ES1221739U - Mecanismo de transmisión de dirección a todas las ruedas de un vehiculo - Google Patents

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Abstract

1. Mecanismo de transmisión de la dirección a todas las ruedas (15, 20) de un vehículo, donde el mecanismo comprende: - un motor (1) de activación de la dirección que controla el conductor, - una caja de transmisión (4) conectada al motor (1) con intermediación de un elemento de transmisión (2), que dispone de unos engranajes acoplables entre sí, - un árbol trasero (3) asociado al movimiento de dirección de las ruedas traseras (15) del vehículo que está conectado a la caja de transmisión (4), - un árbol delantero (6) asociado al movimiento de dirección de las ruedas delanteras (20) del vehículo que está conectado a la caja de transmisión (4), - un selector (5) que actúa sobre los engranajes de la caja de transmisión (4), para activar a voluntad el sentido de giro de las ruedas traseras (15) y delanteras (20). Estando el mecanismo caracterizado porque comprende adicionalmente: - unas coronas dentadas (12) que están vinculadas a cada rueda (15, 20) a través de un soporte (21) y sobre las que se montan unos motores eléctricos de tracción (14) que accionan de forma independiente el movimiento de tracción giratorio de cada rueda del vehículo (15, 20), en el que las coronas dentadas (12) están conectadas mediante una cadena cinemática al árbol trasero (3) y al árbol delantero (6) de modo que el movimiento giratorio de cada árbol (3, 6) determina a través de la cadena cinemática el movimiento giratorio de la corona dentada (12) y por consiguiente el movimiento de dirección de la rueda del vehículo (15, 20) en torno a su eje vertical y solidariamente de su motor eléctrico de tracción (14).

Description

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MECANISMO DE TRANSMISION DE DIRECCION A TODAS LAS RUEDAS DE UN
VEHICULO
D E S C R I P C I O N
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un mecanismo de transmision de direction a todas las ruedas de un vehiculo, que ofrece una solution de transmision del movimiento de direccion sincronizado a todas las ruedas del vehiculo, o bien a las ruedas traseras solo o a las ruedas delanteras solo, en combination con una solucion de traction independiente a las ruedas del vehiculo mediante unos motores de traccion asociados a cada rueda y montados sobre un elemento de la propia direccion.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En la mayoria de los vehiculos autopropulsados, solo las ruedas delanteras tienen posibilidad de girar respecto a un eje vertical, mediante un sistema de direccion que actua sobre el eje delantero. Por otra parte, dichos vehiculos cuentan ademas con una transmision, para transferir el par motor generado por el motor al punto central de las ruedas tractoras que, en numerosas ocasiones, son las ruedas delanteras.
En el estado actual de la tecnica, la transmision impide el giro completo de las ruedas respecto a ese eje vertical, ni tan siquiera permite el giro de mas de un valor angular que esta en el entorno de los 45, en funcion del fabricante y el modelo.
Existen modelos de sistemas de direccion que incorporan una direccion adicional aplicada sobre el eje trasero que, en determinadas circunstancias, permite girar las ruedas traseras a la vez que las delanteras, generalmente en sentido contrario, para facilitar maniobrabilidad.
Un ejemplo de esta solucion de direccion a las cuatro ruedas se denomina sistema 4WS (four wheel steering system), que permite realizar maniobras con menor diametro de giro, asi como trazar las curvas a cierta velocidad con mayor seguridad. El sistema 4WS fue montado en su momento en diversos modelos de turismo desde 1980, tales como el Toyota Celica, los Citroen ZX y Xsara, y el Peugeot 306. Actualmente lo llevan muy
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pocos modelos nuevos, por ejemplo, alguna de las versiones mas deportivas del Renault Laguna.
En otro ejemplo de direction a las cuatro ruedas, implementado por ejemplo en el nuevo modelo de Honda Prelude, y que presenta mayor complejidad que el sistema 4WS, el volante de la direccion hace girar las ruedas delanteras y tambien las ruedas traseras, por medio de un mecanismo que actua sobre las ruedas delanteras y las traseras al mismo tiempo.
Existen por otra parte soluciones que permiten girar las ruedas de un vehlculo en torno a un eje vertical que pasa por el centro de las ruedas, de aplicacion en camiones, maquinaria pesada y vehlculos militares, para conseguir maniobrabilidad mejorada en condiciones de espacio reducido.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El mecanismo de transmision de direccion a todas las ruedas de un vehlculo que constituye el objeto de esta invention propone una solution de transmision del movimiento de direccion a todas las ruedas del vehlculo, en combination con una solucion de traction independiente a las ruedas del vehlculo mediante unos motores electricos de traccion asociados a cada rueda.
Mediante el presente mecanismo se consigue proporcionar una traccion total o parcial a las ruedas del vehlculo en coordination con la transmision del movimiento de direccion a las ruedas delanteras, traseras o a ambas sin que se produzca una perdida de transmision del par a las ruedas durante su giro. El mecanismo de transmision de direccion permite girar las ruedas hasta 360° lo que garantiza la movilidad y accesibilidad del vehlculo a diferentes lugares, al mismo tiempo que puede adoptar la traccion mas adecuada seleccionando las ruedas motrices en cada caso.
El mecanismo de transmision de direccion comprende fundamentalmente un motor de activation de la direccion que controla el conductor, una caja de transmision conectada al motor con interposition de un elemento de transmision, que dispone de unos engranajes acoplables entre si, un arbol trasero asociado al movimiento de direccion de las ruedas traseras del vehlculo que esta conectado a la caja de
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transmision, as! como un arbol delantero asociado al movimiento de direction de las ruedas delanteras del vehlculo que esta conectado a la caja de transmision.
Adicionalmente cuenta con un selector que actua sobre los engranajes de la caja de transmision, para activar a voluntad el sentido de giro de las ruedas traseras y delanteras, que puede ser opuesto o igual.
Se han previsto por ejemplo estos tres posibles modos de funcionamiento correspondientes a tres posiciones del selector:
- Position 1: pensada para bajas velocidades, sub 30 por hora. Las ruedas giran en sentido opuesto para acortar la batalla de forma virtual y facilitar las maniobras.
- Posicion 2: pensada para altas velocidades. Las ruedas giran en el mismo sentido para aumentar la estabilidad en carretera pero estan limitadas a 45° para evitar accidentes.
- Posicion 3: las ruedas giran en el mismo sentido pero hasta 90° para estacionar en paralelo. Este modo se tiene que activar en parado y su velocidad maxima estarla limitada a 10 kilometros por hora.
A partir de esta configuration, el mecanismo de transmision de direccion destaca fundamentalmente porque comprende adicionalmente unas coronas dentadas que estan vinculadas a cada rueda a traves de un soporte y sobre las que se montan los motores electricos de traction que accionan de forma independiente el movimiento de traction giratorio de cada rueda del vehlculo.
Las coronas dentadas estan conectadas mediante una cadena cinematica al arbol trasero y al arbol delantero de modo que el movimiento giratorio de cada arbol determina a traves de la cadena cinematica el movimiento giratorio de la corona dentada y por consiguiente el movimiento de direccion de la rueda del vehlculo en torno a su eje vertical y solidariamente de su motor electrico de traccion.
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DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la description que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas de la invention, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en planta del mecanismo de transmision de direction de un vehriculo de cuatro ruedas de acuerdo con las caracteristicas de la presente invencion.
Figura 2.- Muestra una vista en alzado de un detalle de elementos del mecanismo de transmision acoplados a una de las ruedas del vehiculo.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A la vista de las figuras se describe a continuation un modo de realizacion preferente del mecanismo de transmision de la direccion a todas las ruedas de un vehiculo que constituye el objeto de la presente invencion.
En la figura 1 se observa que el mecanismo consta fundamentalmente de un motor (1) de activation de la direccion que controla el conductor, que esta conectado a una caja de transmision (4) por un elemento de transmision (2), que puede ser una correa por ejemplo, contando la caja de transmision (4) con unos engranajes acoplables entre si y un selector (5) que actua sobre los engranajes.
El mecanismo dispone asimismo de un arbol trasero (3) asociado al movimiento de direccion de las ruedas traseras (15) del vehiculo y un arbol delantero (6) asociado al movimiento de direccion de las ruedas delanteras (20) del vehiculo, arboles (3, 6) que a su vez estan conectados a la caja de transmision (4).
El mecanismo dispone de un selector (5) que actua sobre los engranajes de la caja de transmision (4), para activar a voluntad el sentido de giro de las ruedas traseras (15) y delanteras (20).
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Asociado al arbol delantero (6) y al arbol trasero (3), el mecanismo puede disponer de una junta cardan que conecta respectivamente con un eje de ataque (7) dotado de una primera rueda dentada conica (22) en su extremo que a su vez engrana con una tercera rueda dentada (23), que transmite el movimiento de cada arbol (3, 6) hacia las respectivas ruedas traseras (15) o hacia las respectivas ruedas delanteras (20).
A ambos lados a la salida de la tercera rueda dentada (23), se dispone de sendos ejes (8), que a su vez incorporan una segunda rueda dentada conica (9) en su otra extremidad, tal y como se observa en la figura 2, que engrana en una corona dentada conica (10) perpendicular al eje (8) y horizontal, la cual es solidaria a un engranaje recto (11) horizontal ubicado en un nivel inferior al de la corona dentada conica (10), el cual a su vez engrana con una corona dentada recta (12) que esta vinculada a la rueda (15, 20) a traves de un soporte (21).
De esta forma, el movimiento de las primeras ruedas dentadas conicas (22) accionadas por el arbol (3, 6) correspondiente, determina el giro de las segundas ruedas dentadas conicas (9), que ocasiona el giro de la corona dentada conica (10) y a su vez el del engranaje recto (11) y por tanto de la corona dentada recta (12) que determina el movimiento direccional de la rueda del vehlculo (15, 20) en torno a su eje vertical.
Mediante los elementos del mecanismo descrito en el parrafo anterior se consigue girar de forma sincronizada las ruedas traseras (15) y/o las ruedas delanteras (20) del vehlculo hasta 360°.
Asociado a cada una de las coronas dentadas rectas (12), el mecanismo dispone de un motor electrico de traccion (14) que conecta con la rueda del vehlculo (15, 20), preferentemente con intermediation de la correspondiente transmision, en este caso formada por los engranajes (16, 17), para ocasionar el movimiento de giro y traccion de la rueda del vehlculo (15, 20) respecto a su eje axial que determina el movimiento del vehlculo.
La cadena cinematica referida en el apartado description de la invention estarla formada en este caso por los elementos comprendidos entre el arbol (3, 6) y la corona dentada recta (12), esto es los ejes de ataque (7) respectivamente asociados al arbol
delantero (6) y al arbol trasero (3) que estan dotados de la primera rueda dentada conica (22) en su extremo, que a su vez engrana con la tercera rueda dentada (23) , y a ambos lados de la tercera rueda dentada (23) estan dispuestas las extremidades de los ejes (8) que se dirigen hacia las ruedas derecha e izquierda de las ruedas 5 delanteras (20) o ruedas traseras (15) del vehlculo para transmitir el movimiento hacia las correspondientes coronas dentadas (12), asl como adicionalmente comprenderla .las segundas ruedas dentadas conicas (9) dispuesta en la otra extremidad del eje (8) que a su vez engranan en la corona dentada conica (10) perpendicular al eje (8) y horizontal, la cual es solidaria al engranaje recto (11) que a su vez engrana con la 10 corona dentada recta (12).
En la figura 2 se observa que el motor electrico de traccion (14) se encuentra montado sobre la corona dentada recta (12) con intermediation de un elemento de apoyo (13), de modo que durante el movimiento direccional de la corona dentada recta (12) se 15 ocasiona el giro de la rueda (15, 20), y al mismo tiempo de su correspondiente motor electrico de traccion (14) desplazandose como un bloque.
En la figura 2 se aprecia asimismo que el soporte (21) esta asociado a un perfil (18) que facilita la sustentacion de los engranajes (16, 17).
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Claims (4)

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    R E I V I N D I C A C I O N E S
    1. - Mecanismo de transmision de la direction a todas las ruedas (15, 20) de un vehlculo, donde el mecanismo comprende:
    - un motor (1) de activation de la direccion que controla el conductor,
    - una caja de transmision (4) conectada al motor (1) con intermediation de un elemento de transmision (2), que dispone de unos engranajes acoplables entre si,
    - un arbol trasero (3) asociado al movimiento de direccion de las ruedas traseras (15) del vehlculo que esta conectado a la caja de transmision (4),
    - un arbol delantero (6) asociado al movimiento de direccion de las ruedas delanteras (20) del vehlculo que esta conectado a la caja de transmision (4),
    - un selector (5) que actua sobre los engranajes de la caja de transmision (4), para activar a voluntad el sentido de giro de las ruedas traseras (15) y delanteras (20), Estando el mecanismo caracterizado porque comprende adicionalmente:
    -unas coronas dentadas (12) que estan vinculadas a cada rueda (15, 20) a traves de un soporte (21) y sobre las que se montan unos motores electricos de traction (14) que accionan de forma independiente el movimiento de traction giratorio de cada rueda del vehlculo (15, 20),
    en el que las coronas dentadas (12) estan conectadas mediante una cadena cinematica al arbol trasero (3) y al arbol delantero (6) de modo que el movimiento giratorio de cada arbol (3, 6) determina a traves de la cadena cinematica el movimiento giratorio de la corona dentada (12) y por consiguiente el movimiento de direccion de la rueda del vehlculo (15, 20) en torno a su eje vertical y solidariamente de su motor electrico de traccion (14).
  2. 2. - Mecanismo de transmision de la direccion a todas las ruedas de un vehlculo de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque la cadena cinematica comprende sendos ejes de ataque (7) respectivamente asociados al arbol delantero (6) y al arbol trasero (3) que estan dotados de una primera rueda dentada conica (22) en su extremo, que a su vez engrana en una tercera rueda dentada (23), y a ambos lados de la tercera rueda dentada (23) estan dispuestas las extremidades de unos ejes (8) que se dirigen hacia las ruedas derecha e izquierda de las ruedas delanteras (20) o ruedas traseras (16) para transmitir el movimiento hacia las correspondientes coronas dentadas (12).
  3. 3. - Mecanismo de transmision de la direction a todas las ruedas de un vehlculo de acuerdo con la reivindicacion 2 caracterizado porque la cadena cinematica comprende adicionalmente unas segundas ruedas dentadas conicas (9) dispuestas en la otra extremidad del eje (8) que a su vez engranan en una corona dentada conica (10)
    5 perpendicular al eje (8) y horizontal, la cual es solidaria a un engranaje recto (11) horizontal ubicado en un nivel inferior al de la corona dentada conica (10), el cual a su vez engrana con la corona dentada recta (12), de modo que el movimiento de las primeras ruedas dentadas conicas (22) accionadas por el arbol (3, 6) correspondiente, determina el giro de las segundas ruedas dentadas conicas (9), que ocasiona el giro 10 de la corona dentada conica (10) y a su vez el del engranaje recto (11) y por tanto de la corona dentada recta (12) que determina el movimiento direccional de la rueda del vehlculo (15, 20) en torno a su eje vertical.
  4. 4. - Mecanismo de transmision de la direccion a todas las ruedas de un vehlculo de 15 acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque el motor electrico de traction (14)
    se encuentra montado sobre la corona dentada recta (12) con intermediation de un elemento de apoyo (13).
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