ES2489341B1 - Sistema de direccion asistida para vehiculos - Google Patents

Abstract

Las cajas de dirección existentes en el mercado para convertir el giro del volante de la dirección en giro angular de las ruedas, no son adecuadas para integrarse parcialmente en la llanta de las ruedas de un coche eléctrico, además dichas cajas existentes no permiten giros independientes de las ruedas y amplios radios de giro, solucionándose dichas limitaciones mediante un sistema que comprende un cuerpo, en el que se incorporan mediante los correspondientes soportes uno o más motores, que accionan el eje de giro de la dirección de cada rueda directriz en la parte superior de dicho cuerpo, y en la parte inferior una caja de transmisión, una corona circular fija, en la que engranan sendos piñones de ataque, girando los mismos alrededor de la corona, haciendo girar todo el cuerpo, y el eje de giro de la rueda incorporado con los medios adecuados en el citado cuerpo.

Description

cual fuere su origen se ha conseguido un mayor kilometraje recorrido del automóvil. Alternativamente los procesos de fabricación de este tipo de vehículos que no utilizan motores de explosión ha variado desde los simplemente artesanales, 5 los que fabrican en serie, y en algunos casos y más recientemente se abre camino la fabricación por módulos, es decir las distintas partes de un producto se fabrican en centros de producción alejados de la planta de montaje de los vehículos a base de módulos, y después 10 dichos módulos se ensamblan en una fabrica distinta de donde se han manufacturado mismos, la fabricación por módulos se utiliza cada vez más en todos los sectores de la técnica. Como estado de la técnica concreto se conoce los 15 intentos de la firma Michelín para integrar en la llanta de un vehículo un motor eléctrico en su interior junto con los sistemas de suspensión y frenos, con lo cual poniendo la cubierta correspondiente a la llanta, elimina los sistemas actuales de motorización 20 transmisión suspensión y frenos. Dicho sistema denominado Active Wheel es la base del concepto Venturi Volage, y también la del WILL, construido conjuntamente por la firma Heuliez, fabricante especializado En paralelo la firma Siemens ha desarrollado el 25 sistema VDO e Corner, que se materializa en aplicar motores en cada rueda para ser usados en vehículos de pila de combustible o híbridos. Cada rueda no solo incluye un motor eléctrico integrado que suministra la tracción del vehículo sino que también incluye un motor 30 eléctrico de dirección, que ofrece rotación independiente de cada una de las ruedas. Además este segundo brazo de la suspensión, (19) apéndices, (20) vástago, (21) tuercas, (22) cuello, (23) tetones, (24) eje de la rueda, (25) cuerpo del sistema de dirección (10), (27) soporte motores (12-13), (28) orificios, (29) embocadura del cuello (22), (30) tapa inferior, (31) 5 base inferior del cuerpo (25), (32) corona, (33) piñones de ataque, (34) eje de los piñones (33), (35) espárragos en el soporte (36), (36) soporte, (37) tuercas, (38) muelle, (39) embocadura, (40) orificio, (41) rueda, (42) llanta, (43) neumático, (44) base de la corona (32), 10 (45) tapa superior, (46) orificios, (47) soporte, (48) cojinetes, (49) juntas, (50) orificio en la tapa (45), (51) caja de transmisión, (52) tapones de cierre, (53) excéntricas, (54) cojinetes, (56) cuellos, (57) dentados, (58) tuercas para los tetones (23). 15 La figura nº 1 es una perspectiva del sistema de dirección (10), que se configura a partir de un cuerpo o carcasa (25) en cuyo interior y aledaños, contiene las distintas partes del mecanismo de dirección y el eje (24) de la rueda (41). 20 La figura nº 2 es una perspectiva de la parte frontal y superior del cuerpo (25), en el que se acopla la tapa inferior (30), por su base inferior (31). La figura nº 3 es una perspectiva del sistema de dirección (10), acoplado a una suspensión (11), cuyas 25 partes principales son el primer brazo de suspensión (17), el segundo brazo de suspensión (18) y el amortiguador (16) con el muelle (38) rodeando a (16). La figura nº 4 es una vista frontal en alzado del sistema de dirección (10), integrado en la suspensión 30 (11), incorporando la rueda (41), llanta (42) más neumático (43). La figura nº 5 es una vista superior en planta del sistema de dirección (10), integrado en la suspensión (11), incorporando la rueda (41), llanta (42) más neumático (43), marcándose a puntos las posibles posiciones de giro de la rueda (41). 5 La figura nº 6(a) es una perspectiva explosionada parcial de las partes principales del sistema de dirección (10), y más concretamente la caja de transmisión (51). La figura nº 6(b) es una perspectiva explosionada 10 parcial de las partes principales del sistema de dirección (10), y más concretamente la caja de transmisión (51). La figura nº 7 es una perspectiva de la caja de transmisión (51) de cuya parte inferior la tapa (30) 15 emergen los tetones (23) que se encajan en el segundo brazo de suspensión (18). La figura nº 8 es una vista superior en planta de la tapa superior (45) de la caja de transmisión (51) de la figura nº 7. 20 La figura nº 9 es una sección por A-A’ de la figura nº 8 en la que se detalla la posición de los tetones (23) en la corona (32). Descripción de una realización de la Invención. 25 En una de las realizaciones preferidas de la invención el sistema de dirección (10), está formado por un cuerpo (25) en cuya carcasa se alojan en su interior las distintas partes esenciales del mecanismo de la dirección, y que comprende dicho mecanismo entre otros: 30 - Caja de transmisión (51) de la dirección mediante motores (12-13). - Suspensión (11) con los brazos (17-18). - Cuerpo (25) del sistema de dirección (10). - Eje (24) de la rueda (41). - Rueda (41), llanta (42) y neumático (43). 5 La suspensión (11) comprende un primer brazo (17) que emerge de un soporte (15) solidarizado a un chasis o formando parte del mismo no representado en las figuras, y un segundo brazo (18) sujeto al soporte (15) al incluir en su estructura unos apéndices (19), en los que 10 se ha previsto un orificio para la sujeción de dicho brazo (18) con el auxilio de un vástago (20) que pasa por dicho orificio y las tuercas (21), que se roscan en los extremos de los vástagos (20), mientras que el amortiguador (16) se monta por su extremo superior, en 15 el brazo (17) y en la parte inferior en el cuerpo (25), y más concretamente en su parte superior, en donde se ha previsto un cuello (22) en el cuerpo (25), que define una embocadura (29), véase en la figura nº 2, para la inmovilización de la parte inferior del amortiguador 20 (16), rodeando a (16) el muelle (38), siendo el eje de giro del sistema de dirección (10) el amortiguador (16), y girando el cuerpo (25) y consecuentemente el eje (24) de la rueda (41), alrededor de la corona (32), todo ello tal y como se muestra en la figura nº 3. 25 Como elementos principales que se encuentran en la caja de transmisión (51) una corona (32), que permanece fija sobre una base (44) y dos piñones de ataque (33), montados (33) en los extremos de unos ejes (34) de unos motores (12-13) tal y como puede verse en la figura nº 30 9, engranando los piñones de ataque (33) en la corona (32), accionados los ejes (34) por los motores (12-13), cuyo tipo de energía puede ser de naturaleza eléctrica, neumática, hidráulica o similar, tal y como puede verse en las figuras nº 6(a) y 6(b), y totalmente montados dichos motores (12-13) en los soportes (27), tal y como se muestra en la figura nº 1. 5 El cuerpo (25) de dicho sistema de dirección (10) tal y como se muestra en la figura nº 2, recibe merced a haberse mecanizado el correspondiente orificio (40) en su parte frontal en la embocadura (39), un eje (24) por su parte anterior de la rueda (41), la cual comprende 10 una llanta (42) que incorpora el neumático (43), tal y como puede verse en las figuras nº 4 y 5, mientras que por la parte posterior del cuerpo (25) puede incorporar un motor de accionamiento de dicho eje (24) con su caja reductora no representado en las figuras, objeto de otra 15 patente de invención del mismo titular. En la parte inferior del cuerpo (25) del sistema de dirección (10), y protegidos por la tapa superior (45) y la tapa inferior (30) de la caja de transmisión (51) se encuentran la citada corona (32), los piñones de ataque 20 (33) que se apoyan en los cojinetes (48) véase figura nº 6(a), fijándose los motores (12-13) además de en los soportes (27) previstos en el cuerpo (25), en los orificios (46) presentes en la tapa superior (45), y entre la tapa inferior (30) y la corona (32) unas juntas 25 (49). Al girar los piñones de ataque (33) alrededor de la corona (32) que permanece fija, gira el amortiguador (16), actuando (16) como el eje de giro de la rueda (41), no representado en las figuras 6(a) y 6(b), cuyo 30 extremo superior el del amortiguador (16) se ubica en el brazo (17) mediante la tuerca (55), con lo cual se fija al orificio (29) y la parte inferior del citado amortiguador (16), en el cuerpo (25) tal y como se detalla más adelante. La misión de los motores (12—13) es aumentar el par de giro generado en el volante del vehiculo por su 5 conductor, no siendo mecánicamente necesario más de uno, sin embargo con fines puramente de seguridad, el sistema de dirección (10) incorporará más de un motor, en el mismo, que se monta en cada rueda directriz (41), pero quedando fuera de dicha rueda (41) tal y como se aprecia 10 en las figuras nº 4 y 5. El cuerpo (25) del sistema de dirección (10) incorpora por su base inferior (31), la caja (51) de los mecanismos de transmisión, y en la tapa inferior (30) de (51), contiene la corona (32) y los piñones de ataque 15 (33) como medios mecánicos de transmisión de giro a la rueda (41) del automóvil, (llanta (42) más neumático (43)), montadas estas últimas (41) con el auxilio de los espárragos (35), que emergen del soporte (36) con la ayuda de las tuercas (37), tal y como puede verse en la 20 figura nº 3, en la que el cuerpo (25) y con él, el sistema de dirección (10) se incorporan a una suspensión (11). De la tapa inferior (30) de la caja de transmisión (51) emergen hacia abajo sendos tetones (23), que se 25 encajan en el segundo brazo de suspensión (18), y se inmovilizan en el mismo con ayuda de unas tuercas, tal como puede verse en la figuras nº 3. La corona (32) permanece fija en la tapa inferior (30), apoyándose por su base (44), y los piñones de 30 ataque (33), giran alrededor de la corona (32), junto a los motores (12-13) y la tapa superior (45), así como el eje de giro (24) de la rueda (41), apoyándose en la tapa inferior (30) de la caja (51), todo ello tal cual puede verse en la figura nº 6. El cuerpo (25) del sistema de dirección (10) se ha diseñado para que actúe a través de los soportes (27) 5 como medios de sustentación e inmovilización de los motores (12-13) tal y como se muestra en las figuras nº 1 a 3, al prever en el cuerpo (25) unos orificios (28) en los que se encajan el cuerpo de los mismos (12-13) con su eje (34) el de los citados motores (12-13) 10 mirando hacia abajo, en cuyo extremo inferior el de los ejes (34) se montan los piñones de ataque (33). En los orificios (46) previstos en la tapa superior (45) se roscan los tapones de cierre (52), y más concretamente en los cuellos (56) previstos en dicha 15 tapa (45), y en cuyo borde superior se encuentran los dentados (57), tal y como puede verse en las figuras nº 6(a), 7 y 8. En dichos cuellos (56) y merced a los dentados (57), se incorporan las excéntricas (53) que permiten el movimiento de alineación de los ejes (34) de 20 los motores (12-13), y con ello el acoplamiento perfecto entre los dentados de los piñones de ataque (33), respecto al dentado de la corona (32). Tal y como puede verse en la figura nº 9 con mayor detalle, los tetones (23) se encajan por medios 25 adecuados en la corona (32), girando los piñones de ataque (33) por la acción de los ejes (34) rodeado por los cojinetes correspondientes El sistema de dirección (10) permite varias alternativas, una de ellas el giro simultaneo de las 30 ruedas directrices, o bien el giro de las cuatro ruedas, o ambas.