ES2291900T3 - Dispositivo de direccion para ruedas directivas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de dirección para ruedas directrices (1) de un vehículo (2) que comprende medios de soporte (4) dispuestos para soportar dichas ruedas (1), unos medios motrices (27) dispuestos para hacer girar dichos medios de soporte (4) alrededor de los medios de eje longitudinal respectivos (Z) y unos medios de conexión dispuestos para unir dichos medios motrices (27) con dichos medios de soporte (4), comprendiendo dichos medios de conexión unos medios de engranaje de transmisión (26), que comprenden unos medios de ruedas de engranaje (10) asociado con dichos medios de soporte (4) y unos medios de ruedas de engranaje adicionales (15) unidos con dichos medios motrices (27) y que se acoplan con dichos medios de ruedas de engranaje (10), caracterizado porque dichos medios de ruedas de engranaje adicionales (15) presentan un diámetro de paso mayor que el diámetro de paso de dichos medios de ruedas de engranaje (10).
Description
Dispositivo de dirección para ruedas
directrices.
\global\parskip0.940000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
dispositivo de dirección de un vehículo, en particular un vehículo
para el transporte interno, tal como una carretilla elevadora.
El documento EP 0716974 da a conocer una unidad
de dirección para un vehículo omnidireccional. Según el documento
EP 0716974, una rueda motriz que sirve también como rueda directriz
está soportada, de forma giratoria, a través de un eje de rueda
sobre el que está montada dicha rueda motriz, mediante una
suspensión que sirve como un eje de dirección. El extremo superior
de la suspensión está soportado, de forma giratoria, alrededor del
eje vertical, a través de un casquillo de eje, en la carrocería del
vehículo. Un engranaje está instalado coaxialmente sobre la cara
superior de la suspensión y acoplado con un engranaje adicional
soportado en la carrocería. El engranaje adicional está acoplado a
un eje de salida de un motor que sirve como un dispositivo de
accionamiento.
En el documento EP 0741069 se dan a conocer
carretillas elevadoras provistas de 4 ruedas que comprenden un par
de ruedas motrices delanteras y un par de ruedas directrices
traseras, estando cada una de dichas ruedas directrices traseras
soportadas por su elemento de soporte respectivo.
Dichas carretillas elevadoras comprenden,
además, un dispositivo de dirección, asociado con dichas ruedas
directrices traseras, que comprende un mecanismo, por ejemplo, un
sistema de barras articuladas, provistas de barras extremas, cada
una de las cuales está adaptada de modo que fuerce a uno de dichos
elementos de soporte a realizar una oscilación, de amplitud
predeterminada, alrededor de un eje sustancialmente vertical.
El sistema de barras, por ejemplo impulsado por
un cilindro hidráulico, controla la rotación de los elementos de
soporte de las ruedas directrices traseras, permitiendo que estas
últimas giren en uno u otro sentido.
Un inconveniente de los dispositivos conocidos
en la técnica anterior consiste en que dicho mecanismo puede
alcanzar una configuración de punto muerto en el que un esfuerzo
adicional impartido sobre las barras por el cilindro hidráulico
puede no producir una rotación respectiva de los elementos de
soporte de las ruedas en el sentido deseado, lo que puede dar lugar
también al bloqueo del propio mecanismo.
En consecuencia, el mecanismo puede deteriorarse
y además, puede dañar piezas del vehículo contra las cuales las
barras, que forman el propio mecanismo, impactan después de una
rotación anómala.
Para evitar el inconveniente anteriormente
descrito, el mecanismo se impulsa de modo que, en operación, no
alcance dicho punto muerto.
Sin embargo, esto implica que sea imposible
proporcionar radios de giro muy reducidos.
Dicho de otro modo, con los sistemas conocidos
de la técnica anterior puede ocurrir que el centro de giro real no
corresponda con la intersección entre el eje de las ruedas
delanteras y el plano longitudinal de simetría del vehículo, sino
que dicho centro de giro real esté realmente contenido en el
semiplano identificado por el eje de las ruedas delanteras y sin
incluir a las ruedas traseras.
Un objetivo de la invención consiste en mejorar
los dispositivos de dirección para un vehículo, en particular para
una carretilla elevadora.
Otro objetivo consiste en dar a conocer un
dispositivo de dirección que permita una rotación de las ruedas
directrices que presente cualquier amplitud.
Otro objetivo consiste en dar a conocer un
dispositivo de dirección que no resulte bloqueado como consecuencia
de un posicionamiento anómalo de las palancas de las que está
provisto.
En un primer aspecto de la invención, un
dispositivo de dirección está provisto para dirigir las ruedas de
un vehículo, comprendiendo unos medios de soporte dispuestos para
soportar dichas ruedas, medios motrices dispuestos para impulsar
dichos medios de soporte para que giren alrededor de los respectivos
ejes longitudinales y unos medios de conexión provistos para unir
dichos medios motrices con dichos medios de soporte, caracterizado
porque dichos medios de conexión comprende engranajes de
transmisión.
Según la invención, se puede dar a conocer un
dispositivo de dirección que permita a las ruedas realizar
rotaciones de cualquier amplitud, sin implicar bloqueo alguno o
incluso rotura del propio dispositivo.
En una forma de realización, los engranajes de
transmisión comprenden engranajes anulares acoplados con los medios
motrices y cooperando con los medios de piñones asociados con los
medios de soporte de las ruedas.
En particular, dimensionando adecuadamente los
medios de engranajes anulares y los de piñones, una rotación de
amplitud limitada del engranaje anular implica una rotación de gran
amplitud de los piñones y, en consecuencia, de las ruedas que están
unidas a los mismos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En tal caso, cuando los engranajes anulares se
accionan por mecanismos de palancas, estos últimos se pueden
impulsar de modo que funcionen manteniéndose en condiciones de
seguridad, es decir, sin alcanzar un punto muerto de
funcionamiento.
En un segundo aspecto de la invención, se da a
conocer un vehículo que comprende unos medios de ruedas directrices
y unos medios de dirección dispuestos para controlar dichos medios
de ruedas directrices, comprendiendo dichos medios de dirección
unos medios de soporte provistos para soportar dichos medios de
ruedas directrices, estando provistos unos medios motrices para
impulsar dichos medios de soporte para que giren alrededor de los
respectivos ejes longitudinales y medios de conexión provistos para
unir dichos medios motrices con dichos medios de soporte,
caracterizado porque dichos medios de conexión comprenden engranajes
de transmisión.
Según este aspecto de la invención, se puede
obtener un vehículo provisto de un radio de giro limitado.
En una forma de realización, el medio de ruedas
directrices comprende un par de ruedas directrices, cada una de las
cuales es impulsada por sus respectivos medios motrices.
De este modo, se puede obtener un vehículo
provisto de ruedas directrices independientes.
La invención se pondrá más claramente de
manifiesto haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran
algunas formas de realización ilustrativas, pero no limitativas, en
las que:
La Figura 1 es una vista frontal de las ruedas
directrices de un vehículo con el que está asociado un dispositivo
de dirección según la presente invención;
La Figura 2 es una vista lateral esquemática de
una rueda con la que está asociado un dispositivo de dirección
según la invención;
La Figura 3 es una vista en planta esquemática
del dispositivo de dirección representado en la Figura 1;
La Figura 4 es una vista similar a la Figura 3
en la que las ruedas directrices están dispuestas en una
configuración en la que el vehículo presenta el radio de giro
mínimo;
Las Figuras 5A a 5E son vistas en planta
esquemáticas de un vehículo de cuatro ruedas, con las ruedas
traseras asociadas a un dispositivo de dirección según la presente
invención, estando dichas ruedas directrices en una posición
progresivamente variable entre la posición en la que las ruedas no
son dirigidas y la posición del radio de giro mínimo;
La Figura 6 es una vista en planta de una forma
de realización del dispositivo de dirección asociado con un par de
ruedas directrices de un vehículo;
La Figura 7 es una vista en planta de otra forma
de realización del dispositivo de dirección asociado con un par de
ruedas directrices de un vehículo;
La Figura 8 es una vista en planta de otra forma
de realización del dispositivo de dirección asociado con un par de
ruedas directrices de un vehículo.
Haciendo referencia a las Figuras 1, 2, 3 y 4,
se ilustra una carretilla elevadora 2 provista de ruedas directrices
1 con las que está asociado un dispositivo de dirección 3 según la
invención.
Cada rueda 1 está unida a un vástago 4 que
presenta un eje longitudinal Z sustancialmente vertical.
Cada vástago 4 se puede impulsar para girar
alrededor del eje Z, en ambos sentidos, para permitir el control de
la dirección de la rueda 1 que le está unida.
El vástago 4 está soportado por cojinetes de
contacto angular 6 montados en el interior de un soporte 5, que se
puede trasladar en la dirección del eje Z, en el interior de un
manguito 7 rígidamente unido con el bastidor 8 de la carretilla
elevadora 2.
El vástago 4, el soporte 5 y el manguito 7
definen, en conjunto, un cilindro hidráulico de doble efecto
adecuado para recibir aceite presurizado. Según se da a conocer en
el documento EP 0741069, el cilindro asociado con una rueda
directriz está unido, por medios hidráulicos, a través de conductos
no representados, con el cilindro asociado con la otra rueda
directriz.
En consecuencia, el aceite presurizado que sale
de un cilindro hidráulico es forzado a entrar en el otro cilindro
hidráulico.
Esto posibilita evitar problemas de
inestabilidad de la carretilla elevadora 2 causados por posibles
desigualdades del suelo por el que se desplazan las ruedas
directrices 1.
En particular, el movimiento de cada uno de los
soportes 5 en el interior del respectivo manguito 7 permite que el
bastidor 8 se mantenga aproximadamente a la misma altura respecto al
suelo, aun cuando existan depresiones en el suelo.
En un extremo 29 del vástago 4, está unido un
cubo de rueda 9 que puede ser del tipo para rueda simple o para
ruedas gemelas, en el que dos ruedas están montadas en el mismo cubo
según se representa en la Figura 1.
El dispositivo de dirección 3 comprende unos
medios de engranaje de transmisión 26 asociados con cada vástago 4
y configurados de modo que impulsen el giro de dicha rueda.
Dichos engranajes de transmisión 26 comprenden
un piñón 10, montado en el otro extremo 30 del vástago 4, en
posición opuesta a dicho extremo 29 por medio de un acoplamiento de
tipo conocido de la técnica anterior, por ejemplo a través de una
chaveta.
Los engranajes de transmisión 26 comprenden,
además, un engranaje de sector 15 que se acopla con el piñón 10. El
engranaje de sector 15 se puede impulsar para girar alrededor de un
pivote 12 unido con el bastidor 8, presentando dicho pivote 12 un
eje longitudinal sustancialmente paralelo al eje Z.
La carretilla elevadora 2 está provista, además,
de unos medios motrices 27 que comprenden un par de motores 13, por
ejemplo motores eléctricos provistos de reductores adecuados, cada
uno de los cuales está dispuesto para impulsar un engranaje de
sector 15.
Como alternativa, es posible proveer motores
hidráulicos en lugar de los motores eléctricos 13.
La carretilla elevadora 2 está provista, además,
de una unidad de control electrónico, que controla la operación del
par de motores 13, de modo que coordine la rotación de las ruedas
1.
Como alternativa, los medios de engranaje de
transmisión 26 pueden comprender engranajes de tipo conocido, tales
como engranajes cónicos, engranajes helicoidales, engranajes
biselados rectos, engranajes biselados helicoidales, engranajes de
dientes curvos y engranajes tipo hipoide.
En particular, dependiendo del caso, los ejes de
las ruedas de dichos engranajes pueden ser paralelos, convergentes
o no intersectarse.
En una forma de realización, no representada,
los medios de engranaje de transmisión 26 comprenden un tornillo
sinfín que coopera con un elemento de engranaje.
En particular, el tornillo sinfín puede ser
impulsado por los medios motrices 27 y puede acoplarse con el
elemento de engranaje asociado con el vástago 4.
En una forma de realización no representada, el
dispositivo de dirección 3 puede estar asociado con la rueda
directriz, por ejemplo, la rueda trasera, de un vehículo de tres
ruedas.
En las Figuras 4 y 5E, se representa la
configuración de dirección máxima de la carretilla elevadora, es
decir, la configuración de radio de giro mínimo.
La carretilla elevadora 2 está provista de dos
ruedas motrices delanteras 14' y 14'', montadas en un eje frontal
transversal A de la carretilla elevadora 2 y dos ruedas directrices
traseras 1' y 1''.
La dirección máxima de la carretilla elevadora 2
se obtiene cuando el centro de rotación de la carretilla elevadora
2 se apoya en el plano medio longitudinal B de la propia carretilla
elevadora 2, en el punto de intersección en el plano medio B de la
carretilla elevadora y el eje transversal delantero A.
Las Figuras 5A a 5E representan las posiciones
que pueden tomarse por las ruedas directrices traseras 1' y 1''
para realizar la configuración de dirección máxima, comenzando a
partir de una configuración de movimiento rectilíneo en la que las
ruedas directrices 1' y 1'' están situadas paralelas al plano medio
B.
Para poder pasar de la configuración de
movimiento rectilíneo, representada en las Figuras 3 y 5A, a la
configuración de dirección máxima, representada en las Figuras 4 y
5E, los engranajes de sector 15 giran en el sentido indicado por
las flechas R y, en consecuencia, las ruedas directrices 1' y 1''
giran en el sentido de las flechas S.
En la Figura 6 se ilustra una forma de
realización del dispositivo de dirección 3 en el que el piñón 10 se
acopla con un engranaje de sector 15, que es impulsado para girar
alrededor del pivote 12 por medios de unión.
Dichos medios de unión comprenden una biela 16
que presenta un extremo unido de forma pivotante con el engranaje
de sector 15 por medio de un pivote adicional 17 y otro extremo,
opuesto al anterior, unido de forma pivotante con los medios de
vástago 19 de un cilindro 18, por ejemplo, un cilindro hidráulico
fijado al bastidor 8. El pivote 12 se mantiene en una posición fija
con respecto al bastidor 8 por medio de una placa 20 fijada al
manguito 7.
Las ruedas directrices 1' y 1'' están provistas
de los respectivos dispositivos de dirección 3' y 3'', que
funcionan de un modo independiente, estando cada uno controlado por
el cilindro respectivo 18.
En las Figuras 7 y 8 se ilustran otras formas de
realización del dispositivo de dirección 3, que controla, al mismo
tiempo, las ruedas directrices 1' y 1''.
El dispositivo de dirección 3 está, en realidad,
provisto de unos medios de unión que unen los engranajes de sector
15' y 15'', que se acoplan con los respectivos piñones, 10' y 10'',
estando cada uno de ellos montado en su vástago respectivo 4' y
4''.
En la forma de realización de la Figura 7, cada
engranaje de sector 15' y 15'' está unido, de forma pivotante, con
su respectiva biela 16' y 16''.
La biela 16' está unida, de forma pivotante, con
un extremo de medios de bielas 19 de un cilindro de doble efecto
21, mientras que la biela 16'' está conectada, de forma pivotante,
con otro extremo de los medios de bielas 19, opuestos a dicho
extremo, extendiéndose ambos extremos en lados opuestos del cilindro
de doble efecto 21.
El cilindro 21 está fijado al bastidor 8 en una
posición simétrica con respecto al plano central B de la carretilla
elevadora 2.
Según se ilustra en el documento EP 0741069, el
cilindro de doble efecto 21 puede oscilar con respecto al bastidor
8, de modo que siga la traslación de los vástagos 4' y 4'' a lo
largo de la dirección del eje Z.
Haciendo referencia a la Figura 8, los medios de
unión reciben el movimiento desde un dispositivo de accionamiento
28 y lo transmiten a los engranajes de sector 15' y 15'' para poder
impulsar las ruedas directrices 1' y 1''.
Los medios de unión comprenden un sistema de
palancas 22 con brazos cruzados, en los que las bielas 16' y 16''
los atraviesan y están articuladas, alrededor de ejes paralelos al
eje Z, con las respectivas charnelas 22' y 22'', provistas en una
placa de conexión triangular 23 que gira alrededor de un punto de
apoyo 25 fijado en el bastidor 8.
El dispositivo de accionamiento 28 actúa sobre
un brazo 24 que está rígidamente acoplado con la placa de conexión
triangular 23.
La conexión entre los medios motrices 27 y los
engranajes de sector 15' y 15'' se puede conseguir utilizando
cualquiera de las formas de realización constructivas de los medios
de unión dados a conocer en el documento EP 0741069.
Claims (27)
1. Dispositivo de dirección para ruedas
directrices (1) de un vehículo (2) que comprende medios de soporte
(4) dispuestos para soportar dichas ruedas (1), unos medios motrices
(27) dispuestos para hacer girar dichos medios de soporte (4)
alrededor de los medios de eje longitudinal respectivos (Z) y unos
medios de conexión dispuestos para unir dichos medios motrices (27)
con dichos medios de soporte (4), comprendiendo dichos medios de
conexión unos medios de engranaje de transmisión (26), que
comprenden unos medios de ruedas de engranaje (10) asociado con
dichos medios de soporte (4) y unos medios de ruedas de engranaje
adicionales (15) unidos con dichos medios motrices (27) y que se
acoplan con dichos medios de ruedas de engranaje (10),
caracterizado porque dichos medios de ruedas de engranaje
adicionales (15) presentan un diámetro de paso mayor que el diámetro
de paso de dichos medios de ruedas de engranaje (10).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes de rotación
respectivos paralelos entre sí.
3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes de rotación
respectivos concurrentes entre sí.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes de rotación
respectivos no intersectantes entre sí.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de ruedas de
engranaje adicionales comprenden un engranaje de sector (15).
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios motrices (27)
comprenden unos medios de motor eléctrico (13).
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos medios motrices (27)
comprenden unos medios de motor hidráulico.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos medios motrices comprenden
unos medios de accionador (18; 21; 28).
9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el
que dichos medios de conexión comprenden además unos medios de
unión dispuestos para unir dichos medios de accionador (18; 21; 28)
con dichos medios de ruedas de engranaje adicionales (15).
10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el
que dichos medios de unión comprenden unos medios de palanca (16)
unidos de manera pivotante, con dichos medios de ruedas de engranaje
adicionales (15) en una posición excéntrica.
11. Vehículo, que comprende unos medios de
ruedas directrices (1) y unos medios de dirección (3) dispuestos
para controlar dichos medios de ruedas directrices (1),
comprendiendo dichos medios de dirección (3) unos medios de soporte
(4) dispuestos para soportar dichos medios de ruedas directrices
(1), unos medios motrices (27) dispuestos para hacer girar dichos
medios de soporte (4) alrededor de dichos medios de eje longitudinal
respectivos (Z) y unos medios de conexión dispuestos para unir
dichos medios motrices (27) con dichos medios de soporte (4),
comprendiendo dichos medios de conexión unos medios de engranaje de
transmisión (26) que comprenden unos medios de ruedas de engranaje
(10) asociados con dichos medios de soporte (4) y unos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) unidos con dichos medios
motrices (27) y que se acoplan con dichos medios de ruedas de
engranaje (10), caracterizado porque dichos medios de ruedas
de engranaje adicionales (15) presentan un diámetro de paso mayor
que el diámetro de paso de dichos medios de ruedas de engranaje
(10).
12. Vehículo según la reivindicación 11, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes de rotación
respectivos paralelos entre sí.
13. Vehículo según la reivindicación 11, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes de rotación
respectivos concurrentes entre sí.
14. Vehículo según la reivindicación 11, en el
que dichos medios de ruedas de engranaje (10) y dichos medios de
ruedas de engranaje adicionales (15) presentan unos ejes respectivos
de rotación no intersectantes.
15. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 14, en el que dichos medios de ruedas de
engranaje adicionales comprenden un engranaje de sector (15).
16. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 15, en el que dichos medios de ruedas
directrices (1) comprenden una primera rueda directriz (1') y una
segunda rueda directriz (1'').
17. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, en el que dichos medios motrices (27)
comprenden unos medios de motor (13).
18. Vehículo según la reivindicación 17, en el
que dichos medios de motor comprenden unos medios de motor
eléctrico (13).
19. Vehículo según la reivindicación 17, en el
que dichos medios de motor comprenden unos medios de motor
hidráulico.
20. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, cuando la reivindicación 17 está
subordinada a la reivindicación 16, en el que dichos medios de
motor (13) comprenden un primer motor (13) asociado con dicha
primera rueda directriz (1') y un segundo motor (13) asociado con
dicha segunda rueda directriz (1'').
21. Vehículo según la reivindicación 20, que
comprende además unos medios de mando y control electrónicos
dispuestos para accionar dicho primer motor (13) y dicho segundo
motor (13), de manera que se coordina la rotación relativa de dicha
primera rueda directriz (1') y dicha segunda rueda directriz
(1'').
22. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, en el que dichos medios motrices
comprenden unos medios de accionador (18; 21; 28).
23. Vehículo según la reivindicación 22, en el
que dichos medios de conexión comprenden además unos medios de
unión dispuestos para unir dichos medios de accionador accionamiento
(18; 21; 28) a dichos medios de ruedas de engranaje adicionales
(15).
24. Vehículo según la reivindicación 23, en el
que dichos medios de unión comprenden unos medios de palanca (16)
unidos de manera pivotante a dichos medios de ruedas de engranaje
adicionales (15) en una posición excéntrica.
25. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 24, cuando la reivindicación 22 está
subordinada a la reivindicación 16, en el que dichos medios de
accionador comprenden un primer accionador (18) asociado con dicha
primera rueda directriz (1') y un segundo dispositivo accionador
(18) asociado con dicha segunda rueda directriz (1'').
26. Vehículo según la reivindicación 25, que
comprende además unos medios de mando y control electrónicos
dispuestos para accionar dicho primer accionador (18) y dicho
segundo accionador (18), de manera que se coordine la rotación
relativa de dicha primera rueda directriz (1') y dicha segunda rueda
directriz (1'').
27. Vehículo según la reivindicación 23 ó 24,
cuando la reivindicación 22 está subordinada a la reivindicación
16, en el que dichos medios de accionador comprenden un accionador
(21; 28) adecuado para controlar simultáneamente, mediante dichos
medios de unión, dicha primera rueda directriz (1') y dicha segunda
rueda directriz (1'').
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