ES2874127T3 - Avantrén de oscilación de un vehículo automóvil y un vehículo automóvil relacionado - Google Patents

Abstract

Avantrén (8) de vehículo automóvil para cualquier motocicleta que tenga al menos tres ruedas, con el avantrén (8) de vehículo automóvil que comprende - un bastidor (16) de avantrén, - un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente al bastidor (16) de avantrén mediante un cuadrilátero articulado (20), - dicho cuadrilátero articulado (20) comprendiendo un par de travesaños (24', 24"), abisagrados al bastidor (16) de avantrén en las bisagras centrales (28), - dichos travesaños (24', 24") estando conectados entre sí, en extremos transversales opuestos (40, 44), por medio de montantes (48, 48', 48") pivotados a dichos extremos transversales (40, 44) en las bisagras laterales (52), cada montante (48', 48") extendiéndose desde un extremo superior (60) a un extremo inferior (64), el extremo superior (60) girando hacia el travesaño superior (24') y girando el extremo inferior (64) hacia el travesaño inferior (24"), - los travesaños (24 ', 24 ") y los montantes (48) definiendo el cuadrilátero articulado (20) en el que el avantrén delantero (8) comprende, en cada rueda delantera (10', 10"), una estructura (72) de soporte de oscilación conectada mecánicamente a un perno (68) de rotación de cada rueda delantera (10', 10") para soportar de forma giratoria la rueda delantera (10', 10") alrededor de un eje de rotación relacionado (R'-R', R"-R"), caracterizado porque la estructura (72) de soporte de oscilación comprende: - una guía de la rueda (88) conectada al perno (68) de rotación de la rueda delantera (10', 10") en un accesorio (94) de rueda especial, - un grupo (92) de soporte abisagrado al cuadrilátero articulado (20) mediante bisagras (76) de dirección, donde la estructura (72) de soporte de oscilación comprende un elemento (101) de amortiguador y/o un elemento elástico (102) para controlar el movimiento de oscilación, en el que el elemento elástico (102) conecta la guía de la rueda (88) y el grupo (92) de soporte entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN

Avantrén de oscilación de un vehículo automóvil y un vehículo automóvil relacionado

Alcance

La presente invención se refiere a un avantrén de oscilación de un vehículo automóvil y un vehículo automóvil de oscilación relacionado.

Estado de la técnica

Como es bien sabido, existen en la técnica vehículos de tres ruedas con una rueda motriz trasera y dos ruedas delanteras de dirección y oscilación, es decir, rodantes o inclinadas.

Por lo tanto, la rueda trasera está destinada a proporcionar el par motor y, por lo tanto, a permitir la tracción, mientras que las ruedas delanteras emparejadas tienen el propósito de proporcionar la direccionalidad del vehículo. El uso de dos ruedas delanteras, en lugar de dos ruedas traseras, evita el uso de un diferencial para la transmisión del par. Esto se traduce en una reducción de costes y peso en el eje trasero.

Los pares de ruedas del avantrén, además de la dirección, pueden oscilar y rodar: de esta manera, a diferencia de los vehículos de tres ruedas con dos ruedas en la parte trasera, los vehículos con dos ruedas en el avantrén son similares a una motocicleta real dado que, como una motocicleta, el vehículo puede inclinarse en una curva.

Con respecto a un vehículo automóvil de solo dos ruedas, tales vehículos con dos ruedas emparejadas en el avantrén tienen una mayor estabilidad proporcionada por el doble apoyo en el suelo de las ruedas delanteras, similar al que proporciona un automóvil.

Las ruedas delanteras están conectadas cinemáticamente entre sí mediante sistemas cinemáticos que aseguran que las mismas rueden y/o se dirijan de forma sincrónica y simétrica, por ejemplo, mediante la interposición de cuadriláteros articulados.

Con respecto al ángulo de dirección de las ruedas delanteras, también es posible proporcionar diferentes ángulos de dirección entre las ruedas delanteras, por ejemplo, si se usa un volante de tipo automóvil, quedando la rueda exterior más abierta en la curva.

Por tanto, los vehículos automóviles de oscilación de tres ruedas están diseñados para proporcionar al usuario la maniobrabilidad de una motocicleta de dos ruedas y, al mismo tiempo, la estabilidad y seguridad de un vehículo de cuatro ruedas.

De hecho, los dos objetivos predeterminados son antitéticos, dado que una mayor estabilidad implica la presencia de elementos adicionales con respecto a un vehículo automóvil de dos ruedas (como, por ejemplo, la tercera rueda y sus sistemas cinemáticos), que inevitablemente añaden peso a la estructura del vehículo.

Además, la presencia de "solo" tres ruedas no puede garantizar necesariamente la estabilidad y la capacidad de adherencia a la carretera de un vehículo de cuatro ruedas.

Por lo tanto, es fundamental desarrollar un vehículo de tres ruedas que pueda resistir estos objetivos antitéticos y, al mismo tiempo, garantizar la estabilidad y facilidad de manejo, así como la fiabilidad y los bajos costes.

Para lograr estos objetivos, se debe desarrollar una geometría específica de la porción delantera del bastidor, o avantrén, para soportar las ruedas delanteras en su movimiento de dirección y de rodadura o de oscilación.

Presentación de la invención

Para resolver los problemas mencionados anteriormente, se han adoptado en la técnica varias soluciones de vehículos de tres ruedas, dos de las cuales se encuentran en el avantrén.

Tales soluciones conocidas en la técnica no optimizan la necesidad de estabilidad y maniobrabilidad descritas anteriormente.

Por tanto, se percibe la necesidad de resolver los inconvenientes y limitaciones citados con referencia a la técnica conocida.

Este requisito se satisface con un avantrén de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1 y un vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 15.

Descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la presente invención serán más comprensibles a partir de la siguiente descripción de sus realizaciones preferidas y no limitantes, en las que:

la figura 1 es una vista en perspectiva parcial de un vehículo automóvil de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva del detalle II de un avantrén del vehículo automóvil de la figura 1;

la figura 3 es una vista lateral del detalle de la figura 2, desde el lado de la flecha III de la figura 2;

la figura 4 es una vista en planta del detalle de la figura 2, desde el lado de la flecha IV de la figura 2;

la figura 5 es una vista lateral del detalle de la figura 2, desde el lado de la flecha V de la figura 2;

la figura 6 es una vista en perspectiva parcial de un vehículo automóvil de acuerdo con otra realización de la presente invención;

la figura 7 es una vista en perspectiva del detalle VII de un avantrén del vehículo automóvil de la figura 6;

la figura 8 es una vista lateral del detalle de la figura 7, desde el lado de la flecha VIII de la figura 7;

la figura 9 es una vista en planta del detalle de la figura 7, desde el lado de la flecha IX de la figura 7;

la figura 10 es una vista lateral del detalle de la figura 7, desde el lado de la flecha X de la figura 7;

la figura 11 es una vista en perspectiva parcial de un vehículo automóvil de acuerdo con una realización adicional de la presente invención;

la figura 12 es una vista en perspectiva del detalle XII de un avantrén del vehículo automóvil de la figura 11; la figura 13 es una vista lateral del detalle de la figura 12, desde el lado de la flecha XIII de la figura 12;

la figura 14 es una vista en planta del detalle de la figura 12, desde el lado de la flecha XIV de la figura 12;

la figura 15 es una vista lateral del detalle de la figura 12, desde el lado de la flecha XV de la figura 12.

Los elementos o partes de elementos en común entre las realizaciones descritas a continuación se indicarán con las mismas referencias numéricas.

Descripción detallada

Con referencia a las figuras antes mencionadas, en 4 se indica colectivamente una vista esquemática total de un vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención.

Para los propósitos de la presente invención, debe tenerse en cuenta que el término ''vehículo automóvil debe considerarse en el sentido amplio, incluida cualquier motocicleta que tenga al menos tres ruedas, es decir, dos ruedas delanteras, como se describe mejor a continuación, y al menos una rueda trasera. Así, los llamados cuadriciclos también se incluyen en la definición de un vehículo automóvil, que tiene dos ruedas en el avantrén y dos ruedas en el eje trasero.

El vehículo automóvil 4 comprende un bastidor 6 que se extiende desde un avantrén 8 que soporta al menos dos ruedas delanteras 10, 10', 10'' hasta un eje trasero que soporta una o más ruedas traseras (no mostradas).

Es posible distinguir una rueda delantera izquierda 10' y una rueda delantera derecha 10'' en la que la definición de rueda izquierda y derecha 10', 10'' es puramente convencional y está destinada con respecto a un conductor del vehículo. Por tanto, dichas ruedas están dispuestas a la izquierda ya la derecha de un plano de línea central M-M del vehículo automóvil, con respecto al punto de observación de un conductor del mismo.

En la siguiente descripción, y también en las figuras, se hará referencia a elementos especulares o simétricos del avantrén con respecto a dicho plano de línea central M-M, usando las marcas ' y " para indicar respectivamente los componentes izquierdo y derecho del avantrén respectivamente, con respecto al punto de observación del conductor al conducir el mismo.

Para los propósitos de la presente invención, el bastidor 6 del vehículo automóvil puede ser de cualquier forma y tamaño y puede ser, por ejemplo, del tipo enrejado, tipo 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 se interconecta con un bastidor de eje trasero que puede comprender un basculante trasero (no mostrado) que soporta una o más de las ruedas motrices traseras.

Dicho basculante puede conectarse al bastidor 6 mediante abisagramiento directo o interponiendo palancas y/o bastidores intermedios.

El avantrén del vehículo automóvil 8 comprende un bastidor 16 de avantrén y un par de ruedas delanteras 10 conectadas cinemáticamente al bastidor 16 de avantrén por un cuadrilátero articulado 20.

El cuadrilátero articulado 20 comprende un par de travesaños 24, abisagrados al bastidor 16 de avantrén en las bisagras centrales 28.

El concepto de cuadrilátero articulado debe considerarse en sentido amplio; es decir, una estructura con al menos cuatro lados apta para permitir el movimiento de oscilación del avantrén y por tanto de todo el vehículo. El término "cuadrilátero articulado" también significa una estructura que tiene un mayor número de lados y/o partes cinemáticamente equivalentes a un cuadrilátero articulado. Además, la presente invención también cubre una solución de avantrén que comprende dos o más cuadriláteros articulados adecuados para producir dicha cinemática de oscilación.

Las bisagras centrales 28 definen ejes de bisagra central W-W paralelos entre sí.

Por ejemplo, dichas bisagras centrales 28 se aplican con una viga delantera 32, que se extiende a ambos lados de un plano de línea central M-M que pasa a través de una dirección longitudinal X-X o la dirección de conducción del vehículo automóvil.

Por ejemplo, un mecanismo de dirección, conectado a un manillar (no mostrado) del vehículo automóvil 4, pivota sobre una columna de dirección insertada de forma giratoria en un manguito del bastidor 6 del vehículo automóvil 4, de una manera conocida.

Los travesaños 24 se extienden a lo largo de una dirección predominantemente transversal Y-Y entre extremos transversales opuestos 40, 44.

En particular, los travesaños 24 están conectados entre sí en dichos extremos transversales opuestos 40, 44 por medio de montantes 48 pivotados a dichos extremos transversales 40, 44 en las bisagras laterales 52.

En una realización, los travesaños 24, 24', 24" están montados en voladizo con respecto a la viga delantera 32. Los travesaños 24 y los montantes 48 definen dicho cuadrilátero articulado 20. En particular, el cuadrilátero 20 comprende dos travesaños 24, es decir, un travesaño superior 24' y un travesaño inferior 24", en el que el travesaño superior 24' está orientado hacia la parte del manillar asociable y el travesaño inferior 24" está orientado hacia la suelo que soporta el vehículo automóvil 4.

Los travesaños 24', 24" no son necesariamente iguales entre sí en forma, material y tamaño; cada travesaño 24 puede fabricarse en una pieza o en dos o más partes asociadas mecánicamente, por ejemplo, mediante soldadura, pernos, remaches y similares.

Los montantes 48 son dos, en particular un montante izquierdo 48' y un montante derecho 48''.

La definición de montante derecho e izquierdo 48', 48" es puramente convencional y se refiere al conductor de un vehículo. Dichos montantes derecho e izquierdo 48', 48'' están dispuestos a izquierda y derecha de un plano de línea central M-M del vehículo automóvil, con respecto al punto de observación de un conductor del mismo.

Las bisagras laterales 52 son paralelas entre sí y definen los ejes respectivos de las bisagras laterales Z-Z.

Preferiblemente, dichas bisagras centrales 28 y laterales 52 están orientadas de acuerdo con los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z paralelos entre sí.

Los montantes derecho e izquierdo 48', 48" soportan de forma giratoria las ruedas delanteras izquierda y derecha 10', 10" respectivamente, alrededor de los respectivos ejes de dirección S'-S', S''-S''. Dichos ejes de dirección S'-S', S"-S" son paralelos entre sí.

Cada montante 48 se extiende desde un extremo superior 60 hasta un extremo inferior 64.

El extremo superior 60 se dirige hacia el travesaño superior 24' y el extremo inferior 64 se dirige hacia el travesaño inferior 24''. Cada rueda delantera comprende un muñón 56 de eje de una rueda delantera 10.

De acuerdo con una realización, cada muñón 56 de eje está conectado mecánicamente a un perno 68 de rotación de una rueda delantera 10 para soportar de forma giratoria la rueda delantera 10 alrededor de un eje de rotación R-R relacionado.

Preferiblemente, cada perno 68 de rotación de la rueda delantera 10 está entre el extremo superior 60 y el extremo inferior 64 del correspondiente montante 48 del cuadrilátero articulado 20.

De acuerdo con una posible realización, las bisagras 28 y 52 son paralelas entre sí y también ortogonales a dichos ejes de dirección S'-S', S"-S". En otras palabras, de acuerdo con una realización, con respecto a un plano de proyección P que pasa a través de dichas bisagras centrales 28, los ejes de dirección S'-S', S''- S" se identifican, con los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z, un ángulo a de 90 grados.

De acuerdo con posibles realizaciones, dicho ángulo a está comprendido entre 80 y 120 grados y, preferiblemente, dicho ángulo a está comprendido entre 90 y 110 grados; incluso más preferiblemente, dicho ángulo a es de 100 grados.

Los ejes de dirección S'-S', S", S", con respecto a dicho plano de proyección P, pueden estar inclinados en un ángulo de dirección p entre 4 y 20 grados y más preferiblemente entre 8 y 16 grados con respecto a una dirección vertical N-N, perpendicular al suelo.

De acuerdo con otras realizaciones, también es posible prever que las bisagras 28 y 52 estén inclinadas de acuerdo con los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z paralelos al suelo, es decir, perpendiculares a dicha dirección vertical N-N con respecto a dicho plano de proyección P: en dicha configuración dicho ángulo p es de 0 grados. Además, como se ve, es posible prever que las bisagras 28 y 52 no sean perpendiculares a los ejes de dirección S'-S', S"-S": de hecho, como se describió anteriormente, dicho ángulo a, identificado entre la dirección los ejes S'-S', S"-S" y los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z con respecto a un plano de proyección P que pasa a través de dichas bisagras centrales 28, pueden estar entre 80 y 120 grados.

El paralelismo con el suelo de los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z hace que, en el movimiento de rodadura, la rueda interior con respecto a la curva se eleve casi verticalmente con la doble ventaja de hacer que el movimiento de rodadura de la rueda se desacople de las fuerzas horizontales de frenado (transmitidas por el suelo) y de ocupar menos espacio hacia el casco del vehículo automóvil.

Cabe señalar que al oscilar los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z con respecto a los ejes de dirección S'-S', S"-S", de modo que, en estados estáticos de reposo, dichos ejes de bisagra central y lateral W-W, Z-Z no son paralelos al suelo, se obtiene que en condiciones de frenado, y por tanto, compresión de las suspensiones de las ruedas delanteras 10', 10" descritas a continuación, los mismos ejes de bisagra central y lateral W-W, Z-Z están inclinados, asumiendo un paralelismo sustancial con el suelo. Por ejemplo, ocurre que, en estados estáticos, los ejes de bisagra central y lateral W-W, Z-Z definen un ángulo p distinto de cero con la dirección horizontal (que coincide con el ángulo formado con la dirección vertical, que es normal en la dirección horizontal); en condiciones de frenado y en máxima compresión, este ángulo tiende a anularse.

Cuando, al frenar, los ejes de bisagra central W-W y lateral Z-Z son sustancialmente paralelos al suelo, se evita el deslizamiento de las ruedas, dado que las fuerzas de frenado, horizontales y por tanto paralelas al suelo, no dan componentes a lo largo del movimiento excursivo de las ruedas, que termina virtualmente ortogonal al suelo, es decir, vertical.

Cabe señalar que los extremos superior 60 e inferior 64 de los montantes 48', 48'' se colocan por encima y por debajo del perno 68 de rotación de las respectivas ruedas delanteras 10', 10'' y no completamente por encima de éste, como es el caso en las soluciones de la técnica conocida.

En otras palabras, cada perno 68 de rotación de la rueda delantera 10', 10'' se encuentra entre el extremo superior 60 y el extremo inferior 64 del correspondiente montante 48 del cuadrilátero articulado 20.

Esto implica que la rigidez de la conexión entre cada rueda de 10', 10" y el cuadrilátero articulado, que comprende la suspensión, es un orden de magnitud más rígido que las soluciones del estado de la técnica antes mencionadas, lo que ayuda a hacer más remota la posibilidad de que una resonancia alterna de las ruedas 10', 10'' pueda producirse debido a las fuerzas de frenado o un impacto asimétrico. Por tanto, la presente invención contribuye en general a proporcionar un vehículo ligero pero también seguro y preciso, y transmite al conductor una sensación de seguridad en el avantrén, ya que no provoca que el usuario sienta vibraciones o temblores en el manillar.

Además, el posicionamiento de los travesaños superior e inferior 24', 24" del cuadrilátero articulado cerca del juego vertical de las ruedas permite que el centro de gravedad del eje delantero, y por tanto del vehículo, se mueva hacia abajo, mejorando el comportamiento dinámico del vehículo.

Ventajosamente, el avantrén 8 comprende, en cada rueda delantera 10', 10", una estructura 72 de soporte de oscilación para un muñón 56 de eje de cada rueda delantera 10', 10" conectado mecánicamente a un perno 68 de rotación de cada rueda delantera 10', 10" para soportar de forma giratoria la rueda delantera 10', 10" alrededor de un eje de rotación respectivo R-R, R'-R', R"-R".

Ventajosamente, dicha estructura 72 de soporte de oscilación está abisagrada al cuadrilátero articulado 20 por medio de bisagras 76 de dirección dispuestas en los extremos superiores 60 e inferiores 64 de cada montante 48', 48''. Dichas bisagras de dirección definen los respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S" de las ruedas 10', 10" paralelas entre sí.

Preferiblemente, los ejes de dirección S'-S', S'', S'' coinciden con los ejes de simetría de dichos montantes 48', 48'', respectivamente.

Cada rueda 10', 10" comprende un plano de línea central de la rueda R'-R', R"-R", en el que dicho plano de línea central de la rueda R'-R', R", R" pasa preferiblemente a través del eje de dirección S'-S', S", S" de cada rueda delantera 10', 10". En una realización adicional, se proporciona un desplazamiento transversal o voladizo entre cada eje de dirección S'-S', S"S" y el plano de línea central relacionado de la rueda R'-R', R"-R". Tal voladizo transversal tiene entre 0 y 2 cm, más preferiblemente entre 0 y 1 cm, e incluso más preferiblemente dicho voladizo transversal es de 0,7 cm.

Preferiblemente, dicha estructura 72 de soporte de oscilación está completamente contenida dentro de un volumen 80 delimitado por una llanta 84 de cada rueda 10', 10''.

Preferiblemente, dicho volumen 80 está orientado hacia un plano de línea central M-M del avantrén 8 que pasa a través de dichas bisagras centrales 28. En otras palabras, los muñones 56 de eje se giran hacia adentro, es decir, hacia el plano de línea central M-M del vehículo automóvil, y los componentes relacionados asociados con el muñón 56 de eje no son directamente visibles para un observador externo.

De acuerdo con una realización preferida, dicha estructura 72 de soporte de oscilación comprende una rueda 88 de guía conectada a dicho muñón 56 de eje de la rueda delantera 10', 10'' y un grupo 92 de soporte abisagrado al cuadrilátero articulado 20 por medio de dichas bisagras 76 de dirección.

La rueda 88 de guía está conectada al perno 68 de rotación y soporta de forma giratoria dicho perno 68 de rotación de la rueda correspondiente 10', 10'' en un accesorio 94 de rueda específico.

La rueda 88 de guía se extiende entre los extremos axiales superior e inferior opuestos 96, 98; preferiblemente, en dichos extremos axiales opuestos 96, 98, la rueda 88 de guía está conectada mecánicamente a elementos de conexión en el bastidor.

Por ejemplo, la rueda 88 de guía está a su vez abisagrada al grupo 92 de soporte en los extremos axiales superior e inferior opuestos 96, 98 de la rueda 88 de guía por medio de al menos dos bisagras 100 de oscilación que definen respectivos ejes de oscilación B-B y que realizan una conexión rototraslacional entre la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte. De acuerdo con una posible realización, la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte, en su conjunto, están conectados entre sí por medio de tres bisagras 100 de oscilación que definen respectivos ejes de oscilación B-B, como se explica mejor a continuación.

Preferiblemente, la rueda 88 de guía, el grupo 92 de soporte y las bisagras 100 de oscilación delimitan una estructura 72 de soporte de oscilación perimetralmente cerrada.

"Estructura perimétricamente cerrada" significa que los salientes de la rueda 88 de guía del grupo 92 de soporte y las bisagras 100 de oscilación en el plano de línea central de la rueda R'-R ', R", R" definen una polilínea cerrada, es decir, tienen un perímetro cerrado.

Preferiblemente, el perno 68 de rotación de cada rueda 10', 10'' está posicionado dentro de dicha estructura 72 de soporte de oscilación perimétricamente cerrada, y/o las bisagras laterales 52 y el montante 48 respectivo están posicionados dentro de dicha estructura 72 de soporte de oscilación cerrada perimetralmente.

Ventajosamente, la estructura 72 de soporte de oscilación comprende un elemento 101 de amortiguador y/o un elemento elástico 102 para controlar el movimiento de oscilación, en el que el elemento elástico 102 conecta la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte entre sí.

De acuerdo con una realización, el elemento elástico 102 está montado en voladizo entre el grupo 92 de soporte y un extremo axial 96, 98 de la rueda 88 de guía.

De acuerdo con una posible realización, dicho elemento elástico 102 es un muelle 103 de ballesta asociado respectivamente a la rueda 88 de guía y al grupo 92 de soporte en la primera y segunda bisagra 105, 106 de oscilación.

Por ejemplo, dichas primera y segunda bisagras 105, 106 de oscilación pueden ser bisagras de deformación elástica.

En otras palabras, es posible sujetar al menos un extremo del muelle 103 de ballesta de modo que, debido a la elasticidad del muelle, este pueda flexionarse elásticamente para formar una bisagra elástica.

De acuerdo con una posible realización, la estructura 72 de soporte de oscilación comprende una biela 104 abisagrada doblemente al grupo 92 de soporte y a la rueda 88 de guía en una primera y una segunda bisagra 105, 106 de oscilación.

De acuerdo con una posible realización, el elemento elástico 102 está montado en voladizo entre la rueda 88 de guía y un ancla 105 en la biela 104.

Por ejemplo, dicho elemento elástico 102 es un muelle helicoidal. Dicho muelle helicoidal puede ser un muelle de paso constante o variable para variar adecuadamente la fuerza elástica en función de la cinemática de desplazamiento de la estructura 72 de soporte de oscilación, y en particular dependiendo de la rotación de la biela 104.

De acuerdo con otra posible realización, el elemento elástico 102 está conectado en voladizo entre la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte, paralelo a la biela 104.

Por ejemplo, dicho elemento elástico 102 es un muelle 103 de ballesta.

La rueda 88 de guía es una guía recta que comprende el elemento 101de amortiguador. Esta rueda 88 de guía recta define un eje de agitación T-T para cada rueda 10', 10''.

De acuerdo con una realización, la rueda 88 de guía comprende un vástago 124 que aloja el elemento 101 de amortiguador y una carcasa 126, acoplados coaxialmente a ras con el vástago 124 y trasladable con respecto al vástago 124, soportando la carcasa 126 el muñón 56 de eje de la rueda 10', 10'' correspondiente y que se ve afectada elásticamente por el muelle 120.

De acuerdo con una posible realización, la estructura 72 de soporte de oscilación comprende un extremo 128 abisagrado al grupo 92 de soporte y a la rueda 88 de guía en una tercera bisagra 110 de oscilación. La primera, la segunda y la tercera bisagra 105, 106, 110 de oscilación, en su conjunto, definen los respectivos ejes de bisagra B-B y realizan una conexión rototraslacional entre la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte.

De acuerdo con una realización, las bisagras 100,105,106,110 de oscilación están abisagradas al grupo 92 de soporte y a la rueda 88 de guía en los ejes de oscilación B-B perpendiculares a un plano de línea central R'-R', R"-R" de cada rueda 10', 10".

De acuerdo con una realización, las bisagras 100,105, 106,110 de oscilación están abisagradas al grupo 92 de soporte y la rueda 88 de guía en los ejes de oscilación B-B perpendiculares a los ejes de dirección S'-S', S"-S" definidos por dichas bisagras 76 de dirección.

Preferiblemente, los extremos transversales 40, 44 de los travesaños superior e inferior 24', 24" del cuadrilátero articulado 20 están alojados al menos parcialmente dentro de los asientos transversales 152 formados dentro de dichos montantes 48', 48".

Preferiblemente, cada rueda 88 de guía está acoplada con medios 154 de frenado de la rueda correspondiente 10', 10''.

Por ejemplo, dichos medios 154 de frenado pueden comprender una pinza de freno de disco. Para los propósitos de la presente invención, los medios 154 de frenado pueden ser de cualquier tipo; preferiblemente, dichos medios 154 de frenado están posicionados y dimensionados para entrar dentro del volumen 80 delimitado por la llanta 84 de cada rueda 10', 10''.

Preferiblemente, dicha rueda 88 de guía comprende ojales especiales 155 para permitir que los medios 154 de frenado se unan a la rueda 88 de guía.

Preferiblemente, dicho grupo 92 de soporte está conectado a las barras 156 de acoplamiento de dirección conectadas cinemáticamente a un manillar asociable del vehículo automóvil. Por ejemplo, las barras 156 de acoplamiento de dirección pueden conectarse a cada grupo 92 de soporte interponiendo bisagras o juntas esféricas 160.

Como se mencionó anteriormente, el vehículo automóvil 4 de acuerdo con la presente invención comprende al menos una rueda motriz trasera; de acuerdo con una posible realización, el vehículo automóvil comprende dos ruedas motrices traseras en el eje trasero.

Por ejemplo, en la realización en la que el vehículo automóvil es un cuadriciclo, las ruedas motrices traseras en el eje trasero están conectadas entre sí y al bastidor del eje trasero por medio de un cuadrilátero articulado 20 como se describe anteriormente con respecto a las ruedas delanteras 10', 10".

De acuerdo con una posible realización, el avantrén 8 del vehículo automóvil comprende un bastidor 16 de avantrén, un par de ruedas delanteras 10', 10" conectadas cinemáticamente al bastidor 16 de avantrén por medio de un cuadrilátero articulado 20, comprendiendo dicho cuadrilátero articulado 20 un par de travesaños 24', 24", abisagrados al bastidor 16 de avantrén en las bisagras centrales 28,

- dichos travesaños 24', 24" están conectados entre sí, en extremos transversales opuestos 40, 44, por medio de montantes 48, 48', 48" pivotados a dichos extremos transversales 40, 44 en bisagras laterales 52, cada montante 48', 48" se extiende desde un extremo superior 60 a un extremo inferior 64, girando el extremo superior 60 hacia el travesaño superior 24' y girando el extremo inferior 64 hacia el travesaño inferior 24",

- los travesaños 24', 24" y los montantes 48 definen el cuadrilátero articulado 20,

caracterizado porque

el avantrén 8 comprende, en cada rueda delantera 10', 10", una estructura 72 de soporte de oscilación para un muñón 56 de cada rueda delantera 10', 10" conectada mecánicamente a un perno 68 de rotación de una rueda delantera 10', 10" para soportar de forma giratoria la rueda delantera 10', 10" alrededor de un eje de rotación relacionado R'-R', R"-R",

- estando abisagrada la estructura 72 de soporte de oscilación al cuadrilátero articulado 20 por medio de bisagras 76 de dirección dispuestas en los extremos superiores 60 e inferiores 64 de cada montante 48', 48'', definiendo dichas bisagras de dirección los respectivos ejes de dirección S'-S', S"-S" de las ruedas 10', 10" paralelas entre sí, donde

la estructura 72 de soporte de oscilación comprende

- una rueda 88 de guía conectada al perno 68 de rotación de la rueda delantera 10', 10" en un accesorio 94 de rueda especial,

- un grupo 92 de soporte abisagrado al cuadrilátero articulado 20 por medio de dichas bisagras 76 de dirección, - estando la rueda 88 de guía abisagrada a su vez al grupo 92 de soporte en los extremos axiales superior e inferior opuestos 96, 98, por medio de al menos tres bisagras 100, 105, 106, 110 de oscilación que definen los respectivos ejes de oscilación B-B y que forman una conexión rototraslacional entre la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte, donde la estructura 72 de soporte de oscilación comprende un elemento 101 de amortiguador y/o un elemento elástico 102 para controlar el movimiento de oscilación, donde el elemento elástico 102 conecta la rueda 88 de guía y el grupo 92 de soporte entre sí.

Como puede apreciarse de lo anterior, la presente invención supera las desventajas de la técnica anterior.

Ventajosamente, la presente invención mejora el comportamiento dinámico del vehículo con respecto a las soluciones de la técnica conocida.

De hecho, la disposición y arquitectura particulares del soporte de la rueda delantera permite retroceder significativamente el centro de rotación instantánea de las ruedas delanteras con respecto a la dirección longitudinal. De esta forma se obtiene un mejor control del descenso en suspensión, comparable al que se obtiene mediante el uso de una horquilla de tipo tradicional con vástagos telescópicos. En otras palabras, el descenso en suspensión es uniforme y progresivo, y el avantrén del vehículo automóvil transmite al conductor una sensación de estabilidad y confianza.

Además, el montaje de tipo de oscilación de la estructura de soporte de las ruedas delanteras evita que la misma suspensión, compuesta por un muelle y un amortiguador alojados en la rueda de guía, se flexione: de esta forma, se facilita el deslizamiento relativo entre el vástago y la carcasa de la suspensión y se evitan los fenómenos de interferencia. Es posible, por lo tanto, evitar sobredimensionar la suspensión para superar dicha flexión y atasco de la suspensión dado que, debido a la oscilación, la suspensión puede acomodar el movimiento de sacudida de la rueda con respecto al bastidor oscilando sin flexionar y, por lo tanto, sin interferencia.

Este efecto es aún más evidente en el caso de frenado porque las fuerzas importantes en juego no tienden a flexionar la suspensión, que puede oscilar, extenderse y comprimirse libremente, para duplicar la rugosidad del asfalto y transmitir al conductor una sensación de seguridad y confianza en el avantrén.

Se puede usar una suspensión más pequeña y ligera dado que no necesita soportar cargas de flexión.

La reducción de las dimensiones de los componentes de la suspensión también da como resultado una reducción de la masa del avantrén y, por tanto, un mejor manejo del vehículo de oscilación y una mejor propensión a inclinarse. Además, como se ve, el eje de dirección de las ruedas se desplaza considerablemente hacia atrás en la dirección longitudinal con respecto al perno de rotación de las mismas.

De esta forma, se obtiene una menor holgura de la parte trasera de las ruedas hacia el plano de línea central del vehículo durante la dirección. De esta manera, con el mismo ángulo de dirección de las ruedas, es posible usar una huella de rueda relativamente más estrecha, o una distancia transversal entre las ruedas delanteras, sin que las respectivas porciones traseras de las ruedas delanteras interfieran con el bastidor de avantrén del vehículo.

En consecuencia, es posible usar una huella de rueda más pequeña para reducir las dimensiones transversales totales del vehículo. El uso de una huella más pequeña en las ruedas delanteras contribuye al logro de un vehículo ágil con una buena propensión a inclinarse u oscilar.

Además, es posible posicionar el varillaje de dirección en la posición desplazada hacia atrás con respecto al avantrén y, por lo tanto, protegido. Además, dicho varillaje de dirección también puede ocultarse a un observador externo porque está dispuesta en una posición oculta y hacia atrás.

Además, debido al retroceso del eje de dirección y los mecanismos de dirección/palancas relacionados longitudinalmente, es posible mover la masa del avantrén hacia atrás longitudinalmente para contribuir al llamado centrado de la masa con el fin de mejorar la dinámica del vehículo tanto en curvas como en aceleración/frenado. Además, cabe señalar que la masa suspendida del avantrén de acuerdo con la invención se reduce con el fin de mejorar la capacidad del avantrén para duplicar la rugosidad de la carretera.

Además, cabe señalar que la estructura de soporte de las ruedas delanteras es extremadamente rígida tanto en la dirección longitudinal como transversal.

De hecho, en la dirección transversal, se proporciona una estructura cuadrilátera articulada que es muy robusta y permite que las ruedas se inclinen u oscilen en el mismo ángulo.

En la dirección longitudinal, cabe destacar que se usa una estructura de oscilación extremadamente rígida, dado que proporciona un soporte que, por un lado, se une a la rueda de guía mediante unos medios de oscilación adecuados, y por otro, se une a su vez a la estructura rígida de dicho cuadrilátero transversal. De esta forma, las fuerzas longitudinales, debidas a la oscilación de la estructura, se descargan sobre la estructura rígida del grupo y, a través de ésta, sobre el cuadrilátero articulado.

Además, la estructura del avantrén de la presente invención es particularmente compacta de manera que, ventajosamente, todos los sistemas cinemáticos de soporte, suspensión y dirección de cada rueda están contenidos dentro del espacio ocupado por la llanta de la misma rueda. De esta forma, además de obvias ventajas estéticas, también se obtienen ventajas dinámicas, dado que existe una reducida resistencia aerodinámica debido a que dichos componentes están blindados dentro de cada rueda.

La solución descrita cae en el caso de las suspensiones interconectadas, dado que el equilibrio a una carga en una rueda delantera se encuentra con una carga igual en la rueda delantera emparejada; la transferencia de la carga se produce a través del cuadrilátero y por tanto a través de su inercia, que también involucra a todo el vehículo y por lo tanto tiene un retraso de una magnitud ligada a la propia inercia.

En la práctica, la inercia interpuesta entre las ruedas emparejadas actúa para acercar la solución de ruedas interconectadas a una de las ruedas independientes para favorecer el confort y contrarrestar cualquier fenómeno de resonancia que pudiera desencadenarse en las ruedas, que de otro modo no se amortiguaría.

Así, el vehículo automóvil de acuerdo con la presente invención es capaz de garantizar no solo una alta estabilidad, superior a la de un vehículo automóvil de dos ruedas debido a la presencia de dos ruedas delanteras emparejadas, sino también una notable facilidad de manejo e inclinación, típico de una motocicleta de dos ruedas.

Además, como se describió anteriormente, los extremos superior e inferior de los montantes del cuadrilátero articulado se colocan por encima y por debajo del perno de rotación de las respectivas ruedas delanteras y no completamente por encima de él, como es el caso en las soluciones de la técnica conocida. Esto implica que la rigidez de la conexión entre cada rueda y el cuadrilátero articulado, que comprende la suspensión, es un orden de magnitud más rígido que las soluciones del estado de la técnica antes mencionadas, lo que ayuda a hacer más remota la posibilidad de que una resonancia alterna de las ruedas delanteras puede ocurrir debido a fuerzas de frenado o un impacto asimétrico. Por tanto, la presente invención contribuye en general a proporcionar un vehículo ligero pero también seguro y preciso, y transmite al conductor una sensación de seguridad en el avantrén, ya que no provoca que el usuario sienta vibraciones o temblores en el manillar.

Una persona experta en la técnica, con el objeto de satisfacer requisitos contingentes y específicos, puede realizar numerosas modificaciones y variaciones a las soluciones descritas anteriormente, todas las cuales están dentro del alcance de la invención tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. - Avantrén (8) de vehículo automóvil para cualquier motocicleta que tenga al menos tres ruedas, con el avantrén (8) de vehículo automóvil que comprende

- un bastidor (16) de avantrén,

- un par de ruedas delanteras (10', 10") conectadas cinemáticamente al bastidor (16) de avantrén mediante un cuadrilátero articulado (20),

- dicho cuadrilátero articulado (20) comprendiendo un par de travesaños (24', 24"), abisagrados al bastidor (16) de avantrén en las bisagras centrales (28),

- dichos travesaños (24', 24") estando conectados entre sí, en extremos transversales opuestos (40, 44), por medio de montantes (48, 48', 48") pivotados a dichos extremos transversales (40, 44) en las bisagras laterales (52), cada montante (48', 48") extendiéndose desde un extremo superior (60) a un extremo inferior (64), el extremo superior (60) girando hacia el travesaño superior (24') y girando el extremo inferior (64) hacia el travesaño inferior (24"), - los travesaños (24 ', 24 ") y los montantes (48) definiendo el cuadrilátero articulado (20) en el que el avantrén delantero (8) comprende, en cada rueda delantera (10', 10"), una estructura (72) de soporte de oscilación conectada mecánicamente a un perno (68) de rotación de cada rueda delantera (10', 10") para soportar de forma giratoria la rueda delantera (10', 10") alrededor de un eje de rotación relacionado (R'-R', R"-R"), caracterizado porque la estructura (72) de soporte de oscilación comprende:

- una guía de la rueda (88) conectada al perno (68) de rotación de la rueda delantera (10', 10") en un accesorio (94) de rueda especial,

- un grupo (92) de soporte abisagrado al cuadrilátero articulado (20) mediante bisagras (76) de dirección, donde la estructura (72) de soporte de oscilación comprende un elemento (101) de amortiguador y/o un elemento elástico (102) para controlar el movimiento de oscilación, en el que el elemento elástico (102) conecta la guía de la rueda (88) y el grupo (92) de soporte entre sí.

2. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura (72) de soporte de oscilación está abisagrada al cuadrilátero articulado (20) por medio de dichas bisagras (76) de dirección dispuestas en los extremos superiores (60) e inferiores (64) de cada montante (48', 48"), definiendo dichas bisagras de dirección los respectivos ejes de dirección (S'-S', S"-S") de las ruedas (10', 10") paralelas entre sí.

3. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que la guía de la rueda (88) está a su vez abisagrada al grupo (92) de soporte en los extremos axiales superior e inferior opuestos (96, 98), por medio de al menos dos bisagras (100, 105, 106, 110) de oscilación que definen los respectivos ejes de oscilación (B-B) y que forman una conexión rototraslacional entre la guía de la rueda (88) y el grupo (92) de soporte.

4. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el elemento elástico (102) está montado en voladizo entre el grupo (92) de soporte y un extremo axial (96, 96) de la guía de la rueda (88), en particular en el que dicho elemento elástico (102) es un muelle (103) de ballesta asociado respectivamente a la guía de la rueda (88) y al grupo (92) de soporte en una primera y una segunda bisagra (105, 106) de oscilación, más en particular en el que dicha primera y segunda bisagra (105, 106) de oscilación son bisagras de deformación elástica.

5. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (72) de soporte de oscilación comprende una biela (104) doblemente abisagrada al grupo (92) de soporte y la guía de la rueda (88) en una primera y una segunda bisagra (105, 106) de oscilación, en particular en la que el elemento elástico (102) es:

- montado en voladizo entre la guía de la rueda (88) y un anclaje (105) de dicha biela (104), en particular en el que dicha ballesta (102) de elemento elástico es un muelle helicoidal;

- conectado en voladizo entre la guía de la rueda (88) y el grupo (92) de soporte, paralelo con respecto a la biela, en particular donde dicho elemento elástico (102) es un muelle (103) de ballesta.

6. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha guía de la rueda (88) es una guía rectilínea que comprende el elemento (101) de amortiguador, en particular en el que la guía de la rueda (88) comprende un vástago (124), que aloja el elemento (101) de amortiguador, y una carcasa (126), acoplada coaxialmente al vástago (124), y trasladable con respecto al vástago (124), soportando la carcasa (126) el muñón (56) de eje de la rueda, colocándose el elemento (101) de amortiguador entre la carcasa (126) y el vástago (124).

7. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la guía de la rueda (88), el grupo (92) de soporte y las bisagras (100, 105, 106, 110) de oscilación delimitan una estructura (72) de soporte de oscilación perimetralmente cerrada, en particular donde el perno (68) de rotación de cada rueda (10', 10") está posicionado dentro de dicha estructura (72) de soporte de oscilación perimétricamente cerrada, y/o las bisagras laterales (52) y el respectivo montante (48', 48") se posicionan dentro de dicha estructura (72) de soporte de oscilación perimétricamente cerrada.

8. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (72) de soporte de oscilación comprende un extremo (128) abisagrado al grupo (92) de soporte y a la guía de la rueda (88) en una tercera bisagra (110) de oscilación, en particular donde dichas bisagras (100, 105, 106, 110) de oscilación son:

- abisagradas al grupo (92) de soporte y la guía de la rueda (88) en los ejes de oscilación (B-B) perpendiculares a un plano de línea central (R'-R', R"-R") de cada rueda (10', 10");

- abisagradas al grupo (92) de soporte y la guía de la rueda (88) en los ejes de oscilación (B-B) perpendiculares a los ejes de dirección (S'-S', S"-S") definidos por dichas bisagras (76) de dirección.

9. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha estructura (72) de soporte de oscilación está totalmente contenida dentro de un volumen (80) delimitado por una llanta (84) de cada rueda (10', 10"), en la que dicho volumen (80) está orientado con respecto a un plano de línea central (M-M) del avantrén (8) que pasa a través de dichas bisagras centrales (28).

10. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los extremos transversales (40, 44) de los travesaños superior e inferior (24', 24") están alojados al menos parcialmente en asientos transversales (152) formados en dichos montantes (48', 48").

11. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las bisagras central y lateral (28, 52) son paralelas entre sí y están orientadas de modo que, con respecto a un plano de proyección (P) que pasa a través de dichas bisagras centrales (28), los ejes de dirección (S'-S ', S"-S") identifican, con los ejes de la bisagra central (W-W) y la bisagra lateral (Z-Z), un ángulo (a), estando dicho ángulo a entre 80 y 120 grados y, preferiblemente, dicho ángulo (a) está entre 90 y 110 grados.

12. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las bisagras (28, 52) son paralelas entre sí y ortogonales a dichos ejes de dirección (S'-S', S"-S") de modo que, con respecto a un plano de proyección (P) que pasa por dichas bisagras centrales (28) los ejes de dirección (S'-S', S"-S") se identifican con los ejes de la bisagra central (W-W) y la bisagra lateral (Z-Z), un ángulo (a) de 90 grados.

13. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ejes de dirección (S'-S', S"-S"), con respecto a un plano de proyección (P) que pasa a través de dichas bisagras centrales (28), son inclinados por un ángulo de dirección (P) entre 4 y 20 grados, y preferiblemente entre 8 y 16 grados con respecto a una dirección vertical (N-N), perpendicular al suelo.

14. - Avantrén (8) de vehículo automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las bisagras centrales y laterales (28, 52) están inclinadas de acuerdo con los ejes de la bisagra central (W-W) y la bisagra lateral (Z-Z) paralelas al suelo, es decir , perpendicular a una dirección vertical (N-N) perpendicular al suelo, en particular en el que dichas bisagras centrales (28) y bisagras laterales (52) están orientadas de acuerdo con los ejes de la bisagra central (W-W) y la bisagra lateral (Z-Z) paralelas entre sí.

15. - Vehículo automóvil (4) que tiene una rueda motriz en el eje trasero y un avantrén (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en particular en el que el vehículo automóvil (4) comprende dos ruedas motrices traseras (14) en el eje trasero (12).