ES2835282T3 - Avantrén de un vehículo automóvil basculante con bloque de basculamiento - Google Patents

Abstract

Avantrén (8) de un vehículo automóvil basculante de tres o cuatro ruedas, que comprende: un bastidor (16) de avantrén, al menos un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor (16) de avantrén por medio de un mecanismo (20) de basculamiento cinemático, un sistema antivuelco (100) que comprende una varilla (110) que tiene un primer (111) y un segundo extremo (112) opuestos entre sí que conectan por medio de medios (101', 101"; 102' 102") de abisagramiento una primera (60) y una segunda porción (60) de anclaje del avantrén (8) directamente entre sí, en el que al menos una de dichas primera (60) y segunda porción (60) de anclaje está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras (10', 10"), comprendiendo dicho sistema antivuelco (100) un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente un ángulo de rotación (α) de dicha varilla (110), correspondiendo dicho ángulo de rotación (a) al ángulo de rotación de dicha varilla, caracterizado porque dicho primer dispositivo de bloqueo comprende una biela-manivela cinemática (210, 220) que está conectada respectivamente a dicha varilla (110), y a dicha primera porción (60) de anclaje para definir un cuadrilátero articulado, y en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además: - un actuador (230) que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento a dicha biela-manivela cinemática (210, 220) para variar la configuración de dicha biela-manivela cinemática (210, 220) entre una configuración bloqueada, en la que dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla, y al menos una configuración libre, en la que dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento; y - medios (240) de parada adecuados para detener la rotación de dicha manivela (220) en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en el paso entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.

Description

DESCRIPCIÓN

Avantrén de un vehículo automóvil basculante con bloque de basculamiento

Campo de aplicación

La presente invención se refiere a un avantrén de un vehículo automóvil basculante con bloque de basculamiento. En particular, el vehículo de acuerdo con la invención puede ser un vehículo automóvil provisto de dos ruedas de dirección y de basculamiento en la parte delantera y una rueda motriz trasera con eje fijo en la parte trasera.

Técnica de antecedentes

En el campo de los vehículos automóviles existe una oferta creciente de vehículos "híbridos" que combinan las características de las motocicletas, en términos de manejo, con la estabilidad de los vehículos de cuatro ruedas. Estos vehículos "híbridos" están representados, por ejemplo, por vehículos automóviles de tres ruedas provistos de dos ruedas de dirección delanteras y, por vehículos automóviles de cuatro ruedas conocidos como QUAD.

Más específicamente, los vehículos automóviles de tres ruedas anteriores están provistos de dos ruedas de dirección y de basculamiento (es decir, que se inclinan) en la parte delantera y una rueda motriz trasera con eje fijo en la parte trasera. La rueda trasera está destinada a proporcionar el par motor de accionamiento y así permitir la tracción, mientras que las ruedas delanteras, emparejadas, están destinadas a proporcionar la direccionalidad del vehículo. Las ruedas emparejadas en el avantrén, además de la dirección, pueden inclinarse y bascular. Debido a esta solución, en comparación con los vehículos automóviles de tres ruedas, de las cuales dos están en la parte trasera, los vehículos automóviles con dos ruedas en el avantrén equivalen a una motocicleta real, ya que, al igual que una motocicleta, el vehículo automóvil puede inclinarse en las curvas. En comparación con un vehículo automóvil de dos ruedas, estos vehículos con dos ruedas emparejadas en el avantrén tienen, sin embargo, una mayor estabilidad garantizada por el doble soporte en el suelo de las ruedas delanteras, similar al proporcionado por un automóvil.

Las ruedas delanteras están conectadas cinemáticamente entre sí mediante mecanismos cinemáticos que permiten que las mismas basculen de forma síncrona y especular, por ejemplo mediante la interposición de cuadriláteros articulados. Estos vehículos cuentan además con dos suspensiones independientes, una para cada una de las dos ruedas delanteras, provistas de amortiguadores, también independientes.

Por lo tanto, los vehículos automóviles basculantes de tres ruedas están diseñados para proporcionar el manejo de una motocicleta de dos ruedas y, al mismo tiempo, la estabilidad y seguridad de un vehículo automóvil de cuatro ruedas.

Un vehículo automóvil basculante de tres ruedas de este tipo se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente italiana núm. IT 2003MIA001108 por el mismo solicitante.

Debido a las características estructurales de este tipo de vehículos, es posible que en determinadas condiciones, por ejemplo a velocidades muy bajas o durante paradas, el vehículo automóvil pueda caer como consecuencia de un movimiento de basculamiento accidental y/o incontrolado.

Este problema se ha abordado proporcionando a los vehículos anteriores sistemas de bloques de basculamiento, operados por el usuario manualmente y/o mediante un sistema de control automático.

El bloque de basculamiento se puede obtener de diversas formas, pero todas compartiendo sustancialmente el bloque reversible de un componente que está configurado para seguir los movimientos de basculamiento de una o ambas ruedas de basculamiento. El bloqueo de los movimientos de basculamiento de tal componente determina cinemática, directa o indirectamente, el bloqueo del basculamiento de las dos ruedas delanteras del vehículo automóvil.

El componente a bloquear de forma reversible puede ser un elemento que ya esté presente en la estructura de basculamiento del vehículo automóvil. Por ejemplo, de acuerdo con una solución muy popular, el componente a bloquear puede ser un elemento del cuadrilátero articulado que define el mecanismo cinemático de basculamiento, preferiblemente uno de los dos montantes. El bloqueo del movimiento de un montante del cuadrilátero impide que este último varíe su configuración y, por tanto, indirectamente que las dos ruedas basculen. Si el cuadrilátero articulado está conectado a los muñones de eje de las dos ruedas de basculamiento a través de la interposición de las suspensiones, los movimientos de basculamiento debido a los movimientos asimétricos del resorte de los amortiguadores se excluyen de tal bloque y deberán gestionarse de forma independiente.

Tal sistema se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente italiana núm. IT 2004A000171 por el mismo solicitante. El sistema antivuelco se describe en relación con un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema de dirección con estructura de cuadrilátero articulado y dos suspensiones delanteras independientes. El sistema antivuelco comprende: una abrazadera mecánica adaptada para bloquear la rotación del montante superior del cuadrilátero articulado alrededor de la bisagra que conecta el montante al bastidor; dos abrazaderas hidráulicas accionadas simultáneamente por un motor eléctrico que actúa sobre varillas colocadas en paralelo a los amortiguadores para evitar también el basculamiento debido a un movimiento de resorte asimétrico de dos ruedas. Alternativamente, el componente a bloquear reversiblemente para bloquear el basculamiento puede consistir en un elemento que se añade a la estructura de basculamiento del vehículo automóvil y está diseñado específicamente para este propósito.

En particular, este elemento adicional puede estar asociado al cuadrilátero articulado, como elemento de bloqueo reversible sobre la configuración del propio cuadrilátero. Esta solución se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente europea EP 2810861 A1, en la patente francesa FR 2953184, que muestra el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 17, y en la patente europea EP 2345576 B1.

Alternativamente, este elemento adicional puede consistir en un elemento de interconexión directa entre los muñones de eje de dos ruedas de basculamiento, liberado mecánicamente del bastidor del vehículo automóvil. El "muñón de eje" de una rueda es la parte mecánica del vehículo automóvil destinada a soportar el pasador de rotación de la propia rueda e interconectarlo cinemáticamente a las suspensiones, al dispositivo de dirección y, en el caso concreto, al mecanismo de basculamiento cinemático. El muñón de eje no tiene grado de libertad con respecto al pasador y, por lo tanto, se integra cinemáticamente con este último. El muñón de eje puede integrarse con el pasador de rueda o estar mecánicamente constreñido al mismo para formar una sola pieza. Esta solución técnica de bloqueo de basculamiento, liberada cinemáticamente de los efectos inducidos por las suspensiones, permite bloquear todos los movimientos de basculamiento actuando solo sobre dicho elemento adicional, incluyendo así los movimientos de basculamiento generados por un movimiento de resorte asimétrico de dos ruedas de basculamiento. Tal solución técnica es objeto de la solicitud de patente italiana núm. 102015000088087 por el mismo solicitante. Un sistema antivuelco particular descrito en esa solicitud consiste en una varilla extensible que conecta en sus dos extremos los dos muñones de eje de las ruedas delanteras directamente entre sí mediante unos medios de abisagramiento equivalentes a una junta de bola. El bloqueo de basculamiento se logra bloqueando el ángulo de rotación de la varilla en el plano de basculamiento en al menos un extremo del mismo por medio de un actuador dedicado, tal como un freno de banda o un freno de tambor. La varilla así bloqueada evita los movimientos de basculamiento de las dos ruedas. "Plano de basculamiento" significa un plano transversal a la dirección longitudinal o dirección de marcha del vehículo automóvil y, por tanto, incide en el plano de la línea central del vehículo automóvil.

Alternativamente, el elemento adicional anterior puede consistir en un elemento de interconexión directa entre el muñón de eje de una de las dos ruedas de basculamiento y el bastidor del vehículo automóvil. Tal solución técnica se describe en la solicitud de patente italiana núm. 102015000088091 por el mismo solicitante. En particular, el sistema antivuelco consta de una varilla extensible que conecta en sus dos extremos el muñón de eje de una de las ruedas directamente al bastidor mediante unos medios de abisagramiento equivalentes a una junta de bola. El bloqueo de basculamiento se logra bloqueando el ángulo de rotación de la varilla con respecto al plano de basculamiento en al menos uno de sus dos extremos por medio de un actuador dedicado, tal como un freno de banda o un freno de tambor. La varilla así bloqueada evita los movimientos de basculamiento de las dos ruedas. En este caso, los movimientos de basculamiento provocados por la suspensión de resortes asimétrica de ambas ruedas no se bloquean, ya que el resorte de la rueda no conectada al bastidor por la varilla no se ve afectado por el propio bloque de varilla.

En general, un sistema antivuelco, basado en una varilla de interconexión que se abisagra en sus extremos mediante medios de abisagramiento equivalentes a una junta de bola y cuyo ángulo de rotación sobre el plano de basculamiento es bloqueable en al menos uno de sus extremos mediante un actuador tiene la gran ventaja en comparación con otras soluciones de instalarse fácilmente en vehículos automóviles y de requerir per se una huella limitada.

Además, tal varilla puede ser extensible o no en longitud, dependiendo de si une puntos cuya distancia varía o no durante los movimientos del vehículo automóvil (en particular, basculamiento, dirección o suspensión de resorte asimétrica). Por lo tanto, el sistema también se puede configurar fácilmente de tal manera que sea sustancialmente transparente durante la conducción.

La adopción de frenos de correa o tambor también permite integrar los actuadores directamente en los medios de abisagramiento de la varilla, con ventajas en términos de facilidad de instalación.

Sin embargo, tal solución técnica tiene el límite de requerir el uso de actuadores de potencia, que tengan un tamaño suficiente para proporcionar un par motor suficiente no solo para mantener el equilibrio en el vehículo automóvil bloqueando los movimientos de basculamiento del mismo, sino también para evitar que tal equilibrio sea modificado moviendo todo el peso del vehículo automóvil hacia un lado. Un solo actuador debe poder proporcionar pares motor en el rango de 30 kgm. Esto requiere la instalación de frenos de correa o tambor de gran tamaño, que efectivamente anulan la ventaja de ahorro de espacio que ofrece la varilla. Una situación similar ocurriría también si se usaran frenos de disco.

Este límite también se acentúa mucho en caso de que se quiera bloquear la rotación de la varilla en ambos extremos para simetrizar el bloqueo del basculamiento en las dos ruedas de basculamiento. En tal caso, por lo tanto, sería necesario instalar no uno, sino dos actuadores, duplicando las dimensiones y los costes totales. Un bloqueo simétrico del basculamiento no es en sí mismo esencial porque las dos ruedas están conectadas entre sí por el mecanismo de basculamiento cinemático, pero puede ser adecuado para anular la cadena de tolerancias y elasticidad de los componentes.

Una posible alternativa al freno de correa o freno de tambor consiste en un puntal extensible que en las proximidades del área de abisagramiento conecta diagonalmente la varilla al elemento al que se abisagra, como se describe en la ya citada solicitud de patente italiana núm. 102015000088087. El puntal extensible está provisto de medios adaptados para bloquear la extensión en su longitud. Cuando está bloqueado en longitud, el puntal evita que la varilla gire. Esta solución técnica, sin embargo, requiere una instalación más complicada y no permite reducir significativamente el problema de las dimensiones generales.

Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que, mientras adopta una varilla bloqueable en un extremo como un elemento de bloque de basculamiento, permite superar en su totalidad o en parte los límites establecidos antes.

Divulgación de la invención

Por tanto, el objeto de la presente invención es eliminar, o al menos reducir, los inconvenientes anteriores de la técnica anterior proporcionando un avantrén de un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que permite combinar la instalación simple de una varilla como un elemento de bloqueo de basculamiento con una pequeña huella del sistema en su conjunto.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un avantrén de un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que permite usar actuadores que son más pequeños y más rentables de fabricar que los de la técnica anterior.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un avantrén de un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que permite un bloqueo no brusco del basculamiento.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un avantrén de un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que permite hacer simétrico el bloqueo de basculamiento de ambas ruedas de basculamiento sin provocar un aumento significativo en las dimensiones generales del sistema y los costes relativos.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un avantrén de un vehículo automóvil basculante provisto de un sistema antivuelco que sea constructivamente simple y rentable de fabricar y montar en el propio vehículo.

Descripción de los dibujos

Las características técnicas de la invención pueden verse claramente en el contenido de las reivindicaciones siguientes, y sus ventajas se harán más evidentes en la descripción detallada que sigue, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran una o más realizaciones de la misma que son puramente de ejemplo y no limitativas, en los que:

Otras características y ventajas de la presente invención serán más claras a partir de la siguiente descripción de las realizaciones no limitativas preferidas de esta, en las que:

- la figura 1 muestra una vista en perspectiva de un vehículo automóvil provisto de un avantrén con sistema de bloqueo de basculamiento de acuerdo con la realización preferida de la invención, ilustrada con algunas partes retiradas para mostrar mejor otras;

- la figura 2 muestra una vista ampliada del avantrén del vehículo automóvil mostrado en la figura 1;

- la figura 3 muestra una vista en perspectiva ampliada de un detalle del avantrén del vehículo automóvil de la figura 1, relativo a un sistema antivuelco, ilustrado separado del avantrén y con un dispositivo de bloqueo en la configuración libre;

- la figura 4 muestra una vista ortogonal delantera del detalle mostrado en la figura 3;

- la figura 5 muestra una vista en perspectiva del sistema antivuelco de la figura 3, mostrado con el dispositivo de bloqueo en una configuración bloqueada;

- la figura 6 muestra una vista ortogonal delantera del detalle mostrado en la figura 5.

Descripción detallada

Con referencia a las figuras anteriores, el número de referencia 4 denota globalmente un vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención.

A los efectos de esta invención, conviene señalar que el término vehículo automóvil debe considerarse en un sentido amplio, abarcando cualquier vehículo automóvil que tenga al menos tres ruedas, es decir, dos ruedas delanteras, como se describe mejor a continuación, y al menos una rueda trasera. Por tanto, la definición de vehículo automóvil también engloba los llamados quads, con dos ruedas en el avantrén y dos ruedas en la parte trasera.

El vehículo automóvil 4 comprende un bastidor 6 que se extiende desde un avantrén 8 que soporta al menos dos ruedas delanteras 10, hasta una trasera 12 que soporta una o más ruedas traseras 14. Es posible distinguir una rueda delantera izquierda 10' y una rueda delantera derecha 10", donde la definición de rueda izquierda y derecha 10', 10" es puramente formal y significa en relación con un conductor del vehículo. Dichas ruedas están dispuestas a izquierda y derecha de una línea central M-M del vehículo automóvil, con respecto a un punto de observación de un conductor que conduce el mismo.

Para los propósitos de la presente invención, el bastidor 6 del vehículo automóvil puede tener cualquier forma, tamaño y puede ser, por ejemplo, del tipo de celosía, del tipo de caja, cuna simple o doble, etc. El bastidor 6 del vehículo automóvil puede ser de una pieza o de varias partes; por ejemplo, el bastidor 6 del vehículo automóvil está interconectado con un bastidor trasero 13 que puede comprender un basculante oscilante trasero (no mostrado) que soporta una o más ruedas motrices traseras 14. El basculante trasero anterior puede conectarse al bastidor 6 mediante abisagramiento directo o mediante la interposición de mecanismos de manivela y/o bastidores intermedios. De acuerdo con una solución de realización general de la presente invención, el avantrén 8 del vehículo automóvil comprende un bastidor 16 de avantrén y un par de ruedas delanteras 10', 10" conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor 16 de avantrén por medio de un mecanismo 20 de basculamiento cinemático que permite preferiblemente que bascule de manera síncrona y especular.

El avantrén 8 del vehículo automóvil comprende un sistema antivuelco 100 que a su vez comprende una varilla 110 que tiene un primer 111 y un segundo extremo 112 opuestos entre sí que conectan mediante medios 101', 101" y 102', 102" de abisagramiento, una primera porción 102 de anclaje y una segunda porción 60 de anclaje del avantrén 8 directamente entre sí.

Preferiblemente, al menos una de dichas primeras 60 y segundas porciones 60 de anclaje está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10". En particular, como se explica con mayor detalle a continuación:

- dichas primera 60 y segunda porción 60 de anclaje están sujetas a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10"; o

- sólo una de dichas primera y segunda porción de anclaje está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10", mientras que la otra porción de anclaje es parte del bastidor 16 de avantrén.

Preferiblemente, los medios 101', 101" y 102', 102" de abisagramiento anteriores están configurados para seguir pasivamente los movimientos de dicha primera porción 60 de anclaje y dicha segunda porción 60 de anclaje.

Preferiblemente, los medios 101', 101" de abisagramiento a dicho primer extremo 111 de la varilla comprenden al menos una primera bisagra 101' de basculamiento que tiene su eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal al plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10" y es conectado a dicha primera porción 60 de anclaje.

Dicho sistema antivuelco 100 comprende un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear de manera reversible un ángulo a de dicha varilla 110, preferiblemente con respecto a dicha primera bisagra 101' de basculamiento en el primer extremo 111 de la varilla 110. Tal ángulo de rotación a corresponde al ángulo de basculamiento de la varilla 110. "Plano de basculamiento" significa un plano transversal a la dirección longitudinal o dirección de marcha Y del vehículo automóvil, que incide por tanto en el plano de la línea central M-M del vehículo automóvil.

Operativamente, bloquear la rotación de la varilla 110 en al menos un extremo de la misma con respecto al plano de basculamiento significa bloquear los movimientos de basculamiento de las partes del avantrén conectadas a la varilla 110 y, en consecuencia, bloquear los movimientos de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10".

De acuerdo con una realización preferida mostrada en las figuras adjuntas, cada rueda delantera 10', 10" está conectada a dicho mecanismo 20 de basculamiento cinemático por un muñón 60 de eje respectivo, que está conectado mecánicamente a un pasador 68 de rotación de la rueda para soportarla de manera giratoria alrededor de un eje geométrico de rotación. El avantrén comprende además medios de suspensión para garantizar a cada muñón 60 de eje al menos un movimiento de suspensión de resorte con respecto a dicho mecanismo 20 de basculamiento cinemático.

El "muñón de eje" de una rueda es la parte mecánica del vehículo automóvil destinada a soportar el pasador de rotación de la propia rueda y a interconectarlo cinemáticamente a las suspensiones, el dispositivo de dirección y el mecanismo 20 de basculamiento cinemático anterior. El muñón de eje puede integrarse cinemáticamente con el pasador de rueda, que a su vez soporta la rueda a través de cojinetes. En ese caso, el muñón de eje puede integrarse con el pasador de rueda o estar mecánicamente constreñido al mismo para formar una sola pieza. El muñón de eje puede integrarse cinemáticamente con el pasador de rueda, que a su vez soporta la rueda a través de cojinetes.

De acuerdo con esta realización preferida ilustrada en las figuras adjuntas, la primera y segunda porción de anclaje anteriores consisten en los muñones 60 de eje de las dos ruedas delanteras 10', 10" y, por lo tanto, ambas están sujetas a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10". En este caso, el bloqueo de la rotación de la varilla 110 con respecto a dicho plano de basculamiento determina el bloque de los movimientos de basculamiento de los muñones de eje de ambas ruedas delanteras y, por tanto, directamente de las dos ruedas mismas.

Alternativamente, de acuerdo con una realización no ilustrada en las figuras adjuntas, dicha varilla 110 puede conectar el muñón de eje de sólo una de las dos ruedas delanteras directamente al bastidor 16 de avantrén. En este caso, sólo una de dichas primera y segunda porciones de anclaje está sujeta a los movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10". En este caso, el bloqueo de la rotación de la varilla con respecto a dicho plano de basculamiento se produce únicamente en una rueda delantera. Sin embargo, operativamente, el bloqueo del basculamiento de una sola rueda delantera también determina automáticamente el bloque de basculamiento de la otra rueda delantera, debido a la interconexión cinemática impuesta por el mecanismo de basculamiento cinemático anterior.

Preferiblemente, en ambas realizaciones, que proporcionan la conexión de la varilla 110, respectivamente, a uno o ambos muñones de eje, los medios 101', 101" de abisagramiento al primer extremo de la varilla también comprenden una bisagra 101" de dirección cilíndrica que tiene un eje geométrico de bisagra paralelo a dicho plano de basculamiento para permitir movimientos de dirección al muñón de eje. La primera bisagra 101' de basculamiento está conectada a dicha bisagra 101" de dirección cilíndrica.

El mecanismo 20 de basculamiento cinemático anterior puede tener cualquier configuración siempre que preferiblemente sea funcional para asegurar que las ruedas delanteras basculen de manera síncrona y especular. De acuerdo con la realización ilustrada en las figuras adjuntas, el mecanismo 20 de basculamiento cinemático es un sistema de cuadrilátero articulado.

Más en detalle, tal sistema de cuadrilátero articulado comprende un par de travesaños 24', 24", abisagrados al bastidor 16 de avantrén en las bisagras centrales 28. Los travesaños 24', 24" están conectados entre sí, en extremos transversales opuestos por medio de montantes 48 pivotados en dichos extremos transversales en bisagras laterales 52. Los travesaños 24', 24" y los montantes 48 definen el cuadrilátero articulado 20 anterior.

Preferiblemente, en este caso, cada uno de los montantes 48 guía y soporta un muñón 60 de eje de una de dichas ruedas delanteras 10', 10".

De acuerdo con una realización no ilustrada en las figuras adjuntas, cada montante puede guiar y soportar el muñón de eje de la rueda delantera respectiva coaxialmente a un eje geométrico de extensión predominante de la misma. En este caso, los medios de suspensión de cada rueda delantera están integrados en el montante respectivo y aseguran un movimiento de resorte rectilíneo del muñón de eje a lo largo del eje geométrico de extensión predominante del montante.

Alternativamente, como se ilustra en las figuras adjuntas, el mecanismo 20 de basculamiento cinemático de cuadrilátero articulado puede implementarse de tal manera que cada uno de los montantes 48 guía y soporta el muñón 60 de eje de la respectiva rueda delantera 10', 10" externamente a sí mismo a través de un sistema de conexión cinemática del tipo roto-traslacional.

Ventajosamente, de acuerdo con una realización no ilustrada en las figuras adjuntas, cuando el mecanismo de basculamiento cinemático es un sistema de cuadrilátero articulado, la primera y segunda porción de anclaje anteriores puede consistir en dos componentes seleccionados de los montantes y los travesaños de dicho sistema de cuadrilátero articulado y, por lo tanto, están ambos sujetos a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10". Operativamente, el bloqueo de la rotación de la varilla 110 con respecto al plano de basculamiento determina el bloqueo de la configuración de cuadrilátero articulado, y entonces como resultado de los movimientos de basculamiento que se permiten mediante tal sistema de cuadrilátero articulado.

Alternativamente, de acuerdo con otra realización no ilustrada en las figuras adjuntas, dicha varilla 110 puede conectar un componente seleccionado de los montantes y los travesaños de dicho sistema de cuadrilátero articulado directamente al bastidor 16 de avantrén. En este caso, solo una de dichas primera y segunda porción de anclaje está sujeta a los movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10".

Preferiblemente, en ambas realizaciones anteriores, que proporcionan la conexión de la varilla 110, respectivamente entre dos componentes del cuadrilátero articulado o entre uno de tales componentes y el bastidor de avantrén, los medios de abisagramiento en el primer extremo 111 de la varilla 110 pueden consistir simplemente en la primera bisagra 101' de basculamiento. El cuadrilátero articulado es de hecho siempre paralelo a dicho plano de basculamiento en todas sus diferentes configuraciones y es transparente a los movimientos de dirección, tal como el bastidor de avantrén.

Ventajosamente, el avantrén 8 está provisto de un dispositivo de dirección adaptado para controlar la rotación de los muñones de eje alrededor de los ejes geométricos de dirección respectivos de cada rueda delantera 10', 10". El dispositivo de dirección puede actuar directamente sobre los muñones de eje y estar sujeto a la acción de las suspensiones, o actuar indirectamente sobre los muñones de eje sin estar sujeto a la acción de las suspensiones. De acuerdo con un primer aspecto de la invención, como se ilustra en las figuras adjuntas, dicho primer dispositivo de bloqueo comprende un mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela que está preferiblemente conectado a dicha varilla 110, preferiblemente en la biela 210 por medio de una primera bisagra cilíndrica 201, y a dicha primera porción 60 de anclaje, preferiblemente en dicha manivela 220 por medio de una segunda bisagra cilíndrica 202, para definir un cuadrilátero articulado.

Preferiblemente, la biela 210 está conectada a la manivela 220 por medio de una bisagra 203 de articulación cilíndrica.

Preferiblemente, la biela 210 anterior es aplicada:

- en un primer extremo 210a a la bisagra 203 de articulación cilíndrica o la primera bisagra cilíndrica 201 en una posición descentrada con respecto al eje geométrico de bisagra respectivo por medio de una escuadra 231 de soporte; y

- en un segundo extremo 210b a la primera bisagra cilíndrica 201 o la bisagra 203 de articulación cilíndrica con un acoplamiento axialmente móvil.

Preferiblemente, la primera 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202 de arriba y la bisagra 203 de articulación cilíndrica anterior tienen todas un eje geométrico de bisagra paralelo al eje geométrico de bisagra de la primera bisagra 101' de basculamiento y constituyen los vértices de dicho cuadrilátero articulado, en el cual:

- dos primeros lados opuestos están formados por la manivela 220 y por la porción del primer extremo 111 de la varilla 110 comprendido entre la primera bisagra 101' de basculamiento y la primera bisagra cilíndrica 201; y - los otros dos lados opuestos están formados directamente por la primera porción de anclaje (o por la bisagra 101" de dirección cilíndrica que está conectada a la primera porción 60 de anclaje, como se ilustra en las figuras adjuntas) y por el conjunto formado por la escuadra 231 de soporte y la biela 210.

Funcionalmente, el cuadrilátero articulado anterior varía su configuración a medida que el ángulo de basculamiento a del primer extremo 111 de la varilla 110 varía debido a los movimientos de basculamiento de las dos ruedas delanteras.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer dispositivo de bloqueo anterior comprende un actuador 230 que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento a dicho mecanismo cinemático 210, 220 de bielamanivela para variar la configuración de dicho mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela entre:

- una configuración bloqueada, en la que el cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo, definiendo así un puntal del ángulo de basculamiento a de la varilla (como se ilustra en las figuras 5 y 6; y - al menos una configuración libre, en la que el cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja los movimientos de basculamiento libres (como se ilustra en las figuras 3 y 4). Preferiblemente, el actuador 230 es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento axial a la biela 210 con respecto a la primera bisagra cilíndrica 201 anterior o la bisagra 203 de articulación cilíndrica anterior para variar la distancia H definida entre la primera bisagra 203 de articulación cilíndrica y la primera bisagra cilíndrica 201.

Operativamente, el actuador 230 anterior se puede operar para variar tal distancia H girando la manivela 220 alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 y manteniendo la biela 210 desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica 202 para variar la configuración de dicho mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela entre:

- una configuración bloqueada, en la que la manivela 220 está alineada con respecto a un eje geométrico de bloqueo que pasa entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202 y dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo, definiendo así un puntal de bloqueo del ángulo de basculamiento a de la varilla (como se ilustra en las figuras 5 y 6); y

- al menos una configuración libre, en la que la manivela 220 está desalineada con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo y dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento (como se ilustra en las figuras 3 y 4).

Debido a la invención, el bloqueo del basculamiento en el primer extremo 111 de la varilla, es decir, en otras palabras la aplicación de un par motor adecuado para evitar variaciones en el ángulo de basculamiento a alrededor de la primera bisagra 101' de basculamiento, no se confía al actuador 230 sino al mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela.

La función del actuador 230 es únicamente impartir un movimiento de desplazamiento a dicho mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela y, en particular, cambiar la distancia H, y así provocar la rotación de la manivela 220 alrededor de la segunda bisagra 202, para degenerar el cuadrilátero articulado en un triángulo, definiendo así un puntal de bloqueo.

El actuador 230 solo debe ser capaz de proporcionar suficiente potencia para superar la fricción de las bisagras, pero no para llevar a cabo la acción real de bloqueo.

En cambio, la acción de bloqueo de basculamiento se logra por medio de una restricción mecánica estática, que crea una situación de incompatibilidad cinemática con los movimientos de rotación de la varilla alrededor de la primera bisagra 101' de basculamiento. Para asegurar un bloqueo efectivo del basculamiento es, por lo tanto, suficiente medir de forma estática los componentes del mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela de tal manera que son capaces de soportar el par motor de bloqueo del basculamiento.

Se estima que de media, un sistema de este tipo debe soportar un par motor de unos 22 kgm, correspondiente con una carga pico entre la biela y la manivela del orden de 700 kg. Esta carga actúa principalmente en los componentes del mecanismo cinemático de biela-manivela, que afecta en particular a la biela. Sin embargo, el actuador 230 no se ve afectado de ninguna manera por que esta carga sea externa al sistema de biela-manivela.

Esto permite adoptar actuadores de potencia significativamente reducida en comparación con los sistemas tradicionales, con la consiguiente reducción también del tamaño y dimensiones de los propios actuadores.

Ventajosamente, para reducir al mínimo la fricción en las bisagras, es posible implementar las bisagras mediante cojinetes de rodillos.

De lo anterior, el sistema de bloqueo de basculamiento de acuerdo con la invención permite por lo tanto combinar la instalación simple de una varilla como elemento de bloqueo de basculamiento con una pequeña huella del sistema en su conjunto. De hecho, es posible usar actuadores que tienen un tamaño significativamente más pequeño que los requeridos por los sistemas tradicionales. La reducción del tamaño de los actuadores tiene como consecuencia no solo una reducción de las dimensiones generales, sino también de los costes.

Operativamente, como se mencionó anteriormente, para llevar el mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela a la configuración bloqueada, el actuador 230 se opera para impartir preferiblemente un movimiento de desplazamiento a la biela 210 con respecto a dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica o con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica 201, con el fin de reducir progresivamente la distancia H. Este desplazamiento axial se produce mientras se mantiene la varilla 210 desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica 202 debido a la presencia de dicha escuadra 231 de soporte. Como resultado, la manivela 220 gira alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 y el cuadrilátero articulado se deforma progresivamente. El cuadrilátero articulado conserva la capacidad de seguir los movimientos de basculamiento inducidos en la varilla 110, mientras disminuye gradualmente la amplitud de las posibles oscilaciones de basculamiento alrededor de cada posición. Cuando la manivela está alineada con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo (pasando entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202), el sistema se convierte en isostático y se bloquea, evitando así los movimientos de basculamiento de la varilla y, por lo tanto, del vehículo automóvil.

Operativamente, para llevar el mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela a una configuración desbloqueada, es suficiente operar el actuador 230 de manera que imparta preferiblemente un movimiento de desplazamiento axial inverso a la biela 210 con respecto a dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica o con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica 201 para aumentar gradualmente la distancia H y determinar una contrarrotación de la manivela 220.

Esto es posible por el hecho de que a través de dicha escuadra 231 de soporte, la biela 210 se mantiene siempre desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica 202. Como resultado, entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica (o la segunda bisagra cilíndrica 202) y el eje geométrico longitudinal de la biela 210, siempre se define un brazo A, que cuando el actuador 230 aplica una fuerza axial a lo largo del eje geométrico de la biela 210 genera un momento de rotación en la manivela 220 alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202.

Tal situación cinemática ocurre con cualquier configuración del cuadrilátero articulado. Esto asegura que el actuador 230 siempre pueda cambiar la distancia H y así girar la manivela. Por lo tanto, la reversibilidad de la configuración siempre está garantizada.

De la descripción anterior, parece que la consecución de la configuración bloqueada no es percibida de hecho por el actuador 230. Cinemáticamente, si se activa, el actuador 230 es de hecho capaz de forzar la manivela 220 más allá de la posición correspondiente a la configuración bloqueada, compatible con los límites de deformación mecánica del mecanismo cinemático de biela-manivela.

Para asegurar el posicionamiento del sistema de biela-manivela en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada, dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además medios 240 de parada adecuados para detener la rotación de la manivela 220, preferiblemente con respecto a la segunda bisagra cilíndrica 202, en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en la transición entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.

Preferiblemente, dichos medios de parada consisten en un elemento mecánico 240 de fin de carrera.

En particular, como se ilustra en las figuras adjuntas, el fin de carrera mecánico anterior consiste en un mecanismo 240 de Fairbairn que conecta diagonalmente la primera bisagra cilíndrica 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202. En particular, el mecanismo de Fairbairn tiene una ranura longitudinal 241 en la que se acopla la primera bisagra cilíndrica 201. La ranura 241 permite un movimiento de deslizamiento con respecto a la primera bisagra cilíndrica 201 para permitir el deslizamiento a lo largo del eje geométrico entre dicha primera 201 y segunda bisagra cilíndrica 202.

El mecanismo 240 de Fairbairn define un asiento 242 de aplicación para la bisagra 203 de articulación cilíndrica. Tal asiento 242 de aplicación está alineado axialmente entre la primera 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202 y permite el correcto posicionamiento de la manivela en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada del mecanismo cinemático de biela-manivela. Debido al mecanismo 240 de Fairbairn, el posicionamiento correcto de la manivela 220 puede así obtenerse de una manera mecánicamente simple y confiable sin por lo tanto la necesidad de implementar costosos y complejos sistemas de control del actuador.

De acuerdo con la realización mostrada en las figuras adjuntas, dicha varilla 210 consiste en un tornillo sin fin que está engranado de manera giratoria en un cuerpo 201a de soporte de la primera bisagra cilíndrica 201 o de la bisagra 203 de articulación cilíndrica. El actuador 230 está adaptado para impartir al tornillo sin fin 210 un movimiento de rotación sobre su eje geométrico que determina un desplazamiento axial de la biela 210 con respecto a la primera bisagra cilíndrica 201 o a la bisagra cilíndrica 203 de articulación.

Preferiblemente, como se ilustra en las figuras adjuntas, dicho tornillo sin fin 210 está engranado de manera giratoria en el cuerpo 201a de soporte de la primera bisagra cilíndrica 201 con la segunda porción 210b de extremo de la misma y está conectado a la bisagra 203 de articulación cilíndrica en la primera porción 210a de extremo de la misma indirectamente por medio de dicha escuadra 231 de soporte, que está configurada para mantener el tornillo sin fin 210 descentrado con respecto a la bisagra 203 de articulación cilíndrica. En una realización, el tornillo sin fin es un tornillo de bolas de recirculación que reduce la fricción por deslizamiento. Ventajosamente, de acuerdo con la realización mostrada en las figuras adjuntas, el actuador 230 está soportado por la escuadra 231 de soporte externamente al cuadrilátero articulado y está aplicado de manera giratoria con la primera porción 210a de extremo del tornillo sin fin 210.

De acuerdo con una realización no ilustrada en las figuras adjuntas, la manivela 210 puede comprender un amortiguador dispuesto a lo largo de su eje geométrico longitudinal, adaptado para determinar un bloqueo no brusco del basculamiento cuando el mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela se lleva a la configuración bloqueada. Funcionalmente, una vez que se ha logrado la configuración bloqueada, todavía son posibles las oscilaciones a lo largo del eje geométrico de bloqueo, es decir, a lo largo de la manivela debido a la presencia del amortiguador. Esto evita un bloqueo brusco del basculamiento.

Ventajosamente, el sistema antivuelco 100 anterior comprende medios de parada de dicho amortiguador adaptados para desactivar el amortiguador, evitando oscilaciones a lo largo del eje geométrico de la manivela 220 y provocando así un bloqueo estático. Preferiblemente, tal amortiguador es un amortiguador bidireccional.

De acuerdo con una realización no ilustrada en las figuras adjuntas, el sistema antivuelco 100 comprende un segundo dispositivo de bloqueo que está adaptado para bloquear reversiblemente el ángulo de rotación de la varilla 110 también en el segundo extremo 111 y es idéntico al primer dispositivo de bloqueo anterior dispuesto en el primer extremo 111 de la varilla 110. En este caso, los medios 102', 102" de abisagramiento a dicho segundo extremo 112 de la varilla 110 comprenden una segunda bisagra 102' de basculamiento que tiene su eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal al plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10" y están conectados a la segunda porción de anclaje.

La provisión de un primer y segundo dispositivo de bloqueo, respectivamente, en el primer 111 y el segundo extremo 11 de la varilla permite hacer simétrico el bloqueo del basculamiento en las dos ruedas delanteras 10', 10". Esto se aplica en particular si la varilla 110 conecta directamente los muñones 60 de eje de las dos ruedas delanteras 10', 10" entre sí.

Ventajosamente, como se ilustra en las figuras adjuntas, también si solo se proporciona un sistema de bloqueo en el primer extremo 111 de la varilla, los medios 102', 102" de abisagramiento en el segundo extremo 112 de la varilla 110 pueden comprender un segundo bisagra 102' de basculamiento que tiene su eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal al plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10" y está conectada a la segunda porción de anclaje.

Preferiblemente, la varilla 110 es extensible en la dirección longitudinal entre dicho primer 111 y segundo extremo 112, para permitir que la varilla 110 se extienda en una dirección longitudinal a lo largo de su eje geométrico longitudinal X. En particular, la varilla 110 puede hacerse extensible dotándola de una estructura telescópica.

Funcionalmente, la extensibilidad de la varilla 110 en la dirección longitudinal es necesaria si la varilla 110 conecta entre sí dos partes del avantrén cuya distancia puede variar, por ejemplo, como resultado de los movimientos de basculamiento o dirección de las ruedas. En este caso, la extensibilidad longitudinal es necesaria para evitar que la varilla 110 interfiera con la maniobrabilidad del vehículo automóvil.

Esto ocurre particularmente cuando:

- la varilla 110 se coloca para conectar los muñones de eje de las dos ruedas delanteras y se conecta a las mismas fuera de los respectivos ejes geométricos de dirección; o

- la varilla 110 se coloca para conectar un montante y un travesaño del mecanismo de basculamiento cinemático de cuadrilátero articulado.

De lo contrario, si, por ejemplo, se coloca la varilla 110 para conectar los dos montantes de un sistema de cuadrilátero articulado de forma regular (como rectangular), paralelo a los dos travesaños, no se requiere la extensibilidad de la varilla. De hecho, en este caso, los puntos conectados por la varilla 110 nunca varían su distancia. Del mismo modo, la extensibilidad no es necesaria si la varilla conecta los dos muñones de eje en los respectivos ejes geométricos de dirección y a la misma altura con respecto al suelo.

Preferiblemente, como ya se mencionó, si la varilla 110 está conectada a uno o ambos muñones de eje, los medios 101', 101" de abisagramiento al primer extremo de la varilla también comprenden una bisagra 101" de dirección cilíndrica que tiene un eje geométrico de bisagra paralelo al plano de basculamiento para permitir los movimientos de dirección al muñón de eje.

Más en detalle, como se ilustra en las figuras adjuntas, la primera bisagra 101' de basculamiento está conectada a dicha bisagra 101" de dirección cilíndrica. La conexión a la primera porción de anclaje (que en este caso consiste en un muñón 60 de eje) se logra mediante la bisagra 101' de dirección anterior, que en las figuras adjuntas está anclada al muñón 60 de eje mediante dos o más brazos 103 de soporte. En este caso, como se ilustra en las figuras adjuntas, también la segunda bisagra cilíndrica 202 está conectada a la bisagra 101"de dirección anterior para permitir que el mecanismo cinemático 210, 220 de biela-manivela siga los movimientos de dirección.

Un objeto de la presente invención es también un método para bloquear reversiblemente los movimientos de basculamiento de un vehículo automóvil de tres o cuatro ruedas, que tiene un avantrén 8 de acuerdo con la presente invención y en particular como se describe anteriormente.

El método anterior comprende, alternativamente:

- un paso de bloqueo de basculamiento, en el que la manivela 220 gira alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 hasta dicha configuración bloqueada donde intervienen dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 240 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo, degenerando el cuadrilátero articulado sustancialmente en un triángulo y definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla; y

- un paso de liberación de basculamiento, en el que la manivela 220 gira desde dicha configuración bloqueada hasta al menos dicha configuración libre desaplicando la manivela 220 de dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 230 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo, restableciendo una configuración de no degeneración de dicho cuadrilátero articulado y en consecuencia liberando los movimientos de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10".

Preferiblemente, en el paso de bloqueo de basculamiento, la manivela 220 gira alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 hasta dicha configuración bloqueada donde intervienen dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 240 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo, para reducir la distancia H definida entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la bisagra 203 de articulación cilíndrica, para alinear la manivela 220 sobre el eje geométrico de bloqueo definido entre la segunda bisagra cilíndrica 202 y la primera bisagra cilíndrica 201.

Preferiblemente, en el paso de liberación de basculamiento, la manivela 220 gira desde dicha configuración bloqueada hasta al menos dicha una configuración libre desaplicando la manivela 220 de dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 230 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo para aumentar la distancia H entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la bisagra 203 de articulación cilíndrica, para desalinear de nuevo la manivela 220 con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo.

Un objeto de la presente invención es también un vehículo automóvil 4 que tiene una rueda motriz en la parte trasera y un avantrén 8 de acuerdo con la presente invención y en particular como se describe anteriormente. En aspectos funcionales adicionales, el mecanismo de bloqueo de basculamiento, de acuerdo con la presente invención, difiere de los sistemas de la técnica anterior como se describe a continuación.

El paso de bloqueo, pero también el opuesto, de liberación, no tiene un paso "transitorio", como ocurre en la actuación de un freno de fricción, como una pinza mecánica, hidráulica, un freno de correa, etc.

En detalle, cuando las pastillas de un freno entran en contacto con el disco, se genera una fuerza de fricción que aumenta progresivamente hasta provocar el bloqueo, una vez que se ha alcanzado un valor predeterminado. En otras palabras, el bloqueo se produce cuando la carga sobre las pastillas alcanza dicho valor predeterminado. Por estos motivos, hablamos de transitorio que identifica el intervalo de tiempo entre el accionamiento del bloque y el bloqueo mecánico real.

En este paso transitorio, por lo tanto, el vehículo aún no puede determinar una condición de equilibrio estático; al mismo tiempo, la conducción está fuertemente penalizada.

Para explicar mejor con referencia a un vehículo de tres ruedas, la duración de accionamiento del motor eléctrico que activa el bloqueo de basculamiento se estima en unos 2 segundos. El vehículo comienza a bloquearse después de solo 1 segundo. Esto implica que, si debido a requisitos de trayectoria el vehículo se inclina, el conductor siente un mayor contraste con su entrada de conducción. Si el vehículo encuentra un obstáculo en un lado, la suspensión puede estar inactiva o el vehículo también puede bascular en una carretera plana.

En la realización descrita anteriormente, no existe una condición transitoria. El actuador es accionado hasta que se produce la alineación de las bisagras; por lo tanto, el cuadrilátero está absolutamente libre porque no se introduce fricción en el sistema.

La invención permite conseguir varias ventajas, algunas de ellas ya descritas.

El sistema de bloque de basculamiento de acuerdo con la invención permite combinar la instalación simple de una varilla como elemento de bloqueo de basculamiento con una pequeña huella del sistema en su conjunto. De hecho, es posible usar actuadores que tengan un tamaño significativamente menor que los requeridos por los sistemas tradicionales. La reducción del tamaño de los actuadores tiene como consecuencia no solo una reducción de las dimensiones generales, sino también de los costes.

El sistema de bloqueo de basculamiento de acuerdo con la invención permite realizar un bloqueo no brusco del basculamiento en el caso en que la manivela del sistema de biela-manivela comprenda un amortiguador.

En el caso específico en el que se coloca la varilla 110 para conectar los muñones de eje de las dos ruedas delanteras 10', 10", el sistema de bloqueo de basculamiento de acuerdo con la invención puede simetrizarse fácilmente en ambas ruedas delanteras 10', 10" proporcionando un dispositivo de bloqueo en ambos extremos de la varilla. Esto no provoca un aumento significativo en el tamaño total del sistema y los costes relacionados debido al hecho de que se pueden usar actuadores pequeños.

El sistema de bloqueo de basculamiento de acuerdo con la invención también es de construcción simple y rentable de producir y montar en el propio vehículo automóvil.

De acuerdo con una realización preferida, se proporciona un avantrén 8 de un vehículo automóvil de basculamiento de tres o cuatro ruedas, que comprende:

- un bastidor 16 de avantrén,

- al menos un par de ruedas delanteras 10', 10" conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor 16 de avantrén por medio de un mecanismo 20 de basculamiento cinemático que permite que las mismas rueden de manera síncrona y especular,

- un sistema antivuelco 100 que comprende una varilla 110 que tiene un primer 111 y un segundo extremo 112 opuestos entre sí que conectan por medio de medios 101', 101"; 102', 102" de abisagramiento una primera 60 y una segunda porción 60 de anclaje del avantrén 8 directamente entre sí, en la que al menos una de dichas primera 60 y segunda porción 60 de anclaje está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10",

estando configurados dichos medios 101', 101"; 102', 102" de abisagramiento para seguir pasivamente los movimientos de dicha primera y segunda porción de anclaje,

en el que los medios 101', 101" de abisagramiento en dicho primer extremo 11 de la varilla comprenden al menos una primera bisagra 101' de basculamiento que tiene su eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal a un plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10" y están conectados a dicha primera porción 60 de anclaje,

en el que dicho sistema antivuelco 100 comprende un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente un ángulo de rotación a de dicha varilla 110 con respecto a dicha primera bisagra 101' de basculamiento en dicho primer extremo 11, dicho ángulo de rotación a correspondiendo al ángulo de basculamiento de dicha varilla,

en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende una biela-manivela cinemática 210, 220 que está conectada a dicha varilla 110 en la biela 210 por medio de una primera bisagra cilíndrica 201, y a dicha primera porción 60 de anclaje en dicha manivela 220 por medio de una segunda bisagra cilíndrica 202 para definir un cuadrilátero articulado, estando dicha biela 210 conectada a dicha manivela 220 por medio de una bisagra 203 de articulación cilíndrica, dicha primera 201 y segunda bisagra cilíndrica 202 y dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica teniendo todas ejes geométricos de bisagra paralelos al eje geométrico de bisagra de la primera bisagra 101' de basculamiento;

dicha biela 210 siendo aplicada:

- en un primer extremo 210a a la bisagra 203 de articulación cilíndrica o la primera bisagra cilíndrica 201 en una posición descentrada con respecto al eje geométrico de bisagra respectivo por medio de una escuadra 231 de soporte; y

- en un segundo extremo 210b a la primera bisagra cilíndrica 201 o la bisagra 203 de articulación cilíndrica con un acoplamiento axialmente móvil

en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además:

- un actuador 230 que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento axial a la biela 210 con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica 201 o con respecto a dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica para variar la distancia H definida entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la primera bisagra cilíndrica 201, pudiendo operar dicho actuador 230 para variar dicha distancia H girando la manivela 220 alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 y manteniendo dicha biela 210 desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica 202 para variar la configuración de dicha biela-manivela 210, 220 cinemática entre una configuración bloqueada, en la que dicha manivela 220 está alineada con respecto al eje geométrico de bloqueo que pasa entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202 y dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla, y al menos una configuración libre, en la que dicha manivela 220 está desalineada con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo, y dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento; y

- medios 240 de parada adecuados para detener la rotación de dicha manivela 220 con respecto a dicha segunda bisagra cilíndrica 202 en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en el paso entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.

Además, el método de bloqueo de los movimientos de basculamiento de un vehículo automóvil de tres o cuatro ruedas, que tiene un avantrén 8 como se ha especificado anteriormente, comprende, en alternancia:

- un paso de bloqueo de basculamiento, en el que la manivela 220 gira alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 hasta dicha configuración bloqueada donde intervienen dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 240 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo, para reducir la distancia H definida entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la bisagra 203 de articulación cilíndrica, para alinear la manivela 220 sobre el eje geométrico de bloqueo definido entre la segunda bisagra cilíndrica 202 y la primera bisagra cilíndrica 201, degenerando dicho cuadrilátero articulado sustancialmente en un triángulo y definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla; y

- un paso de liberación de basculamiento, en el que la manivela 220 gira desde dicha configuración bloqueada hasta al menos dicha configuración libre desaplicando la manivela 220 de dichos medios 240 de parada, accionando el actuador 230 de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo para aumentar la distancia H entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la bisagra 203 de articulación cilíndrica, para desalinear nuevamente la manivela 220 con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo, restableciendo una configuración de no degeneración de dicho cuadrilátero articulado y en consecuencia liberando los movimientos de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10". De nuevo, de acuerdo con una realización preferida, se proporciona un sistema antivuelco de un avantrén 8 de un vehículo automóvil basculante con tres o cuatro ruedas, en el que dicho avantrén 8 comprende:

- un bastidor 16 de avantrén; y - al menos un par de ruedas delanteras 10', 10" conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor 16 de avantrén por medio de un mecanismo 20 de basculamiento cinemático que permite que las mismas basculen de manera síncrona y especular,

dicho sistema antivuelco 100 comprendiendo una varilla 110 que tiene un primer 111 y un segundo extremo 112 opuestos entre sí que está destinada, en la condición instalada en dicho avantrén 8, para conectarse por medio de medios 101', 101"; 102', 102" de abisagramiento una primera 60 y una segunda porción 60 de anclaje del avantrén 8 directamente entre sí, en el que al menos una de dichas primera 60 y segunda porción de anclaje 60 está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras 10', 10",

estando configurados dichos medios 101', 101"; 102', 102" de abisagramiento para seguir pasivamente los movimientos de dicha primera y segunda porción de anclaje,

en el que los medios 101', 101" de abisagramiento en dicho primer extremo 11 de la varilla comprenden al menos una primera bisagra 101' de basculamiento que tiene su eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal a un plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras 10', 10" y están conectados a dicha primera porción 60 de anclaje,

comprendiendo dicho sistema antivuelco 100 un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente un ángulo de rotación a de dicha varilla 110 con respecto a dicha primera bisagra 101' de basculamiento en dicho primer extremo 111, dicho ángulo de rotación a correspondiendo al ángulo de basculamiento de dicha varilla,

en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende una biela-manivela cinemática 210, 220 que está conectada a dicha varilla 110 en la biela 210 por medio de una primera bisagra cilíndrica 201, y a dicha primera porción 60 de anclaje en dicha manivela 220 por medio de una segunda bisagra cilíndrica 202 para definir un cuadrilátero articulado, estando dicha biela 210 conectada a dicha manivela 220 por medio de una bisagra 203 de articulación cilíndrica, dicha primera 201 y segunda bisagra cilíndrica 202 y dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica teniendo todas ejes geométricos de bisagra paralelos al eje geométrico de bisagra de la primera bisagra 101' de basculamiento;

dicha biela 210 siendo aplicada:

- en un primer extremo 210a a la bisagra 203 de articulación cilíndrica o la primera bisagra cilíndrica 201 en una posición descentrada con respecto al eje geométrico de bisagra respectivo por medio de una escuadra 231 de soporte; y

- en un segundo extremo 210b a la primera bisagra cilindrica 201 o la bisagra 203 de articulación cilindrica con un acoplamiento axialmente móvil

en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además:

- un actuador 230 que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento axial a la biela 210 con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica 201 o con respecto a dicha bisagra 203 de articulación cilíndrica para variar la distancia H definida entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la primera bisagra cilíndrica 201, pudiendo funcionar dicho actuador 230 para variar dicha distancia H girando la manivela 220 alrededor de la segunda bisagra cilíndrica 202 y manteniendo dicha biela 210 desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra 203 de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica 202 para variar la configuración de dicha biela-manivela cinemática 210, 220 entre una configuración bloqueada, en la que dicha manivela 220 está alineada con respecto al eje geométrico de bloqueo que pasa entre la primera bisagra cilíndrica 201 y la segunda bisagra cilíndrica 202 y dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla, y al menos una configuración libre, en la que dicha manivela 220 está desalineada con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo, y dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento; y

- medios 240 de parada adecuados para detener la rotación de dicha manivela 220 con respecto a dicha segunda bisagra cilíndrica 202 en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en el paso entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.

La invención así concebida consigue así los fines previstos.

Por supuesto, puede adoptar, en su realización práctica, también formas y configuraciones distintas de las anteriores sin apartarse del presente alcance de protección.

Además, todos los detalles pueden remplazarse con elementos equivalentes técnicos y las dimensiones, formas y materiales usados pueden ser cualquiera de acuerdo con las necesidades.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. - Avantrén (8) de un vehículo automóvil basculante de tres o cuatro ruedas, que comprende:

un bastidor (16) de avantrén,

al menos un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor (16) de avantrén por medio de un mecanismo (20) de basculamiento cinemático,

un sistema antivuelco (100) que comprende una varilla (110) que tiene un primer (111) y un segundo extremo (112) opuestos entre sí que conectan por medio de medios (101', 101"; 102' 102") de abisagramiento una primera (60) y una segunda porción (60) de anclaje del avantrén (8) directamente entre sí, en el que al menos una de dichas primera (60) y segunda porción (60) de anclaje está sujeta a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras (10', 10"),

comprendiendo dicho sistema antivuelco (100) un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente un ángulo de rotación (a ) de dicha varilla (110), correspondiendo dicho ángulo de rotación (a ) al ángulo de rotación de dicha varilla,

caracterizado porque dicho primer dispositivo de bloqueo comprende una biela-manivela cinemática (210, 220) que está conectada respectivamente a dicha varilla (110), y a dicha primera porción (60) de anclaje para definir un cuadrilátero articulado,

y en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además:

- un actuador (230) que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento a dicha biela-manivela cinemática (210, 220) para variar la configuración de dicha biela-manivela cinemática (210, 220) entre una configuración bloqueada, en la que dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla, y al menos una configuración libre, en la que dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento; y

- medios (240) de parada adecuados para detener la rotación de dicha manivela (220) en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en el paso entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.

2. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha biela-manivela cinemática (210, 220) está conectada a dicha varilla (110) en la biela (210) por medio de una primera bisagra cilíndrica (201), y dicha primera porción (60) de anclaje en dicha manivela (220) por medio de una segunda bisagra cilíndrica (202), y en el que dicha biela (210) está conectada a dicha manivela (220) por medio de una bisagra (203) de articulación cilíndrica, dicha primera (201) y segunda bisagra cilíndrica (202) y dicha bisagra (203) de articulación cilíndrica teniendo todos ejes geométricos de bisagra paralelos al eje geométrico de bisagra de la primera bisagra (101') de basculamiento.

3. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha biela (210) es aplicada:

- en un primer extremo (210a) a la bisagra (203) de articulación cilíndrica o la primera bisagra cilíndrica (201) en una posición descentrada con respecto al eje geométrico de bisagra respectivo mediante una escuadra (231) de soporte; y

- en un segundo extremo (210b) a la primera bisagra cilíndrica (201) o la bisagra (203) de articulación cilíndrica con un acoplamiento axialmente móvil.

4. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que dicho actuador (230) es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento axial a la biela (210) con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica (201) o con respecto a dicha bisagra (203) de articulación cilíndrica para variar la distancia (H) definida entre la bisagra (203) de articulación cilíndrica y la primera bisagra cilíndrica (201), pudiendo operar dicho actuador (230) para variar dicha distancia (H) girando la manivela (220) alrededor de la segunda bisagra cilíndrica (202) y manteniendo dicha biela (210) desalineada con respecto al eje geométrico entre la bisagra (203) de articulación cilíndrica y la segunda bisagra cilíndrica (202).

5. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 2, 3 o 4, en el que en la configuración bloqueada dicha manivela (220) está alineada con respecto al eje geométrico de bloqueo que pasa entre la primera bisagra cilíndrica (201) y la segunda bisagra cilíndrica (202) y en la configuración libre dicha manivela (220) está desalineada con respecto a dicho eje geométrico de bloqueo.

6. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de parada consisten en un elemento mecánico (240) de fin de carrera.

7. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho fin de carrera mecánica consiste en un mecanismo (240) de Fairbairn que conecta diagonalmente dicha primera bisagra cilíndrica (201) y dicha segunda bisagra cilíndrica (202) y es deslizable axialmente con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica (201) a través de una conexión (241) de ranura longitudinal para permitir el deslizamiento a lo largo del eje geométrico entre dicha primera (201) y segunda bisagra cilíndrica (202), definiendo dicho mecanismo (240) de Fairbairn un asiento (242) de aplicación para la bisagra (203) de articulación cilíndrica, en la que dicho asiento (242) de aplicación está alineado axialmente entre la primera (201) y la segunda bisagra cilíndrica (202).

8. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha biela (210) consiste en un tornillo sin fin que está engranado rotacionalmente en un cuerpo (201a) de soporte de dicha primera bisagra cilíndrica (201) o de dicha bisagra cilíndrica de articulación (203), siendo dicho actuador (230) adecuado para impartir a dicho tornillo sin fin (210) un movimiento de rotación sobre su eje geométrico que determina un desplazamiento axial de la biela (210) con respecto a dicha primera bisagra cilíndrica (201) o con respecto a dicha bisagra (203) de articulación cilíndrica.

9. - Avantrén (8) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho tornillo sin fin (210) está engranado rotacionalmente en el cuerpo (201a) de soporte de dicha primera bisagra cilíndrica (201) con su segunda porción (210b) de extremo y está conectado a dicha bisagra (203) de articulación cilíndrica en su primera porción (210a) de extremo indirectamente por medio de dicha escuadra (231) de soporte que está configurado para mantener dicho tornillo sin fin (210) descentrado con respecto a dicha bisagra (203) de articulación cilíndrica.

10. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha manivela (220) comprende un amortiguador dispuesto a lo largo del eje geométrico de la manivela (220), adecuado para determinar un bloqueo no brusco del basculamiento cuando la biela-manivela cinemática (210, 220) es llevada a la configuración bloqueada, y en el que se proporcionan medios de parada de dicho amortiguador, adecuados para desactivar dicho amortiguador evitando oscilaciones a lo largo del eje geométrico de la manivela y para determinar un bloqueo estático.

11. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios (102', 102") de abisagramiento en dicho segundo extremo (112) de la varilla (110) comprenden al menos una segunda bisagra (102") de basculamiento que tiene su propio eje geométrico de bisagra sustancialmente ortogonal a dicho plano de basculamiento de las dos ruedas delanteras (10', 10") y están conectados a dicha segunda porción (60) de anclaje y en el que dicho sistema antivuelco (100) comprende un segundo dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente el ángulo de rotación de dicha varilla en dicho segundo extremo (112), en el que dicho segundo dispositivo de bloqueo es idéntico a dicho primer dispositivo de bloqueo colocado en dicho primer extremo (111).

12. - Avantrén (8) de acuerdo con una más de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha varilla (110) es extensible en la dirección longitudinal entre dicho primer (111) y segundo extremo (112).

13. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas dos ruedas delanteras (10', 10") está conectada a dicho mecanismo (20) de basculamiento cinemático mediante un muñón (60) de eje respectivo, estando este último conectado mecánicamente a un pasador (68) de rotación de la rueda para sostenerla rotativamente alrededor de un eje geométrico de rotación (RR), comprendiendo dicho avantrén medios (90) de suspensión para garantizar a cada muñón (60) de eje al menos un movimiento de suspensión de resorte con respecto a dicho mecanismo (20) de basculamiento cinemático.

14. - Avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo de basculamiento cinemático comprende: un par de travesaños (24', 24"), abisagrados al bastidor (16) de avantrén en bisagras medianas (28); un par de montantes (48), que se pivotan en los extremos opuestos (40, 41) de dichos travesaños (24', 24") en bisagras laterales (52), en el que dicho par de travesaños y dicho par de montantes definen un mecanismo cinemático de cuadrilátero articulado.

15. - Vehículo automóvil (4) que tiene una rueda motriz en la parte trasera y un avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores.

16. - Método de bloqueo de los movimientos de basculamiento de un vehículo automóvil de tres o cuatro ruedas, que tiene un avantrén (8) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 14, comprendiendo dicho método alternativamente:

- un paso de bloqueo de basculamiento, en el que la manivela (220) gira accionando el actuador (230) de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo hasta dicha configuración bloqueada donde intervienen dichos medios (240) de parada, degenerando dicho cuadrilátero articulado sustancialmente en un triángulo y definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla; y

- un paso de liberación de basculamiento, en el que la manivela (220) gira accionando el actuador (230) de al menos dicho primer dispositivo de bloqueo desde dicha configuración bloqueada hasta al menos dicha configuración libre desaplicando la manivela (220) de dichos medios (240) de parada, restaurando una configuración de no degeneración de dicho cuadrilátero articulado y en consecuencia liberando los movimientos de basculamiento de las dos ruedas delanteras (10', 10").

17.- Sistema antivuelco de un avantrén (8) de un vehículo automóvil basculante de tres o cuatro ruedas, en el que dicho avantrén (8) comprende:

- un bastidor (16) de avantrén; y

- al menos un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente entre sí y al bastidor (16) de avantrén por medio de un mecanismo (20) de basculamiento cinemático,

comprendiendo dicho sistema antivuelco (100) una varilla (110) que tiene un primer (111) y un segundo extremo (112) opuestos entre sí que está destinado, en la condición instalada en dicho avantrén (8), a conectar por medio de medios (101', 101"; 102', 102") de abisagramiento una primera (60) y una segunda porción (60) de anclaje del avantrén (8) directamente entre sí, en el que al menos una de dichas primera (60) y segunda porción (60) de anclaje están sujetas a movimientos de basculamiento de dichas dos ruedas delanteras (10', 10"),

comprendiendo dicho sistema antivuelco (100) un primer dispositivo de bloqueo adecuado para bloquear reversiblemente un ángulo de rotación (a ) de dicha varilla (110), correspondiendo dicho ángulo de rotación (a ) al ángulo de basculamiento de dicha varilla, caracterizado porque dicho primer dispositivo de bloqueo comprende una biela-manivela cinemática (210, 220) que está conectada a dicha varilla (110), y a dicha primera porción (60) de anclaje para definir un cuadrilátero articulado,

y en el que dicho primer dispositivo de bloqueo comprende además:

- un actuador (230) que es adecuado para impartir un movimiento de desplazamiento a dicha biela-manivela cinemática (210, 220) para variar la configuración de dicha biela-manivela cinemática (210, 220) entre una configuración bloqueada, en la que dicho cuadrilátero articulado degenera sustancialmente en un triángulo definiendo así un puntal que bloquea el ángulo de basculamiento de la varilla, y al menos una configuración libre, en la que dicho cuadrilátero articulado tiene una configuración de no degeneración que deja libres los movimientos de basculamiento; y

- medios (240) de parada adecuados para detener la rotación de dicha manivela (220) en una posición correspondiente a dicha configuración bloqueada en el paso entre dicha configuración libre y dicha configuración bloqueada.