ES2291900T3 - Dispositivo de direccion para ruedas directivas. - Google Patents

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ES2291900T3 ES04744116T ES04744116T ES2291900T3 ES 2291900 T3 ES2291900 T3 ES 2291900T3 ES 04744116 T ES04744116 T ES 04744116T ES 04744116 T ES04744116 T ES 04744116T ES 2291900 T3 ES2291900 T3 ES 2291900T3
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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.
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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.
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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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