce para ello en un alma de grna 15 de la pieza en bruto 7 en un lado frontal 16 un primer fresado con una abertura. A continuacion (Figura 6) se introduce un segundo fresado 17 en el alma de grna 15, que puede servir en la interaccion con elementos adicionales como un tope longitudinal de la columna de direccion de acuerdo con la invencion. Ademas, se anaden a ambos lados de la pieza en bruto 1 dos alojamientos de cojinete 18 y correspondiente cojinete 19 para el apoyo de un husillo de direccion en la pieza en bruto 1. En la Figura 7 se muestra el tubo envolvente 14 montado previamente. Para terminar, se coloca sobre el primer fresado 20 del alma de grna 15 en el lado frontal 16 de la pieza en bruto 1 un sosten 21 para un inmovilizador antirrobo no mostrado en este caso, de modo que por la abertura 22 puede engranar el inmovilizador antirrobo en un arbol de direccion no mostrado en este caso.
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En la Figura 8 se representa un perfil de una estructura de capas preferente de una pieza en bruto 1. El perfil muestra la resina sintetica curada con los rovings 2 incrustados en la misma en tres capas. Los sombreados no deben verse, a este respecto, como rovings 2.
La capa interior 23 se compone de rovings de pultrusion, que se situan en el caso de componentes sobre todo solicitados por traccion o flexion, tal como por ejemplo el tubo envolvente de una columna de direccion, a medida por flujo de fuerza en direccion axial en el componente.
Las capas exteriores 24, 25 de la estructura de capas se componen de disposiciones en tecnologfa de trenzado o enrollado con un angulo de aproximadamente +/-45°. Debido a las capas de fibras orientadas en ±45°-pueden absorberse esfuerzos cortantes que se provocan por fuerzas transversales.
Todas las fibras de la estructura de capas pueden componerse de vidrio, material de aramida o de carbono. Otros materiales pueden servir tambien para configurar las fibras. Preferentemente, las capas exteriores 24, 25 estan configuradas con fibras de vidrio y las capas interiores 23, la capa pultrusionada, con fibras de carbono.
A este respecto, las fibras de vidrio para las capas exteriores 24, 25, las zonas en las que esta previsto un contacto con otros componentes, en particular componentes metalicos, de la columna de direccion, se usan para mejorar la resistencia a la corrosion.
En las Figuras 9 y 10 se ilustra un molde de herramienta 9 y una pieza en bruto 1 de una representacion alternativa de un tubo envolvente 14, en el que no esta prevista ninguna alma de grna y el tubo envolvente 14 esta configurado en un diseno poligonal de varios angulos. Una ventaja del procedimiento de acuerdo con la invencion es que la configuracion del perfil puede seleccionarse de manera libre y, por tanto, el diseno del tubo envolvente no esta limitado.
Ademas, el corte trasversal de una pieza en bruto puede seleccionarse en un amplio abanico en el procedimiento de acuerdo con la invencion. Pueden fabricarse tanto componentes cerrados como abiertos, por ejemplo una pinza de grna. Las Figuras 11 a 14 ilustran la representacion de una pinza de grna 26. Como se representa en las Figuras 1, 2 y 3, una pieza en bruto 1 correspondiente se fabrica en combinacion de pultrusion y tecnologfa de trenzado y de enrollado. A continuacion se anaden de manera correspondiente a la Figura 12 una pieza de extremo 27, un alojamiento de cojinete 28 y un cojinete 29 para el arbol de direccion, asf como se incorporan elementos de cuna 30 para el sistema de tension de la columna de direccion en la pieza en bruto 1. En la Figura 13 se representa un grupo constructivo montado previamente de esta manera. A continuacion se divide en una operacion de corte la pieza en bruto 1, cerrada en su extension, para obtener la abertura deseada en la palanca de pivotado 26. En la Figura 15 se representa una forma de realizacion alternativa de la pinza de grna 26 con las divisiones correspondientes. La Figura 16 muestra el engranaje de un perno de tension 31 en el alma de grna 15, que delimita en la posicion abierta del sistema de apriete el ajuste longitudinal con los topes.
Para la formacion de la columna de direccion se montan juntos los componentes individuales, de los cuales al menos un componente se fabrico con la tecnologfa descrita.
Las Figuras 17 y 18 ilustran una columna de direccion 32 de acuerdo con la invencion, que comprende un husillo de direccion 33 que esta montado de manera que puede girar alrededor de su eje de giro 34 en una unidad de cojinete de husillo de direccion 35, que presenta un tubo envolvente 14. El tubo envolvente 14 esta guiado de manera desplazable en una pinza de grna 26 a lo largo del eje longitudinal 34 del husillo de direccion 33. La pinza de grna 26 esta montada de manera que puede pivotar alrededor de un eje de pivotado 36 en una parte de retencion 37. La parte de retencion 37 puede sujetarse en puntos de sujecion 38 en la carrocena no representada. El movimiento de giro introducido por un conductor a traves de una rueda de direccion (no representada) en el husillo de direccion 33 se introduce a traves de una articulacion cardan 39 y partes de arbol de direccion adicionales 40 en el engranaje de direccion no representado. Para aumentar el confort del conductor, la columna de direccion 32 puede ajustarse en su altura en la direccion de ajuste 41 y en su longitud en la direccion de ajuste 42. Para ello esta previsto un mecanismo de fijacion 43 que comprende un aparato de tension conocido en el estado de la tecnica. El aparato de tension presenta el perno de tension 32, un mecanismo de levas 44, un cojinete de contrapresion 45 y una palanca de tension 46. Mediante el giro de la palanca de tension 46 se giran las dos levas del mecanismo de levas 44 la una contra la otra y las caras laterales 37a, 37b se contraen, por lo que se efectua una tension por arrastre de friccion de las caras laterales 37a, 37b de la parte de retencion 37 con las superficies laterales de la pinza de grna 26 y a su vez con superficies laterales del tubo envolvente 14.
El perno de tension 31 atraviesa orificios oblongos en las caras laterales 37a, 37b de la parte de retencion 37 y orificios en las superficies laterales 26a, 26b de la pinza de grna 26. El mecanismo de levas 44 esta dispuesto sobre el un extremo del perno de tension y el cojinete de presion 45 esta dispuesto sobre el otro extremo del perno de tension 31. Las caras laterales 37a, 37b, asf como las superficies laterales 26a, 26b, como el tubo envolvente 14, estan dispuestos entre el mecanismo de levas 44 y el cojinete de presion 45.
Mediante el giro de la palanca de tension 46 puede conmutarse el sistema de fijacion 43 de manera optativa a una ubicacion abierta o una ubicacion cerrada. En la ubicacion abierta puede ajustarse el husillo de direccion 33, o la rueda de direccion sujeta al mismo (no representada en las figuras) en su posicion, en particular desplazarse en la
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direccion longitudinal 42 y la direccion de altura o de inclinacion 41. En la ubicacion cerrada del sistema de fijacion 43 esta fijada la columna de direccion 32 en su posicion.
Lista de referencias
1. pieza en bruto
2. roving
3. plantilla
4. cabezal de trenzado
5. plantilla
6. plantilla
7. tramo de curado
8. bano de impregnacion
9. molde de herramienta
10. equipo de corte
11. nucleo de molde
12. elemento de desenrollado de rollos
13. equipo de traccion
14. tubo envolvente
15. alma de gma
16. lado frontal
17. fresado
18. alojamientos de cojinete
19. cojinete
20. fresado
21. sosten
22. abertura
23. capa interior
24. capa exterior
25. capa exterior
26. pinza de gma
27. pieza de extremo
28. alojamiento de cojinete
29. cojinete
30. elemento de cuna
31. perno de tension
32. columna de direccion
33. husillo de direccion
34. eje de giro
35. unidad de cojinete de husillo de direccion
36. eje de pivotado
37. parte de retencion
38. puntos de sujecion
39. articulacion cardan
40. parte de arbol de direccion
41. direccion de ajuste
42. direccion de ajuste
43. mecanismo de fijacion
44. mecanismo de levas
45. cojinete de contrapresion
46. palanca de tension

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Columna de direccion (32) para un vetuculo de motor con un husillo de direccion (33) montado en una unidad de cojinete de husillo de direccion (35) de manera que puede girar alrededor de un eje longitudinal y con una unidad de soporte, que esta configurada para configurar la union de la unidad de cojinete de husillo de direccion (35) con una carrocena del vehfculo de motor, estando formado al menos un componente de la columna de direccion (32) al menos parcialmente a partir de un material compuesto reforzado con fibras, caracterizada porque el componente se situa en el flujo de fuerza de la columna de direccion (32) entre el husillo de direccion (33) y la carrocena y porque esta prevista al menos una capa de pultrusion, que presenta como fibras de refuerzo varias fibras de pultrusion alineadas en direccion del eje longitudinal y en paralelo unas con respecto a otras.
  2. 2. Columna de direccion (32) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque las fibras de pultrusion portan al menos una capa de malla formada por fibras.
  3. 3. Columna de direccion (32) segun la reivindicacion 2, caracterizada porque la capa de malla es un tejido.
  4. 4. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada porque las fibras de pultrusion rodean el husillo de direccion (33) a modo de envoltura en direccion periferica en al menos 180°.
  5. 5. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque la al menos una capa de malla comprende un tejido o un trenzado, con mas del 50 % de proporcion de fibras alineadas dentro de la capa de malla, estando alineadas estas fibras en un angulo entre 20° y 70° con respecto a las fibras de pultrusion.
  6. 6. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones anteriores 4 o 5, caracterizada porque estan previstas al menos dos capas de malla, estando dispuesta la capa de pultrusion entre las capas de malla y situandose al menos una capa de malla en el exterior y situandose la al menos otra capa de malla en el interior.
  7. 7. Columna de direccion (32) segun la reivindicacion 6, caracterizada porque estan fabricadas la al menos una capa situada en el exterior de fibras de vidrio y la capa de pultrusion y/o la al menos una capa situada en el interior de fibras de carbono.
  8. 8. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada porque el componente soporta el husillo de direccion (33) indirecta o directamente.
  9. 9. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque la al menos una capa de malla porta elementos funcionales conformados.
  10. 10. Columna de direccion (32) segun la reivindicacion 9, caracterizada porque los elementos funcionales estan seleccionados del grupo que comprende tiras de sujecion, grnas, delimitaciones de movimiento y sostenes para arneses de cables.
  11. 11. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones anteriores 9 o 10, caracterizada porque los elementos funcionales son tiras de chapa con aberturas, orificios o entalladuras.
  12. 12. Columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada porque el componente es una pinza de grna (26) para una unidad de cojinete de husillo de direccion (35).
  13. 13. Columna de direccion (32) segun la reivindicacion 12, caracterizada porque la pinza de grna (26) esta abierta en una zona central en un lado situado arriba durante la operacion.
  14. 14. Procedimiento para la fabricacion de una columna de direccion (32) con un husillo de direccion (33), que esta montado de manera que puede girar alrededor de su eje en una unidad de cojinete de husillo de direccion (35), y con una unidad de soporte, que esta configurada para unir la unidad de cojinete de husillo de direccion (35) directa o indirectamente con la carrocena del vetuculo de motor, estando configurada al menos una de las partes constructivas de la columna de direccion (32) como componente de material compuesto de fibra, con las siguientes etapas:
    a1) pultrusion de fibras de soporte hasta dar un soporte;
    b1) formacion de una pieza moldeada mediante trenzado y/o arrollado del soporte con fibras de refuerzo a lo largo de vfas predefinidas sobre la superficie del soporte;
    c) aplicacion de una resina curable sobre la pieza moldeada;
    d) paso de la pieza moldeada a una herramienta;
    e) curado de la resina y formacion del componente de material compuesto de fibra;
    f) montaje de la columna de direccion mediante la incorporacion del componente de material compuesto de fibra en la columna de direccion.
  15. 15. Procedimiento para la fabricacion de una columna de direccion (32) con un husillo de direccion (33), que esta
    montado de manera que puede girar alrededor de su eje en una unidad de cojinete de husillo de direccion (35), y con una unidad de soporte, que esta configurada para unir la unidad de cojinete de husillo de direccion (35) directa o indirectamente con la carrocena del vetnculo de motor, estando configurada al menos una de las partes constructivas de la columna de direccion (32) como componente de material compuesto de fibra, con las siguientes 5 etapas:
    a2) pultrusion de fibras de soporte, que estan impregnadas con una resina curable, hasta dar un soporte; b2) formacion de una pieza moldeada mediante trenzado y/o arrollado del soporte con fibras de refuerzo, que estan impregnadas con una resina curable, a lo largo de vfas predefinidas sobre la superficie del soporte; d) paso de la pieza moldeada a una herramienta;
    10 e) curado de la resina y formacion del componente de material compuesto de fibra;
    f) montaje de la columna de direccion mediante la incorporacion del componente de material compuesto de fibra en la columna de direccion.
  16. 16. Procedimiento para la fabricacion de una columna de direccion (32) segun la reivindicacion 14 o 15, caracterizado porque en una etapa de procedimiento antes del curado de la resina curable se situan uno o varios
    15 elementos funcionales (15) en puntos predefinidos para unirse mediante las etapas de procedimiento que siguen con las fibras de refuerzo para formar con el componente de material compuesto de fibra un componente de una sola pieza.
  17. 17. Procedimiento para la fabricacion de una columna de direccion (32) segun una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque despues del curado la pieza moldeada se recorta en su borde con un contorno periferico
    20 predefinido y/o se introducen escotaduras.
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