ES2361871A1 - Sistema de transmisión para vehículos automóviles y vehículo automóvil que comprende dicho sistema de transmisión. - Google Patents
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Abstract
Sistema de transmisión para vehículos automóviles y vehículo automóvil que comprende dicho sistema de transmisión que comprende un eje anterior (1) rígido mecánico que comprende un engranaje diferencial (4) que divide dicho eje anterior (1) en un palier izquierdo y un palier derecho, donde dicho eje anterior (1) está configurado para recibir un movimiento de rotación de un palier de entrada que está operativamente conectado a un motor hidráulico de pistones radiales (2) reduciendo así el número de elementos que comprende el sistema de transmisión.
Description
Sistema de transmisión para vehículos
automóviles y vehículo automóvil que comprende dicho sistema de
transmisión.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a un sistema de transmisión para vehículos automóviles y un
segundo aspecto se refiere a un vehículo automóvil que comprende
dicho sistema de transmisión, teniendo aplicación en la industria de
la automoción, y más concretamente en el ámbito de los vehículos
especiales, permitiendo simplificar el sistema de transmisión
mediante una reducción del número de piezas que dicho sistema
comprende, lo que además repercute en una reducción de los tiempos
de montaje, mantenimiento y reparación de los vehículos automóviles,
con el consiguiente ahorro económico que ello conlleva.
Existe una gama de vehículos automóviles,
comúnmente denominados vehículos especiales, que tiene muy diversas
aplicaciones, habitualmente en el ámbito industrial, en el sector de
la construcción y en el sector servicios. Estos vehículos especiales
están destinados, entre otras tareas, al transporte y manipulación
de cargas, como es el caso de los autovolquetes, las carretillas
elevadoras o los vehículos que incorporan una pala excavadora, así
como a la realización de tareas de limpieza de la vía pública, como
es el caso de las barredoras y otro tipo de vehículos para servicios
múltiples de uso en el ámbito urbano.
Habitualmente, para transmitir el movimiento del
motor a las ruedas, este tipo de vehículos comprende un sistema de
transmisión, denominado transmisión de eje anterior (a) rígido
mecánico, el cual se ha representado esquemáticamente en la figura
1. Dicho sistema de transmisión requiere efectuar una reducción en
la transmisión del movimiento en varias etapas, para lo cual
comprende una caja reductora (e) que está acoplada al palier de
entrada (d) del eje anterior (a), así como mecanismos de reducción
(b) situados en los extremos del eje anterior (a), en
correspondencia con las manguetas o soportes de rueda, y en el
palier de entrada (d) de dicho eje anterior (a). Asimismo, el eje
anterior (a) requiere incorporar frenos (c) integrados en el propio
eje anterior (a).
En estos sistemas de transmisión, la caja
reductora (e) está acoplada a un motor hidráulico de pistones
axiales (f), el cual convierte presión hidráulica en par,
permitiendo obtener un par elevado a velocidades de giro
relativamente pequeñas. Un motor hidráulico de pistones axiales (f)
suele tener una cilindrada no superior a 2 litros y los pistones
están dispuestos en una dirección paralela al eje del motor, de
forma que cuando un líquido entra en el pistón por su base produce
un desplazamiento de dicho pistón hacia fuera, hasta llegar a una
posición fin de carrera de máximo despliegue de dicho pistón.
Una limitación que presenta este tipo de motores
hidráulicos de pistones axiales (f), considerando que su
accionamiento proviene de una bomba hidráulica, es que su velocidad
de giro no suele sobrepasar las 1800 rpm (revoluciones por minuto),
mientras que la velocidad de giro que se requiere en las ruedas del
vehículo es mucho menor. Por lo tanto, esta limitación conlleva la
necesidad de que en este tipo de aplicaciones los motores
hidráulicos de pistones axiales (f) requieren incorporar una
reducción en la transmisión de movimiento, lo que se realiza
mediante la caja reductora (e), también denominada caja de cambios,
con la consiguiente complejidad añadida e incremento de costos del
sistema de transmisión que ello
conlleva.
conlleva.
Básicamente, estos sistemas de transmisión
comprenden dos partes diferenciadas que son acoplables entre sí; por
un lado comprenden un motor hidráulico de pistones axiales (f)
rápido, configurado para girar a altas velocidades y suministrar un
par bajo, y por otro lado comprenden un eje anterior (a) rígido
mecánico con reducción de movimiento de varias etapas, con el objeto
de reducir las altas rpm suministradas por el motor hidráulico de
pistones axiales (f) y aumentar considerablemente el par. Además,
tal y como se ha mencionado anteriormente, en estos sistemas de
transmisión es necesario que el propio eje anterior (a) incorpore
los frenos (c) que requiere el sistema de transmisión. Todo ello
conlleva un mecanismo complejo que comprende un elevado número de
piezas.
Por otro lado, dentro de los vehículos
especiales anteriormente comentados, existen vehículos que por su
aplicación específica requieren disponer de mayor capacidad de
tracción, es decir requieren un sistema de tracción a las cuatro
ruedas, siendo conocidos por sus siglas en inglés como sistemas de
tracción 4WD (4 Wheel Drive). En estos casos, tal y como
puede apreciarse en dicha figura 1, el sistema de transmisión
comprende una junta cardán (h) que está conectada a la salida (g)
coaxial de la caja reductora (e), siendo dicha salida (g) opuesta a
la conexión al palier de entrada (d). A su vez, la junta cardán (h)
está conectada con un eje posterior (i) rígido mecánico, de forma
que mediante dicha junta cardán (h) se consigue repartir la potencia
al eje posterior (i), que en el caso representado está conectado a
las ruedas directrices del vehículo.
Al igual que en el caso del eje anterior (a), el
eje posterior (i) requiere efectuar una reducción en la transmisión
del movimiento en varias etapas, para lo cual comprende mecanismos
de reducción (j) situados en los extremos de dicho eje posterior
(i), en correspondencia con las manguetas o soportes de rueda, así
como en el palier de entrada de dicho eje posterior (i), lo que
añade aún más complejidad al sistema de transmisión, además de
incrementar su coste.
No obstante, el principal inconveniente que
conlleva la utilización de juntas cardán (h), además de su
exposición a rotura o fallo, es que dada su configuración el eje al
que se le transmite el movimiento, en el caso expuesto el eje
posterior (i) no gira a velocidad angular constante.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a un sistema de transmisión para vehículos automóviles, que
permite su simplificación mediante una reducción del número de
piezas que comprende, lo que repercute en una reducción de los
costos así como de los tiempos de montaje, mantenimiento y
reparación de dichos vehículos automóviles.
El sistema de transmisión para vehículos
automóviles que la invención propone comprende un eje anterior, es
decir, delantero, rígido mecánico que comprende un engranaje
diferencial, que constituye una reducción simple que divide dicho
eje anterior en un palier izquierdo y un palier derecho.
Pues bien, de acuerdo con la invención el eje
anterior está configurado para recibir un movimiento de rotación de
un palier de entrada que está operativamente conectado a un motor
hidráulico de pistones radiales. Así se consigue simplificar el
sistema de transmisión mediante la integración de un motor
hidráulico de pistones radiales acoplado al eje anterior, en lugar
de disponer un motor hidráulico de pistones axiales de los sistemas
de transmisión del estado de la técnica con la consiguiente
necesidad de tener que disponer de una caja reductora y mecanismos
de reducción, lo que conlleva a una simplificación y reducción de
número de piezas considerable. Dada la naturaleza de sus
componentes, el sistema de transmisión que la invención propone
puede ser denominado como sistema de transmisión mixta
hidráulica-mecánica.
A diferencia de un motor hidráulico de pistones
axiales, una configuración de motor hidráulico de pistones radiales
permite conseguir un par elevado a bajas velocidades de giro, por lo
que no es necesario dotar al eje donde va acoplado de reducciones de
varias etapas.
Respecto a un motor hidráulico de pistones
axiales, en un motor hidráulico de pistones radiales la presión es
superior y el flujo de líquido menor. En un motor hidráulico de
pistones radiales los pistones van dispuestos perpendicularmente al
eje motor.
El principio funcionamiento de un motor
hidráulico de pistones radiales es análogo al de un motor hidráulico
de pistones axiales, a diferencia de que en el radial el par se
consigue como consecuencia de la excentricidad que hace que la
componente transversal de la fuerza que el pistón ejerce sobre la
carcasa del motor sea distinta en dos posiciones diametralmente
opuestas, dando lugar a una resultante no nula que origina el par de
giro. Además, a diferencia de un motor hidráulico de pistones
axiales un motor de pistones radiales puede tener cilindradas
grandes.
Así, con el sistema de transmisión que la
invención propone se consigue una reducción del número de piezas y
de su complejidad como consecuencia de que no se requiere una
reducción de varias etapas.
Se contempla la posibilidad de que el palier de
entrada del eje anterior sea un piñón de ataque que está
operativamente conectado al engranaje diferencial de dicho eje
anterior mediante un engranaje cónico situado en un primer extremo
de dicho piñón de ataque. De esta forma se consigue una reducción
del número de piezas y complejidad del sistema debido a que el piñón
de ataque de entrada al eje anterior hace la función de palier de
entrada. Esto permite eliminar la zona anterior del motor hidráulico
de pistones radiales siendo el mismo piñón de ataque del eje
anterior el palier de entrada del motor.
Asimismo se contempla la posibilidad de que el
sistema de transmisión comprenda una carcasa externa conectada al
engranaje diferencial, por un lado, y al motor hidráulico de
pistones radiales, por otro lado, estando el piñón de ataque situado
en el interior de dicha carcasa externa, para una mejor protección
del mismo, con lo que además se consigue una reducción del número de
piezas y de la complejidad del sistema debido a que la carcasa
externa hace la función de parte frontal del motor. La carcasa
externa es al mismo tiempo la carcasa de cierre del motor, es decir,
que una única pieza comparte la funcionalidad que en el estado de la
técnica realizaban dos piezas, lo que resulta un ahorro y
simplificación como consecuencia directa de la integración del motor
en el eje
anterior.
anterior.
Por otro lado, se contempla la posibilidad de
que el sistema de transmisión comprenda un eje posterior directriz
rígido mecánico, es decir, trasero, que comprende en cada extremo un
soporte de rueda directriz, también denominado mangueta, donde cada
soporte de rueda directriz está operativamente conectado a un motor
hidráulico de pistones radiales, consiguiéndose así un sistema de
transmisión con tracción a las cuatro ruedas teniendo la ventaja de
permite una adaptación rápida y sencilla de cualquier eje posterior
directriz con la disposición de los motores hidráulicos de pistones
radiales a rueda. Con este sistema de transmisión se evita la
necesidad de tener que efectuar una conexión mecánica a través de un
árbol o junta cardán entre el eje anterior y el eje posterior, lo
que redunda en una mayor libertad de diseño, y por tanto de
distribución de componentes, con lo que en la práctica permite
obtener vehículos con un radio de giro más reducido, mayor
maniobrabilidad y ergonomía, teniendo un centro de gravedad cdg
bajo, más estabilidad y por lo tanto ofreciendo mayor seguridad.
Asimismo, se contempla la posibilidad de que
cada motor hidráulico de pistones radiales comprenda un freno. Esto
es posible debido a que a diferencia de un motor hidráulico de
pistones axiales, un motor hidráulico de pistones radiales permite
conseguir un par elevado a bajas velocidades de giro, por lo que no
es necesario dotar al eje donde va acoplado de reducciones de varias
etapas, permitiendo incorporar un freno, lo que simplifica más aún
el sistema de transmisión, no necesitando freno el eje al estar
incorporado en el motor hidráulico de pistones radiales.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a
un vehículo automóvil que comprende un sistema de transmisión como
el anteriormente descrito. Dicho sistema de transmisión mixta
hidráulica-mecánica permite su aplicación a
vehículos automóviles de los comúnmente denominados vehículos
especiales. Este tipo de vehículos especiales tiene muy diversas
aplicaciones, habitualmente en el ámbito industrial, en el sector de
la construcción y en el sector servicios, estando destinados, entre
otras tareas, al transporte y manipulación de cargas, como es el
caso de los autovolquetes o motovolquete autopropulsado, comúnmente
denominados dumper, las carretillas elevadoras o los vehículos que
incorporan una pala excavadora, así como a la realización de tareas
de limpieza de la vía pública, como es el caso de las barredoras y
otro tipo de vehículos para servicios múltiples de uso en el ámbito
urbano, como vehículos multiservicio y cargadoras. Asimismo se
contempla la posibilidad de que estos vehículos puedan ser vehículos
militares, vehículos grúa, maquinaria agrícola, como tractores, y
vehículos que incorporan maquinaria
pesada.
pesada.
Así pues, de acuerdo con la invención descrita,
el sistema de transmisión para vehículos automóviles que la
invención propone constituye un avance en los sistemas de
transmisión hasta ahora utilizados, y resuelve de manera plenamente
satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en la línea
permitir reducir el número de piezas así como los tiempos de
montaje, mantenimiento y reparación de los vehículos automóviles,
con el consiguiente ahorro económico que ello conlleva.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de
dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista esquemática
según una perspectiva en explosión del sistema de transmisión del
estado de la técnica, donde se ha representado un sistema de
transmisión con tracción a las cuatro ruedas que comprende una junta
cardán, pudiendo apreciarse especialmente la situación del motor
hidráulico de pistones axiales y la caja reductora.
La figura 2.- Muestra una vista esquemática
según una perspectiva en explosión de una realización del sistema de
transmisión para vehículos automóviles que la invención propone,
donde dicho sistema de transmisión tiene tracción a las cuatro
ruedas, pudiendo apreciarse el eje anterior o delantero y el eje
posterior o trasero, incorporando dicho eje posterior ruedas
directrices.
La figura 3.- Muestra una vista esquemática
según una perspectiva del engranaje diferencial que comprende el eje
anterior, cuyo palier de entrada está conectado a un motor
hidráulico de pistones radiales.
La figura 4.- Muestra una vista en perspectiva
del eje anterior, en la que no se ha representado el motor
hidráulico de pistones radiales, para una mejor apreciación del
palier de entrada y de la carcasa externa del piñón de ataque.
La figura 5.- Muestra una sección longitudinal
de una parte del eje anterior, en la que puede apreciarse el
engranaje diferencial conectado al piñón de ataque, concretamente
mediante el engranaje cónico que dicho piñón de ataque tiene en uno
de sus extremos.
La figura 6.- Muestra una sección longitudinal
parcial del piñón de ataque y la carcasa externa.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención
el sistema de transmisión para vehículos automóviles que la
invención propone comprende un eje anterior (1) rígido mecánico que
comprende un engranaje diferencial (4) que divide dicho eje anterior
(1) en un palier izquierdo y un palier derecho.
Dicho eje anterior (1) está configurado para
recibir un movimiento de rotación de un palier de entrada que está
operativamente conectado a un motor hidráulico de pistones radiales
(2) que permite conseguir un par elevado a bajas velocidades de
giro, por lo que no es necesario dotar al eje donde va acoplado de
reducciones de varias etapas.
Por otro lado, el palier de entrada del eje
anterior (1) es un piñón de ataque (3) que está operativamente
conectado al engranaje diferencial (4) de dicho eje anterior (1)
mediante un engranaje cónico (3') situado en un primer extremo de
dicho piñón de ataque (3). Esto permite eliminar la zona anterior
del motor hidráulico de pistones radiales (2) siendo el mismo piñón
de ataque (3) del eje anterior (1) el palier de entrada del motor
(2).
El sistema de transmisión comprende una carcasa
externa (5) conectada al engranaje diferencial (4), por un lado, y
al motor hidráulico de pistones radiales (2), por otro lado, estando
el piñón de ataque (3) situado en el interior de dicha carcasa
externa (5), para una mejor protección de dicho piñón de ataque (3),
con lo que la carcasa externa (5) hace la función de parte frontal
del motor (2).
Por otro lado, de acuerdo con una realización de
la invención representada en la figura 2, el sistema de transmisión
comprende un eje posterior directriz (6) rígido mecánico que
comprende en cada extremo un soporte de rueda directriz (7), donde
cada soporte de rueda directriz (7) está operativamente conectado a
un motor hidráulico de pistones radiales (2), consiguiéndose así un
sistema de transmisión con tracción a las cuatro ruedas, con lo que
se evita la necesidad de tener que efectuar una conexión mecánica a
través de una junta cardán (h) entre el eje anterior (1) y el eje
posterior (6).
Asimismo, cada motor hidráulico de pistones
radiales (2) comprende un freno, lo que simplifica más aún el
sistema de transmisión, no necesitando freno el eje (1, 2) al estar
incorporado en el motor hidráulico de pistones radiales (2).
A la vista de esta descripción y juego de
figuras, el experto en la materia podrá entender que las
realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser
combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención.
La invención ha sido descrita según algunas realizaciones
preferentes de la misma, pero para el experto en la materia
resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas
en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la
invención reivindicada.
Claims (11)
1. Sistema de transmisión para vehículos
automóviles, que comprende un eje anterior (1) que comprende un
engranaje diferencial (4) que divide dicho eje anterior (1) en un
palier izquierdo y un palier derecho, caracterizado porque el
eje anterior (1) está configurado para recibir un movimiento de
rotación de un palier de entrada que está operativamente conectado a
un motor hidráulico de pistones radiales (2).
2. Sistema de transmisión para vehículos
automóviles, según la reivindicación 1, caracterizado porque
el palier de entrada del eje anterior (1) es un piñón de ataque (3)
que está operativamente conectado al engranaje diferencial (4) de
dicho eje anterior (1) mediante un engranaje cónico (3') situado en
un primer extremo de dicho piñón de ataque (3).
3. Sistema de transmisión para vehículos
automóviles, según la reivindicación 2, caracterizado porque
comprende una carcasa externa (5) conectada al engranaje diferencial
(4) y al motor hidráulico de pistones radiales (2), estando el piñón
de ataque (3) situado en el interior de dicha carcasa externa
(5).
(5).
4. Sistema de transmisión para vehículos
automóviles, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende un eje posterior directriz (6)
que comprende en cada extremo un soporte de rueda directriz (7),
donde cada soporte de rueda directriz (7) está operativamente
conectado a un motor hidráulico de pistones radiales (2).
5. Sistema de transmisión para vehículos
automóviles, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada motor hidráulico de pistones
radiales (2) comprende un freno.
6. Vehículo automóvil caracterizado
porque comprende un sistema de transmisión de acuerdo con cualquiera
de la reivindicaciones 1 a 5.
7. Vehículo automóvil, según la reivindicación
6, caracterizado porque es un autovolquete
8. Vehículo automóvil, según la reivindicación
6, caracterizado porque es una carretilla elevadora.
9. Vehículo automóvil, según la reivindicación
6, caracterizado porque es una barredora.
10. Vehículo automóvil, según la reivindicación
6, caracterizado porque es un vehículo multiservicio.
11. Vehículo automóvil, según la reivindicación
6, caracterizado porque es una cargadora.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200802359A ES2361871B1 (es) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | Sistema de transmisión para veh�?culos automóviles y veh�?culo automóvil que comprende dicho sistema de transmisión. |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2361871A1 true ES2361871A1 (es) | 2011-06-24 |
| ES2361871B1 ES2361871B1 (es) | 2012-04-27 |
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| ES200802359A Active ES2361871B1 (es) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | Sistema de transmisión para veh�?culos automóviles y veh�?culo automóvil que comprende dicho sistema de transmisión. |
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| ES (1) | ES2361871B1 (es) |
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| US5117936A (en) * | 1989-09-18 | 1992-06-02 | Kubota Corporation | Vehicle propelling apparatus |
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2008
- 2008-08-06 ES ES200802359A patent/ES2361871B1/es active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2361871B1 (es) | 2012-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2361871 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20120427 |
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| PC2A | Transfer of patent |
Owner name: EXCEL INDUSTRIES, INC. Effective date: 20140625 |
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| PC2A | Transfer of patent |
Owner name: AUSA CENTRE S.L.U. Effective date: 20190426 |