ES2673739A1 - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables - Google Patents

Abstract

Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, acoplados sobre las ruedas de un automóvil, desplegables automáticamente para circulación segura sobre carreteras nevadas caracterizados porque comprenden una placa principal desmontable con anillo protector, plana o abombada unida mediante tornillos al soporte del cubo de rueda, incorporando la placa varios módulos equidistantes compuestos de brazo, grapa con pinchos y ménsula solidaria con la placa. Cada brazo está formado por soporte de grapa, apoyo giratorio y actuador de extensión situado entre los dos anteriores. La grapa gira sobre su soporte siendo movida por el actuador de grapa existiendo un tope en la posición desplegada. El brazo, gira impulsado por el actuador de abatimiento modificando su longitud mediante actuador de extensión. Los actuadores, electromecánicos, incluyen un receptor electrónico telemandado desde ordenador de a bordo o cabina de conducción pudiendo ser neumáticos, hidráulicos u otros. Brazos programables de forma simultánea o secuencial.

Description

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DESCRIPCIÓN

ANTIDESLIZANTES ROBOTIZADOS PARA LA NIEVE AUTOINSTALABLES

OBJETO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención que se presenta se refiere a un dispositivo antideslizante de los que se colocan en las ruedas de los automóviles para asegurar las condiciones de conducción cuando la carretera presenta nieve o hielo.

El dispositivo supone una mejora sustancial sobre otros similares ya que es de un tipo robotizado que permite el acoplamiento de los antideslizantes sobre las ruedas sin necesidad de bajarse del vehículo. El condicionante principal se concreta en su instalación previa sobre las ruedas tractoras cuando se prevé su posible necesidad. El dispositivo queda en posición de espera hasta que las condiciones de la carretera o las autoridades de tráfico aconsejen o, en su caso, obliguen a la colocación en posición de trabajo.

SECTOR DE LA TÉCNICA AL QUE SE REFIERE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene sus efectos dentro del ámbito de la Sección de Técnicas Industriales Diversas en el capítulo de Transportes en lo concerniente a Automóviles, incidiendo, desde el punto de vista industrial, en la fabricación de accesorios relativos a la circulación de vehículos automóviles sobre vías públicas con nieve o hielo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El estado actual de la técnica nos indica que existe un amplio número de dispositivos antideslizantes para su utilización por vías públicas en caso de que se encuentren cubiertas por nieve o hielo.

Básicamente se conocen, como más habituales, cuatro tipos principales:

- Los que se incorporan en el propio neumático

- Los de tipo cadena

- Los de tipo banda

- Los de tipo araña

Los primeros describen neumáticos especiales dotados de clavos o tacos que deben

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montarse al comienzo de la temporada invernal o llevarse en el maletero para su montaje en caso de temporal imprevisto. También puede incluirse en este grupo la solución tipo spray que se aplica en el mismo momento de necesitarlo y tiene una duración suficiente para salir de situaciones apuradas.

Los del segundo tipo a base de cadenas, son los más tradicionales. Deben llevarse en el maletero, por precaución, en toda la época invernal. Son muy eficaces aunque su inconveniente principal es que, al ser de efectos muy destructivos sobre la calzada, deben colocarse únicamente cuando se inician los tramos cubiertos de nieve y quitarse cuando la carretera empieza a estar limpia. Se requiere habilidad para colocarlas de forma adecuada con el agravante de que la necesidad surge normalmente en condiciones climáticas muy adversas. Cualquier persona no es capaz de montarlas y si se hace mal, se producen golpes sobre la carrocería y otras partes del vehículo.

Las soluciones del tercer grupo, tipo banda, son ligeras, tienen una duración limitada, se deben llevar en el maletero para colocarlas en el momento en que se necesitan y son más fáciles de poner.

Las del cuarto grupo de tipo araña, se deben llevar también en el maletero para ponerlas cuando sea necesario. Su colocación es rápida y sencilla aunque son voluminosas y pesadas.

Cabe citar un quinto grupo, que es el más relacionado con la invención que se presenta en este documento, concerniente a los dispositivos que se acoplan o ponen en funcionamiento sin bajarse del vehículo con las ventajas indudables que ello supone.

En ese grupo, que podemos denominar de tipo automático, el inventor conoce los siguientes registros:

- ES 1070265 U “Llanta con dispositivo de cadenas incorporado”

-ES 1073475 U “Dispositivo antideslizante perfeccionado incorporado en la llanta”

-ES 1074824 U “Dispositivo incorporado permanentemente en el automóvil para el montaje automático de accesorios antideslizantes”

Los dos primeros, asimilables a los de tipo araña, describen soluciones a base de

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brazos telescópicos que se montan en llantas especiales quedando instalados de forma permanente. Cuando no se necesitan, los brazos quedan ocultos con tapacubos embellecedores. Al aproximarse la época de frío, el conductor debe retirar los tapacubos y circular sin ellos hasta que surja la necesidad de transitar por vías nevadas o heladas en cuyo momento, con el vehículo detenido, actúa sobre el pulsador existente en el salpicadero y espera a que el acoplamiento de los brazos sobre ambas ruedas, quede concluido. Si alguno de los brazos no puede acoplarse por coincidir con el apoyo de la rueda, es suficiente con mover ligeramente el vehículo.

El tercero, asimilable al tipo banda, trata de una banda que se coloca sobre la rueda de forma automática. En este caso, la solución es incluso más completa que la de las bandas textiles habituales pues éstas pueden incorporar, además, pequeños tramos de cadena o cualquier otro elemento antideslizante.

Se trata también de una instalación fija, válida para cualquier tamaño de rueda, que queda incorporada en el vehículo de forma permanente. Una vez se ha presionado el pulsador de colocación, se avanza lentamente hasta que las dos ruedas quedan totalmente cubiertas con la banda en cuyo momento se recibe un aviso y se puede continuar la marcha.

Aunque existen estos registros, el inventor no tiene noticia de que estas invenciones hayan sido desarrolladas y comercializadas por lo que concibe este nuevo dispositivo que se quiere desarrollar con el apoyo de las técnicas de robotización y telemando más avanzadas.

Por último, debemos citar en este quinto grupo, de tipo automático, una solución de tipo cadena que sí ha sido comercializada y funciona relativamente bien con ciertos inconvenientes.

Se instala de forma permanente en el vehículo, como instalación fija, que se monta en la proximidad de las ruedas traseras de los camiones o autocares. Está formada por un par de ruedecillas con una serie de cadenas radiales fijadas a las ruedecillas por uno de sus extremos quedando libre el otro extremo. Cuando se requiere su uso, hay un mecanismo que aproxima las ruedecillas al interior de cada neumático trasero con lo cual las ruedecillas empiezan a girar y las cadenas adoptan una posición radial funcionando a modo de látigos y pasando por debajo de las ruedas

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que las van pisando con el consiguiente aumento de la adherencia.

Teniendo en cuenta estos antecedentes el inventor se ha centrado especialmente en la idea de los tres registros automáticos que se han citado anteriormente, es decir, en los automáticos asimilados al tipo araña.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal como se ha avanzado en párrafos anteriores, se refiere a un dispositivo de antideslizantes para la nieve de los de instalación automática dentro del tipo araña.

Se trata de un nuevo concepto de cadenas para la nieve con el que se pretende cambiar la forma de calcular y diseñar los itinerarios de los automóviles autónomos de un futuro próximo así como en los coches actuales, ganando en confort y en seguridad.

Es un accesorio que acoplado a las llantas tractoras del vehículo, dispone de una pieza central con cinco brazos articulados y robotizados que se mantienen plegados, durante la marcha normal, desplegándose, a voluntad del conductor, cuando las condiciones de la vía lo requieran, ofreciendo un aumento considerable de la adherencia entre las ruedas y la vía por acción de sus piezas más extremas.

En cuanto al número de brazos, se ha elegido el cinco porque, de esa manera, quedan distribuidos a 72 grados sexagesimales entre ejes lo que supone un arco libre en la rueda de unos 50 grados que es suficiente para situar la rueda fácilmente en una posición que permita la entrada de las cinco placas antideslizantes a la vez. La placa central o núcleo es la base que se solidariza sobre la rueda o sobre algún accesorio provisional que se instala sobre la misma en periodo invernal. A su vez, dicha placa sirve de soporte a los cinco brazos articulados y mecanismos asociados.

Cada brazo tiene un tramo pivotante sobre el núcleo, un segundo tramo telescópico intermedio y un tercer tramo pivotante sobre el anterior que constituye la propia grapa o placa antideslizante que se acopla sobre el neumático en su posición de trabajo.

Los actuadores, que generan los movimientos necesarios, quedan situados en los brazos y en la placa central estando todos ellos telemandados desde el salpicadero

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o, en el caso de vehículos autónomos muy avanzados, desde el ordenador central del vehículo que generará las órdenes oportunas en cuanto detecte la necesidad de cadenas.

En principio la instalación de telemando se hace de forma independiente con un pulsador para cada rueda pues lo normal es que nunca se encuentren en posiciones coincidentes y cuando una rueda esté en posición adecuada para recibir las grapas, la otra puede no estarlo.

No se descarta, sin embargo, un acoplamiento secuencial de los brazos a medida que el vehículo avanza a pequeña velocidad y en ese caso se puede pensar en el acoplamiento simultáneo sobre ambas ruedas e incluso en aumentar el número de brazos hasta seis o siete.

En los párrafos siguientes se incluyen dibujos que permiten comprender los detalles y funcionamiento de la invención así como una descripción completa de la realización preferida por su inventor que, como es habitual, se reserva el derecho de introducir pequeñas modificaciones que no alteren los aspectos básicos que presiden su invento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se incluyen ocho figuras esquemáticas que se consideran suficientes para la perfecta interpretación de la invención.

Figuras 1 y 2

Representan, esquemáticamente, en vistas frontal y de perfil, la rueda de un automóvil equipada con el dispositivo antideslizante de la invención en su posición de reposo, es decir, recogido. En la figura n° 1 se han representado los cinco antideslizantes y en la figura n° 2 solo se ha representado el situado en la parte superior por razones de claridad aunque cabe recalcar que los cinco son idénticos. Se ha señalado lo siguiente:

1Llanta

2. - Neumático

3. - Soporte primario

4. - Placa principal

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4.1. - Anillo protector discontinuo

5. - Orificio rasgado

6. - Tomillo

7. - Grapa

8. - Pincho

9. - Brazo

9.1Soporte de grapa

9.2. - Apoyo giratorio

9.3. - Actuador de extensión

10. - Ménsula

11. - Actuador de abatimiento

12. - Actuador de grapa

Figuras 3 y 4

Representan, esquemáticamente, en vistas frontal y de perfil, la rueda de un automóvil equipada con el dispositivo antideslizante de la invención en su posición de trabajo, es decir, desplegado.

Se señalan los mismos elementos de las figura 1 y 2.

Figura 5, 6, 7 y 8

Son cuatro vistas de perfil en las que se muestran cuatro fases del proceso de despliegue. En la figura 5 el brazo ha sufrido un abatimiento hacia el exterior. En la figura 6 se despliega la grapa. En la figura 7 el brazo sufre un alargamiento. En la figura 8 el brazo se abate acercándose a la rueda quedando la grapa a poca distancia del neumático para, en una última fase, acoplarse sobre él.

DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables (Figs.l a 8) que, acoplados sobre las ruedas tractoras de un automóvil, pueden desplegarse a voluntad del conductor o, por órdenes programadas, para permitir una circulación más segura sobre carreteras nevadas o con hielo. En una forma de realización preferida por su inventor, son antideslizantes de los conocidos como tipo araña

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diseñados para su instalación de forma permanente en automóviles sin conductor y también para su instalación temporal o permanente en automóviles convencionales.

En las (Figs.l y 2) se puede observar su instalación sobre una rueda con llanta (1) y neumático (2) mostrándose en la (Fig.l) la vista frontal en la posición de reposo y en la (Fig.2) la vista de perfil correspondiente también a la posición de reposo.

En las (Figs. 3 y 4) se puede observar la misma instalación con las vistas frontal y de perfil correspondientes a la posición de trabajo.

El dispositivo se compone básicamente de una placa principal (4), plana o ligeramente abombada que se sujeta mediante tomillos (6) a un soporte primario (3) solidario con el cubo de la rueda. La disposición de los tomillos (6) y de los orificios rasgados (5), practicados sobre la placa principal (4), posibilita la colocación o retirada rápida de dicha placa principal (4), con todos sus componentes, lo cual es muy útil para colocarla en los periodos invernales y retirarla cuando no hay expectativas de nieve o hielo. Esta operación no es necesaria en los vehículos autónomos porque en ellos la instalación es permanente quedando perfectamente integrada desde el momento de la fabricación del vehículo.

Con objeto de proteger los elementos móviles de la invención, situados en una zona perimetral, muy expuesta a posibles daños por roces o golpes sobre los bordillos de las aceras o cualquier otro saliente de las vías de circulación, se dispone un anillo protector discontinuo (4.1) del mismo material que la placa principal (4) o de un neopreno duro, representado de forma esquemática en todas las figuras.

Los antideslizantes de la invención se reparten sobre la placa principal (4) formando polígonos regulares que, preferentemente, se eligen de cinco, seis o un máximo de siete lados.

El inventor considera muy adecuado el número de cinco módulos antideslizantes por rueda lo cual supone un espaciamiento teórico de 72 grados que, en la práctica, teniendo en cuenta la anchura de cada uno de ellos, deja libres tramos de neumático de unos 50 grados, suficientes para que las grapas de los antideslizantes se puedan acoplar sobre el neumático (2) sin mover el vehículo. Las figuras que se

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incluyen en este documento se refieren al caso de distribución pentagonal regular. En las (Figs. 1 a 4) puede observarse que cada uno de los módulos se compone de un brazo (9), de una grapa (7) y de una ménsula (10) estando todas estas piezas incorporadas en la placa principal (4).

Cada brazo (9) está formado, a su vez, por un soporte de grapa (9.1), un apoyo giratorio (9.2) y un actuador de extensión (9.3) situado entre los dos anteriores.

La grapa (7) es la que hace, por sí misma, las funciones de antideslizante con ayuda de unos pinchos (8) que son una especie de protuberancias que se hincan, por un lado, en el neopreno del neumático (2) y en la nieve o hielo por el lado opuesto. Es giratoria sobre el eje x-x el cual relaciona la propia grapa (7) con el soporte de grapa (9.1) que, además, hace de tope en la posición de grapa desplegada. El movimiento desde su posición de reposo a su posición de trabajo y viceversa, se lleva a cabo por medio del actuador de grapa (12).

El brazo (9) puede girar sobre el eje y-y, que relaciona el apoyo giratorio (9.2) con la placa principal (4). El giro del brazo (9) ocasiona el movimiento de todos sus componentes y el de la grapa (7) ejecutándose por el empuje realizado por el actuador de abatimiento (11) que, por uno de sus extremos, se apoya en la ménsula (10), solidaria con la placa principal (4) y por el otro extremo se apoya en la parte fija del actuador de extensión (9.3). Este actuador de extensión (9.3) sirve para alejar o aproximar entre sí el apoyo giratorio (9.2) y el soporte de grapa (9.1), es decir, sirve para modificar la longitud del brazo (9) lo cual es necesario para el acoplamiento de la grapa (9.1) sobre el neumático (2) en la posición de trabajo, para retraer el brazo a su posición de reposo y también para la adaptación del dispositivo a distintos diámetros de rueda.

Resumiendo se puede decir que los movimientos de unos componentes respecto a otros se lleva a cabo mediante los tres actuadores citados que son el actuador de abatimiento (11), el actuador de extensión (9.3) y el actuador de grapa (12).

Estos actuadores son, preferentemente, electromecánicos, aunque no se descartan otros tipos como son los neumáticos o los hidráulicos.

Su movimiento se ejecuta por medio de micromotores que están incorporados en las diferentes piezas y se comandan a distancia mediante procedimientos de radiotelecinesia. Es decir, la invención aplica soluciones clásicas de la robótica

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teniendo en cuenta que todos los movimientos se realizan en vacío exigiendo una potencia mínima. Cada actuador con su micromotor incorpora un receptor que recibe las órdenes emitidas desde el emisor, situado en el interior del vehículo, con mandos a disposición del conductor o relacionados con el ordenador de a bordo. Una vez descritos los componentes principales del dispositivo de la invención se puede comprender con facilidad el funcionamiento del mismo con ayuda de las (Figs. 1 a 4), antes mencionadas y de las (Figs. 5 a 8).

La (Fig.2) nos muestra, tal como se ha indicado con anterioridad, la posición de reposo. En el proceso de despliegue el primer paso es el indicado en la (Fig.5) donde se observa que el brazo (9) y la grapa (7) han girado cierto ángulo empujados por el actuador de abatimiento (11) que se apoya en la ménsula (10) y en la parte fija del actuador de extensión (9.3).

El segundo paso se representa en la (Fig.6) donde se produce el despliegue de la grapa (7) por efecto del actuador de grapa (12) con un extremo en el soporte de grapa (9.1) y el otro en la propia grapa (7) estando limitado el movimiento al hacer tope el talón de la grapa (7) con el soporte de grapa (9.1) quedando ésta en su posición definitiva respecto al brazo (9).

El tercer paso se representa en la (Fig.7) en la que vemos que se produce un alargamiento del brazo (9) por medio del actuador de extensión (9.3) apoyado por un lado en el apoyo giratorio (9.2) y por el otro en el soporte de grapa (9.1).

El cuarto paso es el representado en la (Fig,8) donde el brazo (9) se acopla sobre la placa principal (4) quedando la grapa (7) muy próxima al neumático (2). En este movimiento interviene de nuevo el actuador de abatimiento (11).

En un quinto paso interviene el actuador de extensión (9.3), que acorta la longitud del brazo (9), hasta que la grapa (7) queda bien adherida al neumático (2) con sus pinchos (8) presionando sobre el mismo tal como se representa en la posición de trabajo que corresponde a la (Fig.4).

Este proceso se realiza de forma totalmente automatizada como consecuencia de una orden dada desde el interior del vehículo cuando éste se encuentra detenido. Puede ser simultáneo o secuencial. En el primer caso todos los brazos (9) se mueven a la vez para lo cual debe existir un control de posición que autorice el movimiento cuando ninguno de los brazos coincida con el apoyo de rueda sobre el

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suelo. En este caso, el inventor prevé una primera actuación del acoplamiento sobre una rueda tractora y luego sobre la otra en una segunda fase.

En el supuesto de acoplamiento secuencial, el programa está preparado para que los brazos se vayan acoplando de forma sucesiva en el momento en que no exista ningún impedimento ni por parte de la carrocería del vehículo ni por parte del suelo. En este caso se piensa incluso en hacer el despliegue a pequeña velocidad. Todos los movimientos descritos en los pasos antes mencionados se realizan en vacío lo cual implica la gran ventaja de que la potencia de los micromotores es muy pequeña pues solo deben vencer los ligeros rozamientos entre unas piezas y otras.

Se tiene en cuenta, sin embargo, que el antideslizante en su posición de trabajo tiene unas solicitaciones muy importantes que podrían provocar deformaciones de los brazos o descolocación de los mismos. Este detalle se resuelve satisfactoriamente gracias al diseño especial de la placa principal (4) que al recibir de forma ajustada al soporte de grapa (9.1) actúa como tope inmovilizador de dicho soporte de grapa y en consecuencia de la propia grapa (7) cuyo detalle se puede observar en las (Figs. 1 y 3). Se comprende que el bulón que une ambas piezas debe estar dimensionado para soportar las fuertes solicitaciones de las ruedas tractoras.

No se describe el dispositivo de telemando por tratarse de soluciones muy desarrolladas actualmente con componentes electrónicos de pequeñísimo tamaño que deben resolver la comunicación inalámbrica entre un emisor y varios receptores muy próximos.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender el alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma. Sin embargo, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención; es decir, los términos en que ha quedado expuesta esta descripción preferida de la invención, deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.

Claims (6)

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   REIVINDICACIONES

   1. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables que, acoplados sobre las ruedas tractoras de un automóvil, pueden desplegarse a voluntad del conductor o, por órdenes programadas, para permitir una circulación más segura sobre carreteras nevadas o con hielo caracterizados porque constan de una placa principal (4), con orificios rasgados (5) y anillo protector discontinuo (4.1), plana o ligeramente abombada que se sujeta mediante tomillos (6) a un soporte primario (3) solidario con el cubo de la rueda, incorporando la citada placa principal (4) varios módulos repartidos de forma equidistante cada uno de los cuales se compone de un brazo (9), de una grapa (7), con pinchos (8) y de una ménsula (10). La ménsula (10) es solidaria con la placa principal (4) y cada brazo (9) está formado por un soporte de grapa (9.1), un apoyo giratorio (9.2) y un actuador de extensión (9.3) situado entre los dos anteriores. La grapa (7) es giratoria sobre el soporte de grapa (9.1) siendo movida por el actuador de grapa (12) existiendo un tope en la posición desplegada. El brazo (9), con sus elementos, puede girar impulsado por el actuador de abatimiento (11) pudiendo modificar su longitud mediante el actuador de extensión (9.3).
2. 2. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, según reivindicación primera, caracterizados porque la placa principal (4) bloquea la posición de trabajo del soporte de grapa (9.1) y en consecuencia la de la propia grapa (7) ejerciendo de tope inmóvil i zador.
3. 3. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, según reivindicación primera, caracterizados porque el actuador de extensión (9.3) tiene un extremo en el apoyo giratorio (9.2) y el otro en el soporte de grapa (9.1); el actuador de abatimiento (11) tiene un extremo en la ménsula (10) y el otro en el actuador de extensión (9.3); el actuador de grapa (12) tiene un extremo en el soporte de grapa (9.1) y el otro en la grapa (7).
4. 4. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, según reivindicaciones anteriores, caracterizados porque los actuadores son electromecánicos, de los que incluyen un receptor electrónico para su telemando que se realiza desde un emisor ubicado en la cabina de conducción, aunque también pueden ser neumáticos, hidráulicos o de cualquier otro tipo.
5. 5. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, según

   reivindicaciones anteriores, caracterizados porque el despliegue de los brazos puede programarse de forma simultánea o secuencial.
6. 6. - Antideslizantes robotizados para la nieve autoinstalables, según

   5 reivindicaciones anteriores, caracterizados porque la placa principal (4), es

   desmontable.