ES2231490T3 - Vehiculo basculante previsto de ruedas posteriores orientables. - Google Patents
Vehiculo basculante previsto de ruedas posteriores orientables.Info
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Abstract
Vehículo basculante (1) que consta de una sección de chasis delantera (2), la cual lleva un eje longitudinal (8), un asiento para el conductor (9) y una o más ruedas (4) que giran sobre un eje de dirección de rueda delantera (5) colocado transversalmente al eje longitudinal (8), y de una sección de chasis trasera (3) con dos ruedas (14 y 15) que va conectada a la sección de chasis delantera de forma que puede bascular sobre un eje de inclinación (8¿) colocado sensiblemente en la dirección del eje longitudinal, caracterizado porque las ruedas (14 y 15) de la sección de chasis trasera (3) pueden girar sobre un eje de dirección de rueda trasera (19 y 20) colocado sensiblemente de forma transversal al eje longitudinal (8) o pueden inclinarse con respecto a la sección de chasis trasera sobre un eje de inclinación de rueda trasera (17 y 18) colocado sensiblemente en la dirección del eje longitudinal (8).
Description
Vehículo basculante previsto de ruedas
posteriores orientables.
La aplicación se refiere a un vehículo basculante
que consta por una parte de una sección de chasis delantera, la
cual lleva un eje longitudinal, un asiento para el conductor y una
o más ruedas que pueden girar sobre un eje de dirección de rueda
delantera colocado transversalmente al eje longitudinal, y por otra
parte de una sección de chasis trasera con dos ruedas que va
conectada a la sección de chasis delantera de manera que puede
bascular sobre un eje de inclinación colocado sensiblemente en la
dirección del eje longitudinal.
Un vehículo basculante de este tipo aparece
descrito en la Solicitud de Patente Internacional nº WO 95/34459 en
nombre del Solicitante.
En el caso del vehículo basculante conocido, la
sección de chasis delantera bascula con respecto a la sección de
chasis trasera por la acción de dos cilindros al tomar una curva.
La sección de chasis delantera tiene una rueda, mientras que la
sección de chasis trasera va provista de dos ruedas. El momento en
la rueda delantera sobre el eje de dirección delantero se mide por
medio de un captor de fuerza. De este momento se origina una señal
de control que gobierna los cilindros basculantes, como resultado
de lo cual se obtiene una inclinación sensiblemente estable. El
movimiento de los cilindros basculantes se desactiva en el mismo
instante en que la fuerza o el momento en la rueda delantera es
cero, lo cual sucede en el mismo instante en que, dependiendo del
radio de la curva, la velocidad del vehículo y el peso del mismo,
incluido el conductor, se ha obtenido el grado correcto de
inclinación para tomar la curva. Cuando la fuerza o el momento en
la rueda delantera sobre el eje de dirección delantero es cero, la
posición inclinada de la sección de chasis delantera se mantiene
constante. También es posible construir el captor como indicador de
posición, como se explica en la Solicitud de Patente nº WO 99/14099
en nombre del Solicitante. Con esta disposición, el conductor
puede activar los cilindros basculantes haciendo girar un elemento
de la dirección con respecto al eje de dirección de la rueda
delantera, situándose la rueda delantera en el ángulo correcto
automáticamente y al mismo tiempo en función de la velocidad
mediante el mecanismo basculante que se describe en dicha
patente.
No obstante, se ha comprobado que a altas
velocidades, es decir, a más de aproximadamente 60 km. por hora,
aparece un inestable zigzagueo en todo el vehículo, tanto al
conducir en línea recta como al tomar curvas. Como consecuencia de
ello, aparecen oscilaciones no deseadas en la cabina que afectan
negativamente al manejo del vehículo basculante.
Uno de los objetivos de la presente invención es
suministrar un vehículo basculante con el cual se eviten las
oscilaciones incluso a velocidades relativamente altas.
A este fin, el vehículo basculante, según la
presente invención, se caracteriza porque las ruedas de la sección
de chasis trasera pueden girar sobre un eje de dirección de rueda
trasera colocado sensiblemente de forma transversal al eje
longitudinal o que puede bascular con respecto a la sección de
chasis trasera sobre un eje de inclinación de rueda trasera
colocado sensiblemente en la dirección del eje longitudinal.
La invención se basa en la apreciación de que,
con el basculamiento de la sección de chasis delantera y la
correspondiente posición inclinada que adopta la rueda delantera,
las ruedas traseras necesitan relativamente mucho tiempo para
generar fuerza transversal. Según la invención, al girar también las
ruedas traseras, en función de la inclinación, sobre un eje de
dirección de rueda trasera orientado sensiblemente de forma
vertical, o inclinando las ruedas traseras sobre un eje de
inclinación de rueda trasera que va sensiblemente en dirección
longitudinal, las ruedas traseras son capaces de generar fuerza
transversal de forma suficientemente rápida, mientras que se elimina
por completo la conducción oscilante y relativamente inestable que
se da a altas velocidades, tanto al tomar curvas como al conducir
en línea recta, con lo que se mantienen favorables características
de conducción y el conductor obtiene una sensación de dominio de la
dirección.
El basculamiento de la sección de chasis
delantera se puede gobernar inclinando uno mismo la parte del
conductor mediante la dirección de la rueda delantera y desplazando
el peso. En este caso el vehículo basculante no se halla provisto de
medios de basculamiento activos.
No obstante, es conveniente que el vehículo
basculante tenga una inclinación gobernada activamente por un
mecanismo basculante que pueda ser activado por el conductor y vaya
conectado, por una parte, a la sección de chasis delantera y, por
otra parte, a la sección de chasis trasera para bascular
relativamente las secciones del chasis sobre el eje de
inclinación, y un captor para emitir una señal de control, en
función de la inclinación relativa de las secciones de chasis
delanterra y trasera, para gobernar e mecanismo basculante.
En una materialización recomendada, cada una de
las ruedas traseras va suspendida independientemente de su propio
eje de dirección de rueda trasera. Las ruedas traseras van
conectadas por medio de un brazo de dirección colocado
transversalmente al eje de dirección de rueda trasera, y por medio
de una barra de acoplamiento en cada caso a un brazo de manivela
colocado en el eje longitudinal. Este brazo de manivela va
conectado a la sección de chasis delantera de forma que puede girar
sobre el eje longitudinal, y se prolonga transversalmente al eje
longitudinal. Al bascular la sección de chasis delantera sobre el
eje longitudinal, el brazo de manivela gira de modo que los brazos
de dirección de las ruedas traseras se mueven y se obtiene la
dirección de las ruedas traseras, que depende de la longitud del
brazo de manivela. El grado de dirección puede ajustarse con
precisión variando la geometría del brazo de manivela y del brazo
de dirección.
Algunas materializaciones del vehículo basculante
según la presente invención se explican con más detalle con
referencia a los dibujos adjuntos. En los mismos:
- \sqbullet
- La figura 1 muestra un diagrama de la vista en perspectiva del chasis de un vehículo basculante según la presente invención, y
- \sqbullet
- Las figuras 2 y 3 muestran la materialización recomendada del sistema de dirección de las ruedas traseras del vehículo basculante según la presente invención.
La figura 1 muestra un esquema de la vista en
perspectiva del chasis de un vehículo basculante según la presente
invención, compuesto de una sección de chasis delantera 2 y una
sección de chasis trasera 3 conectada a la sección de chasis
delantera 2 de forma que pueda bascular. La sección de chasis
delantera 2 lleva una rueda delantera 4 que puede girar sobre un
eje de dirección de rueda delantera 5, que aparece en línea
discontinua, por medio de un volante 6. La sección de chasis
delantera 2 lleva un asiento para el conductor 7, que aparece en la
figura en línea discontinua. La sección de chasis delantera 2 puede
bascular sobre el eje de inclinación 8', que en la figura 1
coincide con el eje longitudinal 8. La inclinación de la sección de
chasis delantera 2 es gobernada por un mecanismo basculante 9, que
consta de dos cilindros hidráulicos 10 y 11, conectados por un
extremo a la sección de chasis trasera 3 y por el otro extremo a la
sección de chasis delantera 2. Los cilindros hidráulicos 10 y 11
van conectados a una unidad de control que no se muestra con más
detalle en la figura. Cuando el conductor gira el volante 6, la
fuerza de dirección del momento de dirección de la rueda delantera
4 es medida con ayuda de un captor 12. El mecanismo 9 es activado
mediante una línea 13, que aparece en línea discontinua, por el
captor 12 para hacer bascular la sección de chasis delantera con
respecto a la sección de chasis trasera 3. La inclinación continúa
mientras la fuerza del momento detectada por el captor 12 no sea
cero. Si la fuerza del momento registrada por el captor 12 es cero,
la sección de chasis delantera permanece en la posición inclinada a
la que ha llegado y los cilindros 10 y 11 se mantienen en esa
posición. En lugar del captor de fuerza o momento 12, también se
puede usar una sonda de ángulo, como se explica en la Solicitud de
Patente nº WO 99/14099 en nombre del Solicitante.
También se puede gobernar la inclinación mediante
un ordenador sobre la base de aceleraciones o posiciones angulares
de la sección de chasis delantera, velocidades y/o posiciones
angulares de la rueda delantera 4 detectadas por captores. La
invención también se puede aplicar a vehículos basculantes en los
que se omita el mecanismo basculante 9.
La posición de las ruedas traseras 14 y 15 se
puede ajustar con el fin de evitar oscilaciones a velocidades
relativamente altas, tanto al conducir en línea recta como al tomar
curvas. Las ruedas traseras 14 y 15 pueden dirigirse sobre un eje
de dirección de rueda trasera 19 y 20 que es sensiblemente
perpendicullar al eje longitudinal 8. Las ruedas traseras 14 y 15
pueden conectarse también a un puente trasero 16 de modo que puedan
inclinarse, es decir, que el plano de las ruedas traseras pueda
inclinarse sobre un eje de inclinación de rueda trasera 17 y 18 que
va sensiblemente en la dirección del eje longitudinal 8, haciendo
uso de las características de dirección de los neumáticos
inclinados 14 y 15. La transmisión para la inclinación sobre el
eje de dirección de rueda trasera 17 y 18, o la rotación sobre el
eje de dirección de rueda trasera 19 y 20, puede depender de un
gran número de señales de medida, como el ángulo de inclinación de
la sección de chasis delantera 2, la velocidad de inclinación o
aceleración de inclinación de la sección de chasis delantera 2, el
ángulo de balanceo, la velocidad de balanceo o la aceleración de
balanceo de la sección de chasis trasera no basculante, la fuerza
de los neumáticos sobre las ruedas traseras 14 y 15 o las
combinaciones de los mismos. Se ha comprobado que las oscilaciones
no deseadas en el manejo de vehículos basculantes se pueden
contrarrestar ajustando las ruedas traseras 14 y 15 en la dirección
correcta.
La figura 2 muestra una materialización
recomendada con ruedas traseras 14 y 15 de suspensión
independiente, cada una de las cuales va suspendida de forma que
puede girar sobre su propio eje de dirección de rueda trasera 19 y
20. Cada una de las ruedas traseras 14 y 15 va suspendida por medio
de un amortiguador individual 2 y 23 de un miembro de apoyo 40 de
la sección de chasis trasera 3. Cada una de las ruedas traseras 14
va provista de un brazo de dirección 24, estando conectados dichos
brazos de dirección 24 por medio de barras de acoplamiento 25 y 26
al extremo de un brazo de manivela 27. Las barras de acoplamiento
25 y 26 van conectadas por respectivas juntas esféricas a 28 al
extremo del respectivo brazo de dirección 24. El brazo de manivela
27 va conectado de forma rígida a la sección de chasis delantera 2 y
gira sobre el eje longitudinal 8 al bascular la sección de chasis
delantera 2. Como consecuencia, los extremos de los brazos de
dirección 24 se mueven y se produce el giro de las ruedas traseras
14 y 15 sobre los ejes de dirección de rueda trasera 19 y 20,
desplazándose dichos ejes de dirección de rueda trasera por el
punto superior del ensamblaje de los amortiguadores 22 y 23 y la
junta esférica 28.
Un segundo extremo 28' de los brazos de dirección
24 va conectado a la sección de chasis trasera 3 por medio de los
brazos transversales 29 y 30 y las juntas esféricas 31 y 32 al
extremo de los brazos transversales 29 y 30. Cada uno de los brazos
transversales 29 y 30 va conectado mediante una suspensión de goma
33' a una guía longitudinal 33, yendo unidas dichas guías
longitudinales una a otra mediante una barra de torsión 36, que
sirve también de estabilizador de balanceo para la sección de
chasis trasera 3.
Como se muestra en la figura 3, al bascular la
sección de chasis delantera hacia la derecha (visto desde la
posición del conductor), el brazo de manivela 27 gira hacia la
izquierda, y como consecuencia las ruedas 14 y 15 giran hacia la
derecha sobre los ejes de dirección de rueda trasera 19 y 20. Como
consecuencia de ello, las ruedas traseras 14 y 15 son capaces de
desarrollar fuerza transversal con la suficiente rapidez para
manejar satisfactoriamente la dirección en las curvas, lo que es
importante sobre todo a velocidades por encima de 60 Km. por hora.
El ajuste del grado de dirección de las ruedas traseras 14 y 15
puede obtenerse variando la longitud del brazo de manivela 27, la
longitud del brazo de dirección 24 o la posición del punto de
fijación 35 de las barras de acoplamiento 25 y 26 del brazo de
manivela 27.
Aunque la invención se ha descrito con relación a
un vehículo basculante con una sola rueda delantera 4, también se
puede emplear esta invención en un vehículo basculante provisto de
dos ruedas delanteras.
Claims (8)
1. Vehículo basculante (1) que consta de una
sección de chasis delantera (2), la cual lleva un eje longitudinal
(8), un asiento para el conductor (9) y una o más ruedas (4) que
giran sobre un eje de dirección de rueda delantera (5) colocado
transversalmente al eje longitudinal (8), y de una sección de chasis
trasera (3) con dos ruedas (14 y 15) que va conectada a la sección
de chasis delantera de forma que puede bascular sobre un eje de
inclinación (8') colocado sensiblemente en la dirección del eje
longitudinal, caracterizado porque las ruedas (14 y 15) de
la sección de chasis trasera (3) pueden girar sobre un eje de
dirección de rueda trasera (19 y 20) colocado sensiblemente de
forma transversal al eje longitudinal (8) o pueden inclinarse con
respecto a la sección de chasis trasera sobre un eje de inclinación
de rueda trasera (17 y 18) colocado sensiblemente en la dirección
del eje longitudinal (8).
2. Vehículo basculante (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque las cada una de las
ruedas (14 y 15) de la sección de chasis trasera (3) va conectada a
la sección de chasis trasera (3) por medio de un eje de dirección de
rueda trasera (19 y 20) orientado de forma sensiblemente
vertical.
3. Vehículo basculante (1) según la
reivindicación 2, caracterizado porque cada una de las
ruedas (14 y 15) de la sección de chasis trasera (3) va provista de
un brazo de dirección (24) colocado transversalmente al eje de
dirección de rueda trasera (19 y 20) y que está conectado por un
extremo libre, a través de una respectiva barra de acoplamiento (25
y 26), a un brazo de manivela (27) que va unido a la sección de
chasis delantera (2) de modo que puede girar sobre el eje
longitudinal (8), y que se prolonga transversalmente al eje
longitudinal (8) y es girado sobre el eje longitudinal (8) por la
sección de chasis delantera (2) al bascular dicha sección de chasis
delantera (2) sobre el eje de inclinación (8').
4. Vehículo basculante (1) según la
reivindicación 3, caracterizado porque el brazo de dirección
(24 va sujeto por un segundo extremo, a través de una primera
articulación (18'), a un brazo transversal (29 y 30) que es
sensiblemente paralelo a la correspondiente barra de acoplamiento
(25 y 26), y que va conectado a través de una segunda articulación
(31 y 32) a la sección de chasis trasera (3).
5. Vehículo basculante (1) según la
reivindicación 4, caracterizado porque cada uno de los
brazos transversales (29 y 30) de las ruedas traseras (14 y 15) va
conectado a través de una articulación giratoria (33') a una guía
longitudinal (33) que se prolonga en la dirección del eje
longitudinal (8).
6. Vehículo basculante (1) según la
reivindicación 5, caracterizado porque las guías
longitudinales (33) de cada brazo paralelo (29 y 30) van unidas una
a otra mediante una barra de torsión (36) colocada transversalmente
a la dirección longitudinal (8).
7. Vehículo basculante (1) según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los ejes de
dirección de rueda trasera (19 y 20) no son perpendiculares al eje
longitudinal (8), yendo cada uno suspendido independientemente de
la sección de chasis trasera (3) y provisto cada uno de un
amortiguador (22 y 23).
8. Vehículo basculante (1) según una de las
reivindicaciones precedentes, en donde el vehículo va provisto de
un mecanismo basculante (9) que puede ser activado por el conductor
y que va conectado por una parte a la sección de chasis delantera
(2), y por otra parte a la sección de chasis trasera (3) para hacer
bascular relativamente las secciones de chasis sobre el eje de
inclinación (8'), y de un captor (12) que emite una señal de
control, en función de la inclinación relativa de las secciones de
chasis delantera y trasera, para gobernar el mecanismo de dirección
(9).
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