ES2223443T3 - Un vehiculo de tres ruedas que puede inclinarse lateralmente. - Google Patents

Un vehiculo de tres ruedas que puede inclinarse lateralmente.

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ES2223443T3 ES00830572T ES00830572T ES2223443T3 ES 2223443 T3 ES2223443 T3 ES 2223443T3 ES 00830572 T ES00830572 T ES 00830572T ES 00830572 T ES00830572 T ES 00830572T ES 2223443 T3 ES2223443 T3 ES 2223443T3
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Abstract

Un vehículo de tres ruedas, comprendiendo una rueda motriz posterior (22) y dos ruedas de dirección frontales (21A, 21B) con respectivos ejes de gobierno (MA-MA, MB-MB), incluyendo una columna de dirección (3) provista de un manillar (5) y un sistema, con suspensión viscoelástica, para conectar dichas ruedas al bastidor del vehículo de tal manera que una inclinación lateral del bastidor está acompañada de una inclinación equivalente de sus ejes de dirección (MA-MA, MB-MB), en que: - dicho sistema que conecta las dos ruedas de dirección al bastidor incluye, para cada rueda de dirección, un paralelogramo articulado que comprende un brazo de suspensión superior (11A; 11B; 111A, 111B) y un brazo de suspensión inferior (13A, 13B; 113A, 113B) articulado a un montante (17A, 17B; 117A, 117B) por medio de rotulas (15; 115), estando los brazos de suspensión superior e inferior articulados al bastidor (1; 101) alrededor de respectivos ejes de giro (VA-VA, WA-WA, VB-VB, WB-WB; V-V) paralelos al plano medio del vehículo y perpendiculares a los ejes de dirección; - hay un sistema de varillaje de dirección, equipado de bielas (33A; 33B) con rotulas en sus extremos (31, 32) para conectar a la columna de dirección (3) y a las ruedas, respectivamente; - los centros de las rotulas (31, 32) de cada biela de dicho sistema de varillaje poseen, en proyección sobre un plano perpendicular al eje de rotación de los brazos de suspensión (13A; 13B), una separación entre sí que es sustancialmente igual a la distancia existente entre la rotula (15; 115) y el eje de giro (VA, VB, WA, WB; V; HA-HA, HB-HB) de dichos brazos de suspensión (11A, 11B; 13A, 13B; 111A, 111B; 113A, 113B).

Description

Un vehículo de tres ruedas que puede inclinarse lateralmente.
El presente invento hace referencia a un vehículo de tres ruedas de acuerdo con la reivindicación 1, y más particularmente, a un vehículo que tiene dos ruedas de gobierno frontales y una rueda motriz posterior.
La patente WO-A-97 21583 describe un vehículo de tres ruedas, que comprende una rueda motriz posterior y dos ruedas de gobierno frontales con los correspondientes ejes de dirección, incluyendo una columna de dirección provista de un manillar y un sistema, con suspensión elástica, para conectar dichas ruedas al bastidor del vehículo, de modo que una inclinación lateral del bastidor es acompañada por una inclinación equivalente de sus ejes de dirección, de manera que dicho sistema de conexión de las dos ruedas de gobierno al bastidor incluye un paralelogramo articulado que comprende un brazo de suspensión superior y un brazo de suspensión inferior que están articulados a un miembro de soporte, que va articulado al bastidor, alrededor de los respectivos ejes de giro paralelos al plano medio del vehículo y perpendiculares a los ejes de dirección, y de manera que existe un sistema de dirección equipado con una biela conectada de modo giratorio a la columna de dirección y a las ruedas.
Ya se conocen ciertos tipos de triciclos motorizados inclinables, tales como las Stream® y Canopy® de Honda y el triciclo motorizado Ellisse® de Protos que se describe en la patente WO-A-9843872.
Los modelos de Honda posen dos ruedas traseras soportadas por una pista articulada en el bastidor del triciclo motorizado alrededor del eje longitudinal de la misma. El eje de las ruedas posteriores no se inclina en las curvas y permanece paralelo al suelo.
El triciclo motorizado descrito en la patente WO-A-9843872 tiene igualmente dos ruedas traseras, cada una de las cuales está articulada al bastidor por medio de un brazo longitudinal. A su vez, los brazos están unidos por medio de un elemento compensador articulado alrededor de un eje longitudinal al vehículo, en un soporte oscilante de una suspensión elástica. Dicho vehículo posee, sobre dichos modelos Honda, la ventaja de que, en las curvas, las ruedas traseras también se inclinan con el vehículo. Este hecho aumenta el control de dirección del vehículo dado que, en las curvas, las ruedas así inclinadas se desvían menos que aquellas que no se inclinan.
Por tanto, todos los modelos antes citados hacen referencia a vehículos inclinables provistos de dos ruedas posteriores. Dicha disposición complica considerablemente la transmisión mecánica del motor a las ruedas, con el inconveniente de un elevado coste de producción. En particular, el sistema diferencial resulta necesario para transmitir la potencia a las ruedas.
También se conocen vehículos de tres ruedas que tienen una rueda motriz posterior y dos ruedas de dirección anteriores, pero en las mismas no existe suspensión elástica. Se describe un triciclo motorizado de este tipo en la solicitud del modelo de utilidad italiano 15179B/80, solicitado el 30 de abril de 1980 a nombre de Tartarini.
El objeto del presente invento es proporcionar un vehículo de tres ruedas inclinable lateralmente que está provisto dos ruedas frontales de dirección, que tiene un coste modesto, siendo de conducción fácil y segura. Más particularmente, un objeto del presente invento es producir un vehículo de tres ruedas que posee un mejor mantenimiento en ruta que los vehículos de tres ruedas actualmente conocidos.
Estos y otros objetos y ventajas se pondrán de manifiesto para los entendidos en la materia a la lectura del siguiente texto, los cuales se obtienen sustancialmente con un vehículo de tres ruedas que comprende una rueda motriz posterior y dos ruedas delanteras de gobierno con sus respectivos ejes de dirección, en el cual se proporciona un sistema, con suspensión viscoelástica, para conectar dichas ruedas al bastidor del vehículo. El sistema de suspensión permite obtener la inclinación de los ejes de dirección de las ruedas cuando el bastidor de inclina en las curvas. Así se minimiza el desvío de los neumáticos en las ruedas y mejora el mantenimiento sobre la calzada en las curvas.
De acuerdo con una forma de realización especialmente ventajosa del vehículo según el invento, se proporciona un sistema para conectar las dos ruedas de dirección al bastidor que, para cada rueda de gobierno, posee un cuadrilátero articulado que comprende un brazo de suspensión superior, un brazo de suspensión inferior y un montante dispuesto entre los dos brazos y articulado a los mismos mediante rotulas. Los brazos de suspensión superior e inferior van articulados al bastidor a través de correspondientes ejes de giro dispuestos paralelos y simétricamente a los costados opuestos de un plano medio del vehículo.
En una forma de realización de este tipo, ventajosamente puede preverse que la distancia entre la rotula y el eje de giro de cada brazo de suspensión superior de cada cuadrilátero sea aproximadamente igual a la distancia existente entre la rotula y el eje de giro de cada brazo inferior.
Preferiblemente, el eje que pasa a través de las rotulas del montante de cada rueda de gobierno y define el eje de dirección de dicha rueda está contenido dentro del plano medio de la rueda respectiva. Esto evita que las irregularidades de la calzada se transmitan en forma de sacudidas y vibraciones al conductor a través del control de dirección (en la práctica, un manillar fijado a la columna de dirección), por contra las sacudidas y vibraciones son absorbidas por el bastidor del vehículo. Esto hace que la conducción resulte especialmente fácil y agradable.
En la práctica, el cuadrilátero articulado formado por los brazos superior e inferior, el montante y el bastidor es, preferiblemente, un paralelogramo articulado, quedando los brazos superior e inferior mutuamente paralelos durante la inclinación de las ruedas.
Hay un sistema de varillaje de dirección asociado con el sistema de suspensión. Puede estar junto al par de brazos inferiores o, alternativamente, junto al par de brazos de suspensión superiores. La elección de la posición del sistema de varillaje de dirección depende de la configuración específica del vehículo en que se produce el sistema de suspensión, en base del tamaño de los componentes y del espacio disponible.
De acuerdo con una forma de realización práctica, el sistema de varillaje de dirección puede poseer bielas provistas de rotulas en sus extremos para conectar con la dirección y las ruedas, respectivamente. En este caso, resulta especialmente ventajoso si los centros de las rotulas de cada biela del citado sistema de varillaje de dirección posee, en proyección sobre un plano perpendicular al eje de rotación de los brazos de suspensión, una separación entre sí que sea sustancialmente igual a la distancia existente entre la rotula y el eje de giro de los brazos de suspensión. De este modo, la orientación de gobierno de las ruedas se mantiene incluso durante las oscilaciones de la suspensión, independientemente de la inclinación lateral del vehículo.
Cuando el eje de dirección de cada rueda está contenido dentro del plano medio de la rueda respectiva, entonces - según una forma de realización especialmente ventajosa del invento - a fin de conseguir la corrección del ángulo de dirección de las ruedas para que la rueda del exterior de la curva gobierne menos que la rueda del interior, se prevé que los centros de las rotulas que conectan cada biela a dicho sistema de varillaje a la dirección estén separadas entre sí y dispuestas en los costados opuestos del plano medio del vehículo.
Los medios viscoelásticos de la suspensión pueden estar unidos a dos brazos de suspensión opuestos - en otras palabras, por ejemplo, a los dos brazos de suspensión superiores o a los dos brazos de suspensión inferiores. De este modo, un simple sistema de suspensión, formado por ejemplo por un conjunto amortiguador y resorte, proporciona suspensión elástica a ambas ruedas.
Los brazos de suspensión a los que está asociado el conjunto de amortiguador y resorte, por ejemplo los brazos superiores, en este caso están articulados al bastidor alrededor de un eje de articulación común o dos ejes de articulación ligeramente separados, pero en todo caso de giro independiente uno del otro, en oposición al conjunto amortiguador y resorte.
Sin embargo, no se descarta la posibilidad de que haya un par de brazos opuestos que estén sólidamente fijados entre sí, formando una pieza transversal articulada centralmente al bastidor del vehículo. En este caso, se dispone de un correspondiente conjunto amortiguador y resorte para cada rueda, montado en el montante del cuadrilátero articulado asociado.
Otras formas de realización ventajosas del vehículo de acuerdo con el invento se describen en las demás reivindicaciones adjuntas.
Se comprenderá mejor el invento haciendo referencia a la descripción y al dibujo adjunto, que muestra un ejemplo no limitativo de dicho invento. En el dibujo:
Las figuras 1 y 2 muestran vistas esquemáticas, frontal y lateral, respectivamente, de la parte anterior de un triciclo motorizado equipado con un par de ruedas delanteras de dirección, según una primera forma de realización del invento, estando la vista lateral del triciclo motorizado seccionado por un plano vertical, indicado II-II en la figura 1;
La figura 3 muestra una vista del conjunto de dirección, seccionado por un plano representado como III-III en la figura 2, perpendicular al eje de dirección de las ruedas;
Las figuras 4 y 5 muestran vistas frontales parciales, similares a las de la figura 1, en diferentes posiciones respectivas de la suspensión elástica;
La figura 6 muestra una vista análoga a la de la figura 1, pero con el triciclo motorizado inclinado lateralmente;
Las figuras 7 y 8 muestran vistas similares a las de las figuras 1 y 2, respectivamente, para una segunda forma de realización del invento; y
La figura 9 muestra una vista esquemática, en perspectiva, de un vehículo de acuerdo con el invento.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el triciclo motorizado comprende un bastidor 1 que posee un manguito tubular frontal 1A en el que va insertada, de manera giratoria, una columna de dirección 3 provista de un manillar 5. El eje S-S del manguito se encuentra en el plano medio del vehículo y tiene la función de poner el manillar en posición. En la parte posterior, se encuentra una simple rueda motriz 22 figura 9).
Soldados al manguito 1A hay un soporte superior 7 y un soporte inferior 9 que forman bisagras para los respectivos pares de brazos de suspensión superiores 11A, 11B y brazos de suspensión inferiores 13A, 13B. Los brazos de suspensión 11A, 11B y 13A, 13B también pueden estar abisagrados al bastidor de otra manera, en lugar de mediante los soportes 7 y 9, en función de las necesidades de diseño.
Los brazos de suspensión de cada uno de dichos pares van dispuestos simétricamente en los costados opuestos respecto al plano medio del vehículo. Los ejes de giro VA, VB; WA, WB de los diversos brazos se encuentran en los planos respectivos paralelos al plano medio del vehículo y perpendiculares al eje de dirección de las ruedas. A su vez, cada brazo de suspensión superior 11A; 11B y brazo de suspensión inferior 13A; 13B va articulado - en el extremo opuesto del eje de giro - por medio de correspondiente rotulas 15 en los respectivos extremos superior e inferior de los correspondientes montantes 17A; 17B. De este modo, cada par de brazos, superior e inferior, forma, con el respectivo montante y el manguito 1A, un cuadrilátero articulado 11A, 17A, 13A y 11B, 17B, 13B.
Los ejes VA-VA, VB-VB y WA-WA, WB-WB son perpendiculares a los ejes MA-MA y MB-MB que unen las rotulas superior e inferior 15 de cada montante 17A, 17B. La rotula 15 de cada brazo superior 11A; 11B está montada separada del eje de giro VA-VA; VB-VB de dicho brazo por un segmento X (figura 1) igual y paralelo al segmento análogo Y del correspondiente brazo inferior 13A; 13B. Montada giratoria en cada montante, por medio de un correspondiente grupo de cojinete/eje 19A; 19B, hay una respectiva rueda frontal 21A; 21B dispuesta para girar alrededor de un correspondiente eje horizontal ZA-ZA; ZB-ZB.
Además, el eje MA-MA; MB-MB que pasa a través de las dos rotulas, superior e inferior 15 de cada montante 17A; 17B de cada rueda de dirección 21A; 21B y define el eje de gobierno de dicha rueda contenido en el plano medio de la rueda y que, en el ejemplo representado, es paralelo al eje S-S de la columna de dirección 3. La inclinación á de los ejes MA-MA y MB-MB no es necesariamente igual a la inclinación del eje de gobierno S-S y se determina basándose en consideraciones conocidas para el entendido en la materia a fin de obtener un compromiso adecuado entre estabilidad y maniobrabilidad del vehículo.
En el ejemplo representado, los brazos de suspensión superiores 11A; 11B poseen respectivas extensiones transversales 23A; 23B que son simétricamente relativas al plano medio del vehículo y vueltas hacia arriba. Articulados en los extremos de dichas extensiones hay los correspondientes extremos de un amortiguador de fluido 25 y de un gran resorte 27 que tiende a separarlos. La suspensión elástica permite un recorrido vertical de la parte frontal del vehículo entre las dos posiciones extremas inferior y superior, tal como puede verse en las figuras 4 y 5.
En el extremo inferior de la columna de dirección 3 hay fijada una barra de enlace central 29 dispuesta paralela al plano medio de las ruedas 21A, 21B y unida por medio de rotulas 31 y bielas 33A; 33B que a su vez van conectadas por rotulas 32 a los extremos de correspondientes barras de enlace laterales 35A; 35B. Cada barra de enlace lateral 35A; 35B va fijada sólidamente al respectivo montante 17A; 17B de la suspensión, y el centro de la rotula 32 de cada barra de enlace lateral queda en el plano medio de la rueda correspondiente 21A, 21B.
Las juntas 31 de la barra de enlace central 29 van dispuestas simétricamente al costado del eje de dicho barra de enlace y sus centros están separados por un segmento T a fin de diferenciar, en las curvas, el ángulo de gobierno de la rueda externa del que tiene la rueda interna, a fin de conseguir una dirección correcta. Esta disposición permite obtener un gobierno correcto mientras mantiene las juntas 32 en la línea central de la rueda. Ventajosamente, la distancia T es igual a la distancia central entre los ejes VA-VA y VB-VB y la distancia central entre los ejes WA-WA y WB-WB. De este modo, se obtiene el correcto comportamiento de gobierno en las curvas.
Cada biela 33A; 33B tiene tal longitud que su proyección en el plano perpendicular a los ejes de giro de los brazos de suspensión 11A, 11B; 13A, 13B tiene una longitud equivalente al segmento característico (X, Y) de los brazos. De esta manera, las sacudidas que permite la suspensión no alteran la posición anular de cada rueda definida por al aptitud anular del manillar 5, evitando perjudicar el gobierno y minimizando el desgaste de los neumáticos.
Tal como puede verse en la figura 6, el sistema descrito permite la inclinación lateral del vehículo, por ejemplo a través de un ángulo \beta, en particular para desplazar la fuerza centrífuga al tomar una curva. En el ejemplo representado, los ejes de giro de los brazos superiores 11A; 11B están separados entre sí por un segmento P, pero no es imposible que coincidan los dos ejes de giro, sin evitar la oscilación independiente de los dos brazos de suspensión.
En una segunda forma de realización del invento (figuras 7 y 8), el sistema para conectar las ruedas de dirección delanteras al bastidor comprenden respectivos cuadriláteros articulados de suspensión 111A, 117A, 113A, 101A; 111B, 117B, 113B, 101A en los cuales van conectados rígidamente entre sí los brazos superiores 111 a fin de formar una pieza transversal articulada en la región central alrededor de un pivote del eje V-V del manguito de dirección 101A.
Además, entre la parte superior de los montantes 117A, 117B y las rotulas 115 de los brazos superiores 111A; 111B, van interpuestos correspondiente amortiguadores de fluido 125A; 125B, provistos de respectivos resortes de compresión 127A; 127B a fin de formar suspensiones elásticas del tipo MacPherson. El sistema de varillaje de dirección es análogo al descrito en el caso anterior y no se ha representado en el dibujo. En este caso, las longitudes X y Y de los brazos superior e inferior no son idénticos, tal como eran en el caso precedente.
Se comprenderá que el dibujo sólo muestra un ejemplo, dado puramente a modo de demostración práctica del invento, siendo dicho invento capaz de variar de forma y disposición sin por ello apartarse del ámbito de la idea subyacente en dicho invento. La presencia de cualquier número de referencia en las adjuntas reivindicaciones pretende facilitar la lectura de dichas reivindicaciones haciendo referencia a la descripción, y no limita el ámbito de protección representado por las reivindicaciones.

Claims (9)

1. Un vehículo de tres ruedas, comprendiendo una rueda motriz posterior (22) y dos ruedas de dirección frontales (21A, 21B) con respectivos ejes de gobierno (MA-MA, MB-MB), incluyendo una columna de dirección (3) provista de un manillar (5) y un sistema, con suspensión viscoelástica, para conectar dichas ruedas al bastidor del vehículo de tal manera que una inclinación lateral del bastidor está acompañada de una inclinación equivalente de sus ejes de dirección (MA-MA, MB-MB), en que:
-
dicho sistema que conecta las dos ruedas de dirección al bastidor incluye, para cada rueda de dirección, un paralelogramo articulado que comprende un brazo de suspensión superior (11A; 11B; 111A, 111B) y un brazo de suspensión inferior (13A, 13B; 113A, 113B) articulado a un montante (17A, 17B; 117A, 117B) por medio de rotulas (15; 115), estando los brazos de suspensión superior e inferior articulados al bastidor (1; 101) alrededor de respectivos ejes de giro (VA-VA, WA-WA, VB-VB, WB-WB; V-V) paralelos al plano medio del vehículo y perpendiculares a los ejes de dirección;
-
hay un sistema de varillaje de dirección, equipado de bielas (33A; 33B) con rotulas en sus extremos (31, 32) para conectar a la columna de dirección (3) y a las ruedas, respectivamente;
-
los centros de las rotulas (31, 32) de cada biela de dicho sistema de varillaje poseen, en proyección sobre un plano perpendicular al eje de rotación de los brazos de suspensión (13A; 13B), una separación entre sí que es sustancialmente igual a la distancia existente entre la rotula (15; 115) y el eje de giro (VA, VB, WA, WB; V; HA-HA, HB-HB) de dichos brazos de suspensión (11A, 11B; 13A, 13B; 111A, 111B; 113A, 113B).
2. Vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los ejes de giro de los dos brazos de suspensión opuestos están dispuestos simétricamente en los costados opuestos del plano medio del vehículo.
3. Vehículo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que la distancia (X) entre la rotula (15; 115) y el eje de giro (VA-VA; VB-VB; V-V) de cada brazo de suspensión superior (11A, 11B; 111A, 111B) es aproximadamente igual a la distancia (Y) existente entre la rotula (15; 115) y el eje de giro (WA-WA, WB-WB; HA-HA, HB-HB) de cada brazo inferior (13A, 13B; 113A, 113B).
4. Vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por el hecho de que el eje (MA-MA; MB-MB) que pasa a través de dichas rotulas del montante de cada rueda de dirección (21A; 21B) y que define el eje de dirección de dicha rueda está contenido dentro del plano medio de la rueda respectiva
5. Vehículo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los centros de las rotulas (31) que conectan cada biela de dicho sistema de varillaje a la dirección están separados entre sí (T) y dispuestos en los costados opuestos del plano medio del vehículo a fin de conseguir corregir el ángulo de gobierno de las ruedas (21A, 21B).
6. Vehículo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dichos medios viscoelásticos van interpuestos entre los brazos de suspensión superiores (11A, 11B) o entre los brazos de suspensión inferiores (13A, 13B), estando los brazos entre los cuales van interpuestos dichos medios viscoelásticos articulados al bastidor, independientemente uno del otro.
7. Vehículo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dichos medios viscoelásticos comprenden un resorte (27) y un amortiguador (25) que trabajan conjuntamente entre extensiones transversales (23A; 23B) sólidamente fijadas a dos brazos de suspensión (11A; 11B) correspondientes.
8. Vehículo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que los ejes de articulación (VA-VA, VB-VB; WA-WA, WB-WB) en el bastidor (1) de dichos brazos de suspensión superiores (11A; 11B) y dichos brazos de suspensión inferiores (13A,13B) están separados entre sí.
9. Vehículo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el brazo de suspensión superior (111A) de una rueda está sólidamente fijado al brazo de suspensión superior (111B) de la otra rueda, formando una pieza transversal articulada a la parte media del bastidor (101A) del vehículo, comprendiendo el montante (117A; 117B) de cada rueda un amortiguador (125; 125B) y un resorte (127A; 127B) que funciona conjuntamente y está interpuesta entre el montante (117A; 117B) y una de las rotulas que conecta el montante a los brazos de suspensión.
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