ES2938308T3 - Tren delantero para vehículos de motor con dos ruedas dirigidas delanteras, con doble barra de dirección y vehículo de motor que comprende dicho tren delantero - Google Patents

Abstract

El carro delantero comprende: un marco del carro delantero (111); un tubo de columna de dirección (3), conectado al bastidor del tren delantero (111); un varillaje de cuatro barras (17) conectado al bastidor del carro delantero (111) que soporta, por medio de un primer elemento de soporte (31') y un segundo elemento de soporte (31"), respectivamente, una primera rueda delantera (13') y una segunda rueda delantera (13"); una columna de dirección (5) alojada giratoriamente en el tubo de la columna de dirección (3) y conectada a una primera barra de conexión (41) que conecta el primer miembro de soporte (31') y el segundo miembro de soporte (31") entre sí; un sistema de suspensión (51; 51'; 51") que permite un movimiento de subida y bajada de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13") con respecto a la timonería de cuatro barras (17). La primera barra de conexión (41) tiene una longitud variable. Una segunda barra de conexión (71) conecta el primer elemento de soporte (31') y el segundo elemento de soporte (31") entre sí. La segunda barra de conexión (71) está conectada en puntos que son neutrales con respecto a los movimientos de subida y bajada de la primera rueda delantera (13') y la segunda rueda delantera (13"). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tren delantero para vehículos de motor con dos ruedas dirigidas delanteras, con doble barra de dirección y vehículo de motor que comprende dicho tren delantero

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de los vehículos de motor basculantes, es decir, vehículos provistos de un movimiento basculante alrededor de un plano medio que se extiende longitudinalmente a lo largo del vehículo. Los vehículos de motor basculantes suelen ser motocicletas de tres ruedas, con dos ruedas dirigidas delanteras y una rueda de accionamiento trasera. El movimiento basculante permite que el vehículo de motor bascule durante la conducción, por ejemplo, al pasar por una curva.

Antecedentes de la técnica

En el campo de los vehículos de motor existe una oferta cada vez mayor de vehículos "híbridos", que combinan las peculiaridades de las motocicletas, en términos de maniobrabilidad, con la estabilidad de los vehículos de cuatro ruedas.

Estos modelos están representados, por ejemplo, por vehículos de motor de tres ruedas provistos de dos ruedas dirigidas delanteras y de una rueda de accionamiento trasera, y por vehículos de motor de cuatro ruedas, normalmente denominados quad-bikes.

En más detalle, los vehículos de motor de tres ruedas mencionados anteriormente están provistos de dos ruedas dirigidas delanteras, es decir, adaptadas para dirigir el vehículo, controladas por el conductor por medio del manillar, y bascular, es decir, pueden bascular lateralmente con un movimiento inclinado, en otros términos, un movimiento pivotante alrededor de un eje sustancialmente orientado en la dirección de desplazamiento. Los vehículos de tres ruedas comprenden también una rueda de accionamiento trasera, acoplada en accionamiento al motor y que tiene por objeto proporcionar el par y, por ende, permitir la conducción, mientras que las ruedas acopladas delanteras tienen como finalidad proporcionar la direccionalidad del vehículo.

Las ruedas delanteras acopladas pueden bascular así como dirigir. Debido a esta solución, con respecto a un vehículo de motor con solo dos ruedas, los vehículos de motor de dos ruedas acopladas al tren delantero tienen una mayor estabilidad garantizada por las dos ruedas delanteras que descansan sobre el suelo, similar a la estabilidad proporcionada por un automóvil.

Las ruedas delanteras están cinemáticamente conectadas entre sí a través de mecanismos cinemáticos que aseguran que estas ruedas se inclinen y se dirijan de forma sincrónica, por ejemplo, a través de la interposición de varillajes de cuatro barras que conectan las ruedas delanteras a un bastidor del tren delantero. Es más, estos vehículos de motor están provistos de dos conjuntos de amortiguadores independientes, uno para cada rueda de accionamiento delantera. Cada conjunto de amortiguador está provisto de un elemento elástico (muelle) y de un elemento viscoso (amortiguador o freno).

Por lo tanto, los vehículos de motor basculantes de tres ruedas tienen como objetivo garantizar al usuario un fácil manejo de una motocicleta de dos ruedas y, al mismo tiempo, la estabilidad y seguridad de un vehículo de motor de cuatro ruedas.

Un vehículo de motor basculante de tres ruedas de este tipo se describe, por ejemplo, en los documentos WO-2017/115294, WO-2017/115295, WO-2017/115296, 2017/115297. El documento CN 106143734 A divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

Uno de los aspectos críticos de los vehículos de este tipo consiste en que en determinadas condiciones de conducción, por ejemplo en fases transitorias después de que el vehículo pasa por encima de un obstáculo, las dos ruedas delanteras dirigidas pueden estar sujetas a movimientos hacia arriba y hacia abajo que difieren entre sí. El mecanismo de dirección cinemática que conecta las dos ruedas dirigidas puede inducir un movimiento de dirección de una rueda como consecuencia de un movimiento desigual hacia arriba y hacia abajo para las dos ruedas, por ejemplo, cuando una rueda encuentra un hueco o un bache en el suelo. En determinadas condiciones, el conductor podría percibirlo como un defecto.

Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar un mecanismo de dirección cinemática para vehículos de este tipo que supere o alivie los problemas del estado actual de la técnica.

Sumario

De acuerdo con la invención, se proporciona un tren delantero para vehículos con al menos dos ruedas dirigidas delanteras, normalmente vehículos con tres ruedas, que comprende un bastidor del tren delantero con el que un tubo de columna de dirección, conectado al bastidor del tren delantero, está integrado. El tren delantero comprende además un varillaje de cuatro barras conectado al bastidor del tren delantero que soporta, por medio de un primer miembro de soporte y de un segundo miembro de soporte, respectivamente, una primera rueda delantera y una segunda rueda delantera. Una columna de dirección está alojada de forma giratoria en el tubo de columna de dirección y está conectada a una primera barra de conexión, que conecta el primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte entre sí. Un sistema de suspensión permite el movimiento susultatorio, es decir, el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera con respecto al varillaje de cuatro barras. La primera barra de conexión tiene un primer extremo conectado al primer miembro de soporte y un segundo extremo conectado al segundo miembro de soporte. La primera barra de conexión de longitud variable y una segunda barra de conexión conectan el primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte entre sí. La segunda barra de conexión está conectada en puntos que son neutros con respecto a los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera. Los puntos neutros con respecto a los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera son puntos, cuya distancia mutua es constante y no cambia como consecuencia de los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las ruedas delanteras.

De esta forma, la longitud de la primera barra de conexión puede variar cuando la primera rueda delantera y la segunda rueda delantera realizan diferentes movimientos hacia arriba y hacia abajo. La elongación y contracción de la primera barra de conexión en caso de movimientos hacia arriba y hacia abajo diferentes entre sí para las dos ruedas asegura que el movimiento de un miembro de soporte no provoque un movimiento de dirección diferente al de la rueda soportada por el otro miembro de soporte.

De acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona un tren delantero de un vehículo de motor que comprende un bastidor del tren delantero y un varillaje de cuatro barras conectado al bastidor del tren delantero. El varillaje de cuatro barras soporta, por medio de un primer miembro de soporte y de un segundo miembro de soporte, una primera rueda delantera y una segunda rueda delantera respectivamente. El primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte pueden moverse, independientemente uno del otro, con respecto al varillaje de cuatro barras, para permitir un movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera. El movimiento hacia arriba y hacia abajo es en esencia el movimiento de la rueda debido a una fuerza de reacción recibida del suelo sobre el que se desplaza el vehículo. El primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte pueden moverse simultáneamente, con respecto al varillaje de cuatro barras para realizar un movimiento de dirección de la primera y de la segunda rueda delantera. El movimiento de dirección puede diferir para las dos ruedas y, en una forma conocida, en general, la rueda en el interior de la curva realiza un movimiento de dirección mayor que la rueda en el exterior de la curva. También se proporciona un tubo de columna de dirección, conectado al bastidor del tren delantero. El tren delantero comprende una columna de dirección alojada de forma giratoria en el tubo de la columna de dirección y conectada a un mecanismo de dirección cinemático configurado para controlar la dirección de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera. Un sistema de suspensión conectado entre las ruedas delanteras y el bastidor permite el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera y de la segunda rueda delantera con respecto al varillaje de cuatro barras. El mecanismo de dirección cinemático comprende una primera barra de conexión que conecta el primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte y sigue el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera y de la segunda rueda delantera. De forma característica, la primera barra de conexión tiene una longitud variable y el mecanismo de dirección cinemática comprende una segunda barra de conexión que conecta el primer miembro de soporte y el segundo miembro de soporte de las dos ruedas delanteras entre sí. La segunda barra de conexión está conectada en puntos que son neutros con respecto a los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera y de la segunda rueda delantera. El punto que es neutro significa un punto que no está influenciado por el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la rueda con respecto al bastidor del tren delantero.

La primera barra de conexión puede comprender al menos dos porciones de barra conectadas entre sí para poder rotar una con respecto a la otra alrededor de un eje longitudinal de la barra de conexión. En otras realizaciones, la primera barra de conexión puede consistir en más de dos, por ejemplo, tres, porciones articuladas entre sí para poder rotar alrededor de un eje longitudinal de la barra de conexión, es decir, un eje que se extiende de acuerdo con la dirección longitudinal de la primera barra de conexión. La conexión mutua entre las partes en las que se divide la primera barra de conexión puede obtenerse mediante cojinetes deslizantes y/o cojinetes de rodillos. Al menos uno de los cojinetes permite también el deslizamiento axial, para obtener la variación de longitud de la primera barra de conexión.

En algunas realizaciones, también la segunda barra de conexión puede consistir en dos o más porciones o secciones articuladas entre sí alrededor de un eje longitudinal, es decir, paralelas a la dirección longitudinal de la segunda barra de conexión. En este caso, las dos o más porciones de las que está hecha la segunda barra de conexión están unidas entre sí por miembros, por ejemplo cojinetes, que permiten una rotación mutua pero no una variación de longitud. En otras palabras, la longitud de la segunda barra de conexión permanece fija.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un vehículo de motor que comprende una sección trasera con al menos una rueda de accionamiento y un tren delantero como se ha definido anteriormente.

Otras características ventajosas y realizaciones del tren delantero y del vehículo que lo comprende se ilustran a continuación y se definen en las reivindicaciones adjuntas, que forman una parte integral de la presente descripción.

Breve descripción de los dibujos

La invención se entenderá mejor siguiendo la descripción y los dibujos adjuntos, que ilustran una realización a modo de ejemplo y no limitante de la invención. Más particularmente, en los dibujos:

la Figura 1 muestra un diagrama cinemático simplificado de un tren delantero de acuerdo con la presente divulgación, en una primera realización,

la Figura 2 muestra un diagrama cinemático simplificado de un tren delantero de acuerdo con la presente divulgación, en una segunda realización;

la Figura 3 muestra un diagrama cinemático simplificado de un tren delantero de acuerdo con la presente divulgación, en una tercera realización;

la Figura 4 muestra una vista lateral de un scooter de tres ruedas de acuerdo con una realización;

la Figura 5 muestra una vista en planta a lo largo del plano V-V de la Figura 4;

la Figura 6 muestra una vista frontal de acuerdo con el plano VI-VI de la Figura 4;

la Figura 7 muestra una vista isométrica inferior del scooter de las Figuras 4 a 6;

las Figuras 8 y 9 muestran vistas isométricas frontal y posterior, respectivamente, con partes eliminadas del mecanismo de dirección cinemático del scooter de las Figuras 4 a 7;

la Figura 10 muestra una vista frontal de la columna de dirección y del mecanismo de dirección cinemático conectado a la misma aislado del bastidor del tren delantero y sin ruedas;

la Figura 11 muestra una sección de acuerdo con el plano XI-XI de la Figura 10;

la Figura 12 muestra una vista de acuerdo con el plano XN-XII de la Figura 10;

las Figuras 13 y 14 muestran secciones de acuerdo con los planos XIM-XNI y XIV-XIV de la Figura 11;

las Figuras 15 y 16 muestran vistas isométricas de la columna de dirección y del mecanismo de dirección cinemático de las Figuras 10 a 14;

las Figuras 17 y 18 muestran vistas interiores de la rueda derecha del vehículo de las Figuras 4 a 16;

la Figura 19 muestra una vista lateral, de acuerdo con el plano XIX-XIX de la Figura 20, de un montante del varillaje de cuatro barras del mecanismo de dirección cinemático de las Figuras 4 a 18, sobre el que se monta un manguito de conexión respectivo del miembro de soporte de la rueda respectiva;

la Figura 20 muestra una vista trasera de acuerdo con el plano XX-XX de la Figura 19;

la Figura 21 muestra una sección de acuerdo con el plano XXI-XXI de la Figura 20;

la Figura 22 muestra una vista isométrica en despiece del montante de las Figuras 19 a 21;

la Figura 23 muestra una vista lateral de un scooter de tres ruedas de acuerdo con otra realización;

la Figura 24 muestra una vista en planta a lo largo del plano XXIV-XXIV de la Figura 23;

la Figura 25 muestra una vista frontal de acuerdo con el plano XXV-XXV de la Figura 23;

la Figura 26 muestra una vista isométrica inferior del scooter de las Figuras 23 a 25;

la Figura 27 muestra una vista frontal de la columna de dirección y del mecanismo de dirección cinemático conectado a la misma aislado del bastidor del tren delantero y sin ruedas;

la Figura 28 muestra una sección de acuerdo con el plano XXVIN-XXVIII de la Figura 27;

la Figura 29 muestra una vista de acuerdo con el plano XXIX-XXIX de la Figura 27;

la Figura 30 muestra una sección de acuerdo con el plano XXX-XXX de la Figura 28;

la Figura 31 muestra una sección de acuerdo con el plano XXXI-XXXI de la Figura 28;

las Figuras 32 y 33 muestran vistas isométricas de la columna de dirección y del mecanismo de dirección cinemático de las Figuras 27 a 31;

las Figuras 34 y 35 muestran vistas isométricas ampliadas, con partes retiradas, del tren delantero y del mecanismo de dirección cinemático del scooter de las Figuras 23 a 33, de acuerdo con dos ángulos distintos, y más precisamente desde el lado posterior y desde el lado frontal;

las Figuras 36 y 37 muestran vistas interiores de la rueda derecha del vehículo de las Figuras 23 a 35.

Descripción detallada de las realizaciones

Diagramas cinemáticos de los mecanismos de dirección cinemáticos

Para una mejor comprensión de las características novedosas de las diversas realizaciones de los trenes delanteros de acuerdo con la presente invención y del vehículo de motor que los utiliza, antes de ilustrar las realizaciones concretas del tren delantero y del vehículo de motor relacionado que lo usa, los diagramas cinemáticos conceptuales que ilustran los componentes fundamentales del tren delantero y su método de funcionamiento, se describirán. Los diagramas cinemáticos simplificados a los que se hará referencia inicialmente se ilustran en las Figuras 1, 2 y 3.

Para una mayor claridad de los dibujos, cuando corresponda, a las figuras adjuntas se han agregado flechas para indicar la orientación en el espacio, haciendo referencia a una posición de uso normal del vehículo. En este sentido, la flecha U indica una dirección vertical hacia arriba, la flecha D indica una dirección vertical hacia abajo; las flechas L y R indican una dirección horizontal, respectivamente "izquierda" y "derecha" del vehículo, con respecto a la dirección de avance de desplazamiento. La flecha F indica la dirección horizontal, de acuerdo con la dirección de desplazamiento.

La Figura 1 muestra un diagrama cinemático de un tren delantero para un vehículo de motor, en particular, un vehículo de motor basculante, por ejemplo, una motocicleta con dos ruedas dirigidas delanteras y una sección posterior, comprendiendo por ejemplo una o dos ruedas de accionamiento de ejes fijos, es decir, no dirigidas. La sección trasera no se muestra en la Figura 1.

El tren delantero está indicado en conjunto con 1. El mismo tiene un bastidor del tren delantero, no mostrado en la Figura 1, con el que se integra un tubo de columna de dirección 3. Una columna de dirección 5 integral con un manillar o volante 7 se aloja de forma rotativa en el tubo de columna de dirección 3. La columna de dirección 5 puede rotar alrededor de un eje A-A bajo el control del conductor por medio del manillar 7.

Una primera rueda dirigida delantera 13' y una segunda rueda dirigida delantera 13" están asociadas con el tren delantero 1. A continuación en el presente documento, los componentes, conjuntos o elementos simétricos con respecto a un plano central M del tren delantero 1 se indican con el mismo número de referencia seguido de un apostrofe ' para los elementos situados a un lado del plano central M, por ejemplo, el lado izquierdo del conductor, y con dos apóstrofes " para los elementos situados al otro lado del plano de la línea central M, por ejemplo, el lado derecho del conductor.

En la realización de la Figura 1, el tren delantero 1 tiene un mecanismo cinemático, indicado en su conjunto con 15, que permite que las ruedas dirigidas delanteras 13' y 13" sigan los movimientos de dirección y basculación sincrónicos, siendo este último el movimiento que permite al vehículo de motor sobre el que se monta el tren delantero 1 bascular, por ejemplo en una curva.

En particular, el mecanismo de dirección cinemático 15 comprende un varillaje de cuatro barras 17 que tiene un primer miembro transversal superior 19 y un segundo miembro transversal inferior 21, sustancialmente paralelos entre sí. Los dos miembros transversales 19, 21 están articulados al bastidor (no mostrado) del tren delantero 1 en 19A y 21A por medio de articulaciones respectivas. De esta manera, los dos miembros transversales 19 y 21 pueden rotar alrededor de ejes paralelos respectivos de rotación que se encuentran en el plano central M del bastidor del tren delantero. Los ejes se indican con 19B y 21B, respectivamente. Es más, el varillaje de cuatro barras 17 comprende dos montantes 23' y 23" en los dos lados del tren delantero 1. Los números de referencia 25', 27' y 25", 27" indican articulaciones en los dos lados del tren delantero 1, con las que los montantes 23' y 23" se articulan a los miembros transversales 19, 21 Las articulaciones 25', 25" y 27', 27" definen ejes de rotación mutuos de los miembros transversales 19, 21 y de los montantes 23', 23", que son paralelos a los ejes de rotación 19B y 21B de los miembros transversales 19, 21 con respecto al bastidor del tren delantero.

El mecanismo cinemático 15 comprende, además del varillaje de cuatro barras 17, un par de miembros de soporte indicados con 31' y 31", que soportan rotativamente las ruedas 13' y 13", respectivamente. En el diagrama simplificado de la Figura 1, los miembros de soporte 31', 31" están representados esquemáticamente por vigas rectilíneas únicamente con fines ilustrativos. Cada miembro de soporte 31', 31" soporta el pasador de rotación 33', 33" de la rueda 13', 13" respectiva y otros componentes mecánicos, por ejemplo, los frenos, no mostrados en el diagrama cinemático simplificado de la Figura 1.

Cada miembro de soporte 31', 31" está conectado al montante 23', 23" respectivo del varillaje de cuatro barras 17. La conexión entre el montante 23', 23" y el miembro de soporte 31', 31" es tal que el miembro de soporte puede rotar alrededor de un eje de dirección 35', 35" de la rueda respectiva 13', 13". En el diagrama de la Figura 1, cada eje de dirección 35', 35" coincide con un eje longitudinal del montante 23', 23" respectivo, es decir, con un eje que se extiende paralelo a la dirección longitudinal predominante del montante 23', 23". La rotación mutua entre el montante 23', 23" y el miembro de soporte 31', 31" se puede obtener, por ejemplo, por medio de un manguito 37', 37" montado alrededor del montante 23', 23" y al que a su vez está conectado el miembro de soporte 31', 31" respectivo, con la posibilidad de un movimiento relativo entre el miembro de soporte y el manguito, descrito a continuación.

En la realización de la Figura 1, cada miembro de soporte 31', 31" está conectado al montante (y más precisamente al manguito 37' 37") para poder realizar un movimiento de rotación o roto-traslación con respecto al montante en un plano que, cuando el vehículo está en posición neutra (es decir, vertical sin bascular debido a la inclinación), está en posición vertical. En el diagrama cinemático simplificado de la Figura 1, el movimiento de cada miembro de soporte 31', 31" se representa como un movimiento de rotación o pivotante alrededor de un eje 39', 39", también definible como eje de muelle, ortogonal al eje de dirección 35' 35". En la práctica, en el diagrama de la Figura 1, cada miembro de soporte 31', 31" está por lo tanto conectado al manguito 37', 37" respectivo por medio de una articulación con un eje horizontal, cuando el vehículo de motor y el tren delantero 1 del mismo estén en posición neutral, con ángulo de basculación cero. El movimiento simultáneo de los dos miembros de soporte alrededor de los ejes 39' y 39'' da como resultado un movimiento de cabeceo del vehículo en el que se monta el tren delantero 1.

La rotación alrededor de los ejes 35', 35" permite que las ruedas 13', 13" dirijan, mientras que la rotación alrededor de los ejes 39', 39" permite que las ruedas 13', 13" realicen un movimiento hacia arriba y hacia abajo, que puede ser independiente para las dos ruedas, y que es amortiguado por el conjunto de amortiguador, descrito a continuación.

En otras realizaciones, el movimiento relativo entre el miembro de soporte y el montante del varillaje de cuatro barras puede estar dado por un movimiento de traslación del miembro de soporte con respecto al montante.

El mecanismo cinemático 15 comprende, además de los miembros de soporte 31', 31" y del varillaje de cuatro barras 17, una primera barra de conexión 41, con dos extremos 42' y 42" conectados al primer miembro de soporte 31' y al segundo miembro de soporte 31", respectivamente. En la realización de la Figura 1, la primera barra de conexión 41 actúa como barra de dirección y transmite, en la forma descrita a continuación, a la rueda 13" el movimiento de dirección alrededor del eje de dirección 35", controlados por el conductor por medio del manillar 7.

Los puntos de conexión entre la barra de conexión 41 y los miembros de soporte 31', 31" son tales que la barra de conexión 41 se ve influenciada por los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las dos ruedas 13', 13".

Cada extremo 42', 42" de la primera barra de conexión 41 está conectado al miembro de soporte 31' 31" respectivo por medio de un mecanismo con dos grados de libertad indicados con 43' y 43". En la práctica, cada mecanismo 43', 43" puede comprender un par de articulaciones que permiten una rotación mutua entre el miembro de soporte 31', 31" y la primera barra de conexión 41 alrededor de dos ejes que pueden ser ortogonales entre sí y a su vez ortogonales a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41. El primer eje 47', 47'' puede coincidir con el eje de la viga que, en el diagrama de la Figura 1, representa el miembro de soporte 31', 31", mientras que el segundo eje puede ser ortogonal al plano definido por el miembro de soporte y por la primera barra de conexión 41, cuando el tren delantero 1 está en posición neutral, es decir, con ángulo de basculación cero.

En la Figura 1, los ejes de rotación mutua entre la primera barra de conexión 41 y los miembros de soporte 31', 31" se indican con 47', 49' y 47", 49" a los dos lados del tren delantero 1, respectivamente. El movimiento alrededor de los ejes 47', 47" y 49', 49" permite que la primera barra de conexión 41 y los miembros de soporte 31', 31" se muevan uno con respecto al otro cuando las ruedas 13', 13" realizan rotaciones de dirección y movimientos basculantes.

En una posición intermedia de su dirección longitudinal, la primera barra de conexión 41 está conectada a la columna de dirección 5 mediante la interposición de un sistema de suspensión que comprende un único conjunto de amortiguador central, marcado en su conjunto con 51.

En el diagrama de la Figura 1, el conjunto de amortiguador 51 está conectado a la primera barra de conexión 41 por medio de un mecanismo con dos grados de libertad, esquemáticamente indicado con 53. El mecanismo 53 permite que la primera barra de conexión 41 y el conjunto de amortiguador 51 giren mutuamente alrededor de un primer eje de rotación paralelo a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41, y alrededor de un segundo eje de rotación, indicado con un 55, ortogonal a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41 y se sitúa en el plano de la línea central M del tren delantero 1. El grado de libertad alrededor del eje 55 permite que la primera barra de conexión 41 siga los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las dos ruedas 13', 13'' diferentes entre sí. El grado de libertad alrededor del eje paralelo a la primera barra de conexión 41 permite que el conjunto de amortiguador 51 gire con respecto a la primera barra de conexión 41 en movimientos de deriva (movimientos de cabeceo), resultantes de la contracción del conjunto de amortiguador 51, es decir, en los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las ruedas 13', 13" con respecto a los montantes 23', 23".

En algunas realizaciones, la primera barra de conexión 41 puede comprender al menos dos porciones situadas a la derecha ya la izquierda del mecanismo central 53, por ende, en los dos lados del plano de la línea central M del bastidor del tren delantero, que están adaptados para rotar entre sí alrededor del eje de rotación paralelo a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41.

En el extremo opuesto con respecto a la primera barra de conexión 41 el conjunto de amortiguador 51 está conectado a la columna de dirección 5 por medio de un mecanismo indicado en su conjunto con 57. El mecanismo 57 permite que el conjunto de amortiguador 51 y la columna de dirección 5 realicen movimientos de rotación mutuos alrededor de un primer eje de rotación 59 paralelo a la dirección longitudinal del conjunto de amortiguador 51, y alrededor de un segundo eje de rotación 61, ortogonal al primer eje de rotación 59 y sustancialmente horizontal cuando el bastidor del tren delantero está en posición neutral, es decir, con los ejes de rotación de las ruedas 13', 13" horizontales y ángulo de basculación cero.

Es más, el mecanismo 57 comprende una conexión rígida 63 con un extremo 5A de la columna de dirección 5. En el diagrama de la Figura 1, la conexión rígida está representada esquemáticamente por un soporte.

En el diagrama de la Figura 1, la primera barra de conexión 41 comprende dos porciones 41A y 41B, que están unidas entre sí por un elemento de unión 44 adaptado para permitir un movimiento mutuo de las dos porciones 41A, 41B con respecto al eje longitudinal de la primera barra de conexión 41, es decir, un movimiento de alargamiento y acortamiento de la primera barra de conexión 41. De esta forma, la primera barra de conexión 41 es extensible y contraíble.

Debido a esta variabilidad de la longitud de la primera barra de conexión 41, en el caso de diferentes movimientos hacia arriba y hacia abajo para las dos ruedas 13', 13", la primera barra de conexión 41 puede extenderse o contraerse de forma que la rotación de un miembro de soporte 31', 31", alrededor del eje 39', 39" del mismo no imparte un movimiento de dirección diferente a la rueda soportada por el otro de los dos miembros de soporte 31', 31".

Sin embargo, debido al grado de libertad introducido por el elemento de unión 44, el movimiento de dirección controlado por el manillar 7 no puede transmitirse por la primera barra de conexión 41 a ambas ruedas 13', 13". En la configuración de la Figura 1, el movimiento de dirección se transmite por medio del conjunto de amortiguador central 51 y la porción 41B de la primera barra de conexión 41 a la rueda 13", pero no se puede transmitir a la rueda 13', debido al elemento de unión 44 interpuesto entre las porciones 41A, 41B de la primera barra de conexión 41. Este elemento de unión, que hace que la primera barra de conexión 41 sea extensible, introduce un factor de inestabilidad que no permite la transmisión directa del movimiento de dirección desde el conjunto de amortiguador 51 a la rueda 13'.

El tren delantero 1 de la Figura 1 comprende una segunda barra de conexión 71 sustancialmente paralela a la primera barra de conexión 41. En el diagrama de la Figura 1, la primera y la segunda barra de conexión 41, 71 están ubicadas en lados opuestos del plano en el que se encuentra el varillaje de cuatro barras 17, pero esto no es necesario y se proporciona principalmente para una representación conceptual más clara del mecanismo cinemático en su conjunto. En otras realizaciones, la primera barra de conexión 41 y la segunda barra de conexión 71 se pueden colocar en el mismo lado del plano en el que se encuentra el varillaje de cuatro barras 17, por ejemplo, ambas en el lado del conductor o ambas en el lado opuesto.

La presencia de dos barras de conexión 41, 71, una de las que tiene longitud variable (la primera barra de conexión 41) y la otra de longitud fija y no influenciada por el movimiento hacia arriba o hacia abajo o sacudidas de las ruedas (segunda barra de conexión 71) permite obtener también ventajas alcanzables con la configuración descrita en el documento WO2017115274.

Cuando la primera barra de conexión 41 y la segunda barra de conexión 71 están en lados opuestos del plano en el que se encuentra el varillaje de cuatro barras 17, la primera puede estar en el lado del conductor y la segunda en el lado opuesto, o viceversa.

La segunda barra de conexión 71 se une, por medio de articulaciones 73' y 73" y ménsulas 75' y 75" a los manguitos 37' y 37". Las articulaciones 73' y 73" permiten rotaciones mutuas, alrededor de ejes paralelos a los ejes de dirección 35', 35", entre la segunda barra de conexión 71 y las ménsulas 75', 75". Las ménsulas 75' y 75" están rígidamente conectadas a los manguitos 37', 37" y se mueven integralmente con los mismos.

Con esta disposición, la segunda barra de conexión 71 está conectada en la práctica a los dos manguitos 37' y 37", y por ende, a los miembros de soporte 31', 31", en puntos que son neutros con respecto al movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas delanteras 13' 13", es decir, en puntos que no participan en el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas. Por consiguiente, en el caso en que las dos ruedas 13' y 13" realicen dos movimientos hacia arriba y hacia abajo diferentes entre sí, la segunda barra de conexión 71 no introduce un movimiento de dirección no deseado de una u otra rueda alrededor del eje de dirección respectivo, a pesar de que su longitud es fija.

El tren delantero 1 descrito anteriormente funciona como sigue. El movimiento de dirección de las ruedas 13', 13" alrededor de los respectivos ejes de dirección 35', 35" se obtiene girando el manillar 7 alrededor del eje A-A de la columna de dirección 5. Este movimiento se transmite por medio del mecanismo 57 al conjunto de amortiguador 51 y desde éste, por medio del mecanismo 53, hasta la primera barra de conexión 41. Esta última transmite el movimiento impartido por el manillar 7 a los miembros de soporte 31", que en consecuencia rota alrededor del eje de dirección 35". La segunda barra de conexión 71 transmite el movimiento de dirección del segundo manguito 37" al primer manguito 37' y, por lo tanto, asegura que la primera rueda 13' rote alrededor del primer eje de dirección 35' sincrónicamente con la segunda rueda 13".

En esencia, el movimiento de dirección se transmite a las dos ruedas 13', 13" por medio de la acción combinada de la primera barra de conexión 41 y de la segunda barra de conexión 71, que actúan ambas como barras de dirección, en combinación una con la otra.

El varillaje de cuatro barras 17 del mecanismo cinemático 15 permite el movimiento basculante, por ejemplo, cuando el vehículo de motor al que pertenece el tren delantero 1, se desplaza por una curva, permitiendo que el vehículo de motor bascule. Cuando el vehículo de motor bascula, las articulaciones 25', 25", 27', 27" del varillaje de cuatro barras 17 permiten la deformación de este varillaje de cuatro barras, y los miembros transversales 19, 21 giran alrededor de los ejes 19B, 21B definidos por las articulaciones 19A, 21A. Las ruedas de 13', 13" basculan, desviándose del plano vertical, siguiendo el movimiento basculante del vehículo de motor.

El conjunto de amortiguador central único 51 permite absorber y amortiguar los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las ruedas 13', 13", que implican movimientos de rotación de los miembros de soporte 31', 31'' alrededor de los ejes 39', 39''. Los movimientos hacia arriba y hacia abajo pueden ser sincrónicos y de igual tamaño para los dos miembros de soporte 31', 31" y las ruedas 13', 13" respectivas, o diferentes para los dos miembros de soporte 31', 31" y las ruedas 13', 13" respectivas. Puede ocurrir un movimiento desigual de las dos ruedas, por ejemplo, en una fase transitoria, como la fase después de que el vehículo haya encontrado un obstáculo.

En otras realizaciones, no mostradas, la primera barra de conexión 41 se puede dividir en tres porciones, por medio de dos elementos de unión 44 colocados uno entre la rueda 13' y el punto de conexión del de amortiguador 51 a la primera barra de conexión 41, y el otro entre el punto de conexión del conjunto de amortiguador 51 a la primera barra de conexión 41 y la rueda 13". Otro elemento de transmisión del movimiento de la columna de dirección 5 conecta la columna de dirección 5 con la segunda barra de conexión 71. En este caso la segunda barra de conexión 71 actúa como única barra de dirección, que no está influenciada por el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas 13', 13". La primera barra de conexión 41 conecta los miembros de soporte 31', 31" de las ruedas 13', 13" al conjunto de amortiguador central 51 y por medio del conjunto de amortiguador 51 permite amortiguar los movimientos hacia arriba y hacia abajo del dos ruedas 13', 13".

Por lo tanto, en este caso la segunda barra de conexión 71 actúa como barra de dirección, mientras que la primera barra de conexión 41 actúa como componente de transmisión del movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas 13', 13" al conjunto de amortiguador 51.

El tren delantero 1 descrito anteriormente puede estar provisto de un dispositivo de tipo conocido para bloquear el movimiento basculante. Este dispositivo es particularmente útil para bloquear el movimiento basculante (en esencia, el movimiento del varillaje de cuatro barras) cuando el vehículo de motor en el que está montado el tren delantero 1 está parado, por ejemplo, en semáforos, o circula a baja velocidad. Al bloquear el movimiento basculante, el vehículo de motor permanece estable en posición vertical, sin que el conductor necesite apoyarlo colocando un pie en el suelo, incluso cuando está parado. En la práctica, cuando el vehículo está parado, u opcionalmente circulando muy despacio, con el dispositivo para bloquear del movimiento basculante insertado, no puede realizar movimientos basculantes, mientras que movimientos de deriva, es decir, de cabeceo, que implican una compresión y extensión del conjunto de amortiguador, son en cambio todavía posibles. A velocidades más altas, cuando el dispositivo para bloquear el movimiento basculante está desactivado, el vehículo de motor se comporta como un vehículo de dos ruedas.

En realizaciones particularmente ventajosas, el tren delantero descrito en el presente documento puede tener un dispositivo para bloquear el movimiento basculante que bloquea el movimiento del varillaje de cuatro barras 17, pero no bloquea el funcionamiento del conjunto de amortiguador 51. La Figura 2 muestra una realización del tren delantero 1 similar a la de la Figura 1, en la que se proporciona un dispositivo para bloquear el movimiento basculante, indicado con 81. Elementos, partes o componentes iguales o equivalentes a los de la Figura 1 se indican con los mismos números de referencia y no se describirán de nuevo.

El dispositivo para bloquear el movimiento basculante 81 se puede designar como se divulga en el documento WO2017/115296, cuyo contenido se incorpora íntegramente en la presente descripción. En la práctica, el dispositivo para bloquear el movimiento basculante 81 comprende un miembro de bloqueo mutuo de la primera barra de conexión 41 y del conjunto de amortiguador 51, lo que evita - cuando está activado - un movimiento de rotación relativo alrededor del eje 55 entre el conjunto de amortiguador 51 y la primera barra de conexión 41. Esto hace imposible la rotación mutua de los elementos que forman el varillaje de cuatro barras 17 y, por ende, evita el movimiento basculante.

Sin embargo, como se desprende del diagrama de la Figura 2, cuando se activa el dispositivo para bloquear el movimiento basculante, todavía es capaz de realizar un movimiento de deriva, es decir, de cabeceo, del vehículo. Esto facilita la conducción del vehículo de motor incluso a bajas velocidades, cuando el movimiento basculante está bloqueado. En particular, el conjunto de amortiguador 51 permite movimientos de deriva (compresión del conjunto de amortiguador 51) incluso cuando el vehículo automóvil está parado o casi parado.

La Figura 3 ilustra otra realización de un tren delantero, que difiere de las realizaciones anteriores principalmente debido a la presencia de dos conjuntos de amortiguadores separados para las dos ruedas delanteras. Los mismos números de referencia indican partes, elementos o componentes que son iguales o equivalentes a los de las Figuras 1 y 2 y que no se volverán a describir en detalle. En cambio, las principales diferencias con respecto a las realizaciones de las Figuras 1 y 2 se describirán a continuación. En la Figura 3 el tren delantero 1 comprende un dispositivo para bloquear el movimiento basculante 81 como en la Figura 2. Esta configuración es particularmente ventajosa, puesto que permite bloquear la inclinación de manera sencilla y con un mecanismo con el que aún es posible mantener un movimiento de deriva, es decir, un movimiento de cabeceo del vehículo, con movimiento hacia arriba y hacia abajo, igual para las dos ruedas delanteras 13', 13", alrededor de los ejes 39', 39".

En la Figura 3 el sistema de suspensión de las ruedas delanteras 13', 13" no comprende un único conjunto de amortiguador central 51, sino más bien dos conjuntos de amortiguadores 51', 51". Por lo tanto, la primera barra de conexión 41 no está conectada al manillar 7 con la interposición de un sistema viscoelástico (conjunto de amortiguador central 51). En la Figura 3 la primera barra de conexión 41 se une, en un punto intermedio, a la columna de dirección 5 mediante un sistema de dos grados de libertad, lo que permite movimientos de rotación alrededor del eje 55 y un eje paralelo a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41. En la Figura 3 el dispositivo de bloqueo del movimiento basculante 81 está asociado al mecanismo de dos grados de libertad que une la columna de dirección 5 a la primera barra de conexión 41.

En esta realización, la columna de dirección comprende una primera porción 5X alojada de forma rotativa en el tubo de columna de dirección 3, y una segunda porción 5Y. Las dos porciones 5X, 5Y están unidas entre sí por una conexión rígida 63 y por un mecanismo 57 que permite a la porción 5Y de la columna de dirección 5 tres grados de libertad con respecto a la conexión 63, y más precisamente: una rotación alrededor de un eje 59 que forma el eje de la porción 5Y de la columna de dirección 5; una rotación alrededor de un eje 61 ortogonal al eje 59 y paralelo al miembro transversal 19, 21 del varillaje de cuatro barras 17, cuando el vehículo está en posición neutral (ángulo de basculación cero); y un movimiento de traslación de acuerdo con la flecha 62, que permite que la primera barra de conexión 41 se acerque y se aleje de la conexión rígida 63.

En la realización de la Figura 3, cada conjunto de amortiguador 51' y 51" comprende un sistema viscoelástico (muelle y amortiguador) conectado entre el miembro de soporte respectivo 31', 31" y una ménsula integral 52', 52", es decir, conectado rígidamente al manguito 37', 37" respectivo. De esta forma cada rueda 13', 13" puede pivotar con un movimiento de arriba hacia abajo (cabeceo), alrededor del eje correspondiente 39', 39", con respecto a su manguito 37', 37'' con un movimiento amortiguado por el conjunto de amortiguador 51', 51'' respectivo.

Las partes restantes del tren delantero 1 de la Figura 3 son sustancialmente las mismas que las ya descritas con referencia a las Figuras 1 y 2, para lograr el mismo modo de funcionamiento. En particular, el movimiento de dirección controlado por medio del manillar 7 se transmite por medio de la columna de dirección 5 (5X, 5Y, 57, 63) a la primera barra de conexión 41 y de ésta a la rueda 13". El movimiento de dirección de la rueda 13" se transmite después al miembro de soporte 31' y, por ende, a la rueda 13' por medio de la segunda barra de conexión 71. El elemento de unión 44 entre las dos porciones 41A, 41B de la barra de conexión 41 permite movimientos limitados de extensión y contracción de la primera barra de conexión 41 en presencia de movimientos desiguales hacia arriba y hacia abajo para las dos ruedas 13' 13", para evitar un movimiento de dirección no deseado de una rueda causado por la diferencia de los dos movimientos hacia arriba y hacia abajo alrededor de los ejes 39', 39" de las dos ruedas 13', 13".

En el diagrama de la Figura 3, como en el diagrama de la Figura 2, cuando el vehículo en el que está montado el tren delantero 1 está parado o casi parado, se puede activar el dispositivo de bloqueo del movimiento basculante 81, rigidizando la unión entre la columna de dirección (y más precisamente entre la porción 5Y de la columna de dirección) y la primera barra de unión 41 alrededor del eje 55. Esto asegura que un movimiento de cabeceo del vehículo, con una compresión sustancialmente igual de los dos conjuntos de amortiguadores 51', 51", todavía es posible, pero que se bloquee el movimiento basculante y, por ende, se impida la inclinación lateral del vehículo. Esto permite al conductor mantener el equilibrio incluso con el vehículo parado o a baja velocidad, sin necesidad de poner un pie en el suelo.

Realización de las Figuras 4 a 22

Las Figuras 4 a 22 muestran una realización práctica de una motocicleta de tres ruedas en forma de scooter, que comprende un dispositivo de dirección diseñado de acuerdo con la configuración cinemática ilustrada en el esquema de la Figura 1 y más concretamente en el esquema de la Figura 2. Los mismos números indican componentes correspondientes a partes o elementos ya ilustrados en las Figuras 1 y 2.

Las Figuras 4 a 6 ilustran la motocicleta en su conjunto, indicada con 100. Se han omitido partes de la carrocería para mostrar los mecanismos cinemáticos afectados por la presente descripción. El número de referencia 102 indica esquemáticamente un sillín de la motocicleta 100. El número de referencia 1 indica nuevamente el tren delantero y el número de referencia 2 indica la sección posterior de la motocicleta 100. La sección posterior se muestra esquemáticamente y puede adoptar cualquier forma adecuada. La misma soporta una rueda de accionamiento trasera 103, operada por un motor, no mostrado. La rueda de accionamiento 103 puede estar asociada a una suspensión, genérica y esquemáticamente indicada con 105, y puede soportarse por una horquilla, esquemáticamente indicada con 107, articulada al bastidor, indicado en su conjunto con 109, de la motocicleta 100. El bastidor 109 comprende un bastidor 111 del tren delantero, al que se conecta el mecanismo de dirección cinemático 15 que incorpora el diagrama cinemático de la Figura 4 en la forma que se describe a continuación. Más en particular, el bastidor 111 del tren delantero comprende un tubo de columna de dirección 3, en el que una columna de dirección 5, integral con un manillar o volante 7, rota. La columna de dirección 5 puede rotar alrededor de un eje A-A bajo el control del conductor por medio del manillar 7.

Una primera rueda dirigida delantera 13' y una segunda rueda dirigida delantera 13" están asociadas con el tren delantero 1. Como en la descripción anterior de los diagramas cinemáticos de las Figuras 1 y 2, en adelante los componentes, conjuntos o elementos simétricos con respecto a un plano central M del tren delantero 1 se indican también con el mismo número de referencia seguido de un apóstrofe ' para los elementos situados a un lado del plano central M, por ejemplo, el lado izquierdo del conductor, y con dos apóstrofes " para los elementos situados al otro lado del plano de la línea central M, por ejemplo, el lado derecho del conductor.

El número 15 indica en su conjunto el mecanismo de dirección cinemático que permite que las ruedas dirigidas delanteras 13' y 13" realicen movimientos de dirección y basculación sincrónicos.

El mecanismo de dirección cinemático 15 comprende un varillaje de cuatro barras 17 que tiene un primer miembro transversal superior 19 y un segundo miembro transversal inferior 21, sustancialmente paralelos entre sí. Los dos miembros transversales 19, 21 están articulados al bastidor 111 del tren delantero en 19A y 21A por medio de articulaciones de posición media respectivas. Es más, el varillaje de cuatro barras 17 comprende dos montantes 23' y 23" en los dos lados del tren delantero 1. Los montantes son visibles en particular en las vistas de las Figuras 19 a 22. Los números de referencia 25', 27' y 25", 27" indican articulaciones en los dos lados del tren delantero 1, con las que los montantes 23' y 23" se articulan a los miembros transversales 19, 21. Las articulaciones 25', 25" y 27', 27" definen ejes de rotación mutuos de los miembros transversales 19, 21 y de los montantes 23', 23", que son paralelos a los ejes 19B y 21B de rotación de los miembros transversales 19, 21 con respecto al bastidor 111 del tren delantero.

En la realización ilustrada, el varillaje de cuatro barras 17 está dispuesto aproximadamente a la altura de las dos ruedas 13', 13", es decir, está dispuesto entre las ruedas dirigidas delanteras del vehículo.

El mecanismo de dirección cinemático 15 comprende, además del varillaje de cuatro barras 17, un par de miembros de soporte 31' 31" que soportan rotativamente las ruedas 13' y 13", respectivamente. Cada miembro de soporte 31', 31" soporta el pasador de rotación 33', 33" de la rueda 13', 13" respectiva y otros componentes mecánicos, por ejemplo, los frenos 32', 32". En la realización de las Figuras 4 a 22, los miembros de soporte 31', 31" se hacen en la forma de cuerpos anulares parciales, es decir, que se extienden menos de 360°, y que tienen dos radios 34 que unen los muñones 33', 33" de las ruedas a los cuerpos anulares parciales respectivos.

Cada miembro de soporte 31', 31" de las ruedas 13', 13" está conectado al montante 23', 23" respectivo del varillaje de cuatro barras 17 para poder rotar alrededor del eje de dirección 35', 35" respectivo. Cada eje de dirección 35', 35" coincide con un eje longitudinal del montante 23', 23" respectivo (véase también Figura 21), es decir, con un eje que se extiende paralelo a la dirección longitudinal predominante del montante 23', 23". La rotación mutua entre el montante 23', 23" y el miembro de soporte 31', 31" se puede obtener, por ejemplo, por medio de un manguito 37', 37" montado alrededor del montante 23', 23" y al que a su vez está conectado el miembro de soporte 31', 31" respectivo, con posibilidad de movimiento relativo entre el miembro de soporte 31', 31" y el manguito 37', 37", para permitir el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas.

Una realización del montante 23', 23" y del manguito 37' 37" se muestra en detalle en las Figuras 19 a 22. En estas figuras, el montante y el manguito se indican con 23, 37. Cada montante 23 comprende dos porciones 23A, 23B acoplables entre sí mediante un tornillo 26. Cada porción 23A, 23B comprende un cuerpo de horquilla que forma parte de la articulación 25 y 27 respectivamente. Las dos porciones 23A, 23B se unen en perfiles dentados 23C que definen una posición angular relativa entre las dos partes 23A, 23B.

Como se muestra en las Figuras 19 a 22, cada manguito 37', 37" tiene expansiones 38A, 38B que forman articulaciones 40A, 40B para la articulación de dos balancines 52, visibles en particular en las Figuras 17 y 18, y omitidos por claridad de representación en las otras figuras. Los balancines 52 están articulados en 40A y 40B a las expansiones 38A, 38B y en 40C y 40D al miembro de soporte 31', 31" respectivo. En la práctica, cada miembro de soporte 31', 31" forma, junto con el manguito 37', 37" respectivo y con los balancines 52, un varillaje de cuatro barras, cuya función es la misma que la de la articulación que representa el eje 39', 39" en el diagrama cinemático de la Figura 3. En la práctica, por medio de los balancines 52 de cada miembro de soporte 31', 31" de la rueda 13' y 13" respectivamente, se permite el movimiento hacia arriba y hacia abajo de dicha rueda. Si bien en el diagrama cinemático simplificado de las Figuras 1 y 2, el movimiento hacia arriba y hacia abajo de los miembros de soporte 31', 31" se representa como un movimiento de rotación alrededor de los ejes 39', 39", en la realización de las Figuras 4 a 22 el movimiento de los miembros de soporte 31', 31" es un movimiento de roto-traslación obtenido por rotación de los balancines 52 alrededor de las articulaciones 40A, 40B respectivas para conectarse al manguito 37. Los ejes de las bisagras 40A, 40B pueden formar ejes de muelle.

Cuando los balancines 40 rotan alrededor de las articulaciones 40A, 40B, los miembros de soporte 31', 31" se mueven en un plano que, cuando el vehículo 100 está en posición neutra (es decir, vertical sin inclinarse debido a la basculación), está en posición vertical. El movimiento simultáneo de roto-translación de los dos miembros de soporte 31', 31" alrededor de las articulaciones 40A, 40B da como resultado un movimiento de cabeceo del vehículo 100. El movimiento de roto-traslación de los miembros de soporte 31', 31" corresponde al movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ruedas, que puede ser diferente para la rueda izquierda y la rueda derecha.

El mecanismo de dirección cinemático 15 comprende, además de los miembros de soporte 31', 31" de las ruedas 13', 13" y el varillaje de cuatro barras 17, una primera barra de conexión 41, con dos extremos conectados al primer miembro de soporte 31' y al segundo miembro de soporte 31", respectivamente. En la realización de las Figuras 4 a 21, como en el diagrama de las Figuras 1 y 2, la primera barra de conexión 41 actúa como barra de dirección y transmite el movimiento de dirección alrededor del eje de dirección 35' a la rueda 13'. Cada extremo (etiquetado con 42', 42" en el diagrama de las Figuras 1 y 2 y no marcado en las figuras posteriores) de la primera barra de conexión 41 está conectado al miembro de soporte 31', 31" respectivo por medio de un mecanismo respectivo con dos grados de libertad indicados con 43' y 43". Estos dos grados de libertad permiten una rotación mutua entre el miembro de soporte 31', 31" y la primera barra de conexión 41 alrededor de dos ejes ortogonales entre sí y ortogonales a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41. El primer eje se indica con 47', 47" en particular en las Figuras 10, 11 y 15, mientras que el segundo eje se indica con 49' y 49".

El movimiento alrededor de los ejes 47', 47" y 49', 49" permite que la primera barra de conexión 41 y los miembros de soporte 31', 31" de las ruedas 13', 13" se muevan uno con respecto al otro cuando las ruedas 13', 13" realizan rotaciones de dirección y movimientos basculantes.

Como puede verse en particular en la sección de la Figura 13, en la realización de las Figuras 4 a 22, la primera barra de conexión 41 comprende tres porciones conectadas entre sí. De manera más precisa, la primera barra de conexión 41 comprende una parte central o intermedia 45 y dos partes de extremo 46', 46". La parte de extremo 46' está unida a la parte central 45 por medio de un cojinete 48', que permite la rotación mutua entre la parte intermedia o central 45 y la parte de extremo 46', pero no permite el deslizamiento mutuo. Al contrario, la conexión entre la parte central o intermedia 45 y la parte de extremo 46'' se obtiene a través de un elemento de unión 44 que permite una variación de longitud de acuerdo con la flecha f44 (Figura 13) de la primera barra de conexión 41. El elemento de unión 44 puede estar formado por un cojinete deslizante que permite un movimiento axial entre sus dos componentes. La función de esta posible variación de la longitud de la primera barra de conexión 41 es la descrita anteriormente en relación con las Figuras 1 y 2. En esencia, debido a esta posible elongación y contracción, que puede limitarse a unos pocos milímetros o centímetros, el mecanismo cinemático obtenido ya no se ve afectado por la restricción de la constancia de la distancia entre los puntos de conexión de los miembros de soporte 31', 31" y la primera barra de conexión 41. En el caso de diferentes movimientos hacia arriba y hacia abajo para las dos ruedas 13', 13", la primera barra de conexión 41 puede extenderse o contraerse de acuerdo con la flecha f44 de manera que el movimiento de rototraslación de un miembro de soporte 31', 31" con respecto a su manguito 37 garantizado por los balancines 40, no transmite un movimiento de dirección no deseado a la rueda 13', 13'' soportada por el otro de los dos miembros de soporte 31', 31''.

En una posición intermedia de su dirección longitudinal, la primera barra de conexión 41 está conectada a la columna de dirección 5 mediante la interposición de un conjunto de amortiguador, marcado en su conjunto con 51. En la realización de las Figuras 4 a 22, la conexión entre la columna de dirección y la primera barra de conexión se forma por la parte central o intermedia 45.

El conjunto de amortiguador 51 está conectado a la primera barra de conexión 41 por medio de un mecanismo con dos grados de libertad, que permite que la primera barra de conexión 41, o más precisamente sus extremos, y el conjunto de amortiguador 51 roten mutuamente alrededor de un primer eje de rotación paralelo a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41, y alrededor de un segundo eje de rotación, indicado con un 55, ortogonal a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41 y se sitúa en el plano de la línea central M del tren delantero 1. El primero de los dos grados de libertad se proporciona en la práctica por medio del cojinete 48. El grado de libertad alrededor del eje 55 permite que la primera barra de conexión 41 siga los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las dos ruedas 13', 13'' diferentes entre sí. El grado de libertad alrededor del eje paralelo a la primera barra de conexión 41 permite que el conjunto de amortiguador 51 gire con respecto a la primera barra de conexión 41, o más precisamente con respecto a las partes 46', 46" de la misma, en los movimientos de deriva, resultantes de la contracción del conjunto de amortiguador 51, es decir, en los movimientos hacia arriba y hacia abajo de las ruedas 13', 13" con respecto a los montantes 23', 23".

En el extremo opuesto con respecto a la primera barra de conexión 41 el conjunto de amortiguador 51 está conectado a la columna de dirección 5 por medio de un mecanismo indicado en su conjunto con 57. El mecanismo 57 permite que el conjunto de amortiguador 51 y la columna de dirección 5 realicen movimientos de rotación mutuos alrededor de un primer eje de rotación 59 paralelo a la dirección longitudinal del conjunto de amortiguador 51, y alrededor de un segundo eje de rotación 61, ortogonal al primer eje de rotación 59 y sustancialmente horizontal cuando el bastidor del tren delantero está en posición neutral, es decir, con los ejes de rotación de las ruedas 13', 13" horizontales y ángulo de basculación cero.

Es más, el mecanismo 57 comprende una conexión rígida 63 con un extremo 5A de la columna de dirección 5.

El número de referencia 81 indica un dispositivo para bloquear el movimiento basculante, conocido y no descrito. Como se indica con referencia a la realización de la Figura 2, en la práctica, el dispositivo 81 comprende un miembro de bloqueo mutuo de la primera barra de conexión 41 y del conjunto de amortiguador 51; este miembro de bloqueo evita - cuando está activado - un movimiento de rotación relativo alrededor del eje 55 entre el conjunto de amortiguador 51 y la primera barra de conexión 41. Esto hace imposible la rotación mutua de los elementos que forman el varillaje de cuatro barras 17 y, por ende, evita el movimiento basculante del vehículo 100. Sin embargo, cuando se activa el dispositivo para bloquear el movimiento basculante 81, el conjunto de amortiguador 51 puede aún realizar un movimiento de cabeceo, es decir, un movimiento de deriva.

De doma similar a lo que se ha ilustrado con referencia a los diagramas simplificados de las Figuras 1 y 2, y como se ha mencionado anteriormente, en la realización de las Figuras 4 a 22 la primera barra de conexión 41 tiene una longitud variable. Por lo tanto, en la configuración de las Figuras 4 a 22, el movimiento de dirección se transmite por medio del conjunto de amortiguador central 51 y la parte 46' de la primera barra de conexión 41 a la rueda 13', pero no se puede transmitir a la rueda 13", debido al elemento de unión 44 interpuesto entre la parte central 45 y la parte de extremo 46" de la primera barra de conexión 41. Para transmitir el movimiento de dirección a ambas ruedas, el mecanismo de dirección cinemático comprende, como en la realización de las Figuras 4 a 22, una segunda barra de conexión 71, que transmite el movimiento de dirección de uno a otro de los dos miembros de soporte 31', 31" de las ruedas 13', 13".

En la realización ilustrada en las Figuras 4 a 22 (véase en particular Figura 14), la segunda barra de conexión 71 está formada por dos partes o porciones, que pueden rotar entre sí alrededor de un eje paralelo a la dirección longitudinal de la barra de conexión 71, pero sin que sean posibles variaciones de longitud.

En la realización de las Figuras 4 a 22, la primera y la segunda barra de conexión 41, 71 están colocadas en el mismo lado con respecto al plano en el que se encuentra el varillaje de cuatro barras 17, al contrario de lo que se muestra esquemáticamente en las Figuras 1 y 2.

La segunda barra de conexión 71 se une, por medio de articulaciones 73' y 73" y ménsulas 75' y 75" a los manguitos 37' y 37".

Las articulaciones 73' y 73" permiten rotaciones mutuas, alrededor de ejes paralelos a los ejes de dirección 35', 35", entre la segunda barra de conexión 71 y las ménsulas 75', 75". Las ménsulas 75' y 75" están rígidamente conectadas a los manguitos 37', 37" y se mueven integralmente con los mismos.

Con la disposición ilustrada en las Figuras 4 a 22, como ya se ha descrito en relación con las Figuras 1 y 2, el movimiento de dirección es transmitido del manillar 7 a la rueda 13' por medio de la segunda barra de conexión 71 como sigue. Al rotar, la columna de dirección 5 hace que el conjunto de amortiguador 51 se mueva a lo largo de un arco de una circunferencia centrado en el eje A-A de la columna de dirección 5. Este movimiento se transmite por medio del conjunto de amortiguador 51 y la parte 46' de la primera barra de conexión 41 a la rueda 13' y a su miembro de soporte 31". Esto provoca la rotación del manguito 37' alrededor del eje de dirección 35'. La rotación del miembro de soporte 31' se transmite, por medio de la ménsula 75', la segunda barra de conexión 71 y la ménsula 75", al manguito 37". Por consiguiente, este último rota alrededor del eje de dirección 35" del mismo, provocando la rotación del miembro de soporte 31" y de la rueda 13" alrededor del mencionado eje de dirección 35".

Ventajosamente, la segunda barra de conexión 71 puede estar provista de medios para ajustar la convergencia del par de ruedas dirigidas delanteras, de tipo conocido. Adicionalmente, también la primera barra de conexión puede comprender medios de ajuste solo en el lado de la rueda controlada para garantizar que la distancia entre las articulaciones que permiten la basculación correcta, es decir, es igual a la distancia entre las articulaciones basculantes correspondientes medida en los elementos horizontales (balancines) de las cuatro barras.

Realización de las Figuras 23 a 37

Las Figuras 23 a 37 ilustran una realización práctica del mecanismo cinemático ilustrado esquemáticamente en la Figura 3 y descrito anteriormente. Los mismos números indican partes idénticas o equivalentes a las de la Figura 3, y en la serie de las Figuras 4 a 22, que no se volverán a describir. Al contrario, a continuación se describirán las partes principales que difieren de la realización anterior.

La diferencia sustancial entre la realización de las Figuras 4 a 22 y la realización de las Figuras 23 a 37 consiste en la diferente configuración de los medios de suspensión, como ya se ha destacado anteriormente en la descripción de la Figura 3.

Como se indica esquemáticamente en la figura 3, en la realización de las Figuras 23 a 37 el sistema de suspensión de las ruedas delanteras 13', 13" comprende dos conjuntos de amortiguadores 51', 51", visibles en particular en las Figuras 27 a 32, 35 y 37, donde se muestra el conjunto de amortiguador 51", mientras que el conjunto de amortiguador 51', simétrico al mismo, se ha omitido para mayor claridad del dibujo. La primera barra de conexión 41 se une, en un punto intermedio, a la columna de dirección 5 mediante un sistema de dos grados de libertad, lo que permite movimientos de rotación alrededor del eje 55 y un eje paralelo a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión 41. Un dispositivo de bloqueo del movimiento basculante 81 está asociado al mecanismo de dos grados de libertad que une la columna de dirección 5 a la primera barra de conexión 41.

En esta realización, la columna de dirección 5 comprende una primera porción 5X alojada de forma rotativa en el tubo de columna de dirección 3, y una segunda porción 5Y. Las dos porciones 5X, 5Y están unidos entre sí por una conexión rígida 63 y por un mecanismo 57 que permite a la porción 5Y de la columna de dirección 5 tres grados de libertad con respecto a la conexión 63. De manera más precisa, una rotación alrededor de un eje 59 que forma el eje longitudinal de la porción 5Y de la columna de dirección 5; y una rotación alrededor de un eje 61 ortogonal al eje 59 y paralelo a los miembros transversales 19, 21 del varillaje de cuatro barras 17 se pueden realizar cuando el vehículo 100 está en posición neutra (ángulo de basculación cero). Es más, un movimiento de traslación de acuerdo con la flecha 62, que permite que la primera barra de conexión 41 se acerque y se aleje de la conexión rígida 63, se puede realizar (véase en particular la Figura 28).

Los conjuntos de amortiguadores 51' y 51'' comprenden cada uno un sistema viscoelástico (muelle y amortiguador). La conexión de cada conjunto de amortiguador 51', 51" al miembro de soporte 31', 31" relacionado de las ruedas 13', 13" y al manguito 37', 37" es diferente de la que se indica esquemáticamente en la Figura 3. De hecho, de manera similar a lo que se ilustra con referencia a la realización de las Figuras 4 a 22, también en la realización de las Figuras 23 a 37, el miembro de soporte 31', 31" no está provisto de un simple movimiento de rotación, sino de un movimiento de roto-traslación sobre un plano. Para este fin, cada conjunto de amortiguador 51', 51" está conectado a uno de los dos balancines 52, cada uno de los que está articulado por medio de bisagras 40A, 4B al manguito 37', 37" respectivo, como se muestra en particular en la Figura 34 para el conjunto de amortiguador 51". Además de estar articulado al manguito 37' 37" en 40A, 40B, los dos balancines 52 están también articulados al miembro de soporte 31', 31" de la rueda 13', 13" respectiva en las articulaciones 40C, 40D. Cada conjunto de amortiguador 51', 51" está conectado a la articulación 40D respectiva y está también articulado en un punto intermedio del balancín superior 52, como se indica en 40E en las Figuras 36 y 37. De esta manera, se obtiene una variación en la longitud del conjunto de amortiguador 51', 51" al mismo tiempo que un movimiento hacia arriba y hacia abajo de la rueda 13', 13" (y, por ende, al mismo tiempo que un movimiento de pivote de los balancines 52).

Las partes restantes de la realización de las Figuras 23 a 25 son sustancialmente las mismas que las ya descritas con referencia a las Figuras 4 a 22, para lograr el mismo modo de funcionamiento. En particular, el movimiento de dirección controlado por medio del manillar 7 se transmite por medio de la columna de dirección 5 (5X, 5Y, 57, 63) a la primera barra de conexión 41 y de ésta a la rueda 13". El movimiento de dirección de la rueda 13" se transmite después al miembro de soporte 31' y, por ende, a la rueda 13' por medio de la segunda barra de conexión 71. El elemento de unión 44 entre las dos porciones 41A, 41B de la barra de conexión 41 permite movimientos limitados de extensión y contracción de la primera barra de conexión 41 en presencia de movimientos desiguales hacia arriba y hacia abajo para las dos ruedas 13' 13", para evitar un movimiento de dirección no deseado de una rueda provocado por la diferencia de los dos movimientos hacia arriba y hacia abajo alrededor de los ejes 39', 39" de las dos ruedas 13', 13".

Si bien la invención se ha descrito en términos de diversas realizaciones específicas, será evidente para los expertos en la materia que diversas modificaciones, cambios y omisiones son posibles sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un tren delantero (1) de un vehículo de motor (100) que comprende:

un bastidor (111) del tren delantero;

un tubo de columna de dirección (3), conectado al bastidor (111) del tren delantero;

un varillaje de cuatro barras (17) conectado al bastidor (111) del tren delantero que soporta, por medio de un primer miembro de soporte (31') y un segundo miembro de soporte (31"), una primera rueda delantera (13') y una segunda rueda delantera (13'') respectivamente;

una columna de dirección (5) alojada rotativamente en el tubo de columna de dirección (3) y conectada a una primera barra de conexión (41) que conecta el primer miembro de soporte (31') y el segundo miembro de soporte (31") entre sí;

un sistema de suspensión (51; 51'; 51") que permite un movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13") con respecto al varillaje de cuatro barras (17);

caracterizado por que: la primera barra de conexión (41) tiene una longitud variable; una segunda barra de conexión (71) conecta el primer miembro de soporte (31') y el segundo miembro de soporte (31") entre sí; la segunda barra de conexión (71) está conectada en puntos que son neutros con respecto a los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13").

2. El tren delantero (1) de la reivindicación 1, en donde la primera barra de conexión (41) tiene una longitud variable como consecuencia de los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13") que son diferentes entre sí.

3. El tren delantero (1) de la reivindicación 1 o 2, en donde el sistema de suspensión comprende un único conjunto de amortiguador central (51) interconectado entre la columna de dirección (5) y la primera barra de conexión (41), adaptándose dicho conjunto de amortiguador para amortiguar los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13").

4. El tren delantero (1) de la reivindicación 1 o 2, en donde el sistema de suspensión comprende un primer conjunto de amortiguador (51'), asociado con el primer miembro de soporte (31') y adaptado para amortiguar los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13'), y un segundo conjunto de amortiguador (51"), asociado con el segundo miembro de soporte (31") y adaptado para amortiguar los movimientos hacia arriba y hacia abajo de la segunda rueda delantera (13").

5. El tren delantero (1) de la reivindicación 3, en donde el único conjunto de amortiguador central (51) está conectado a la columna de dirección (5) por medio de un mecanismo (57) con dos grados de libertad, en particular alrededor de dos ejes de rotación (61; 59), preferiblemente ortogonales entre sí.

6. El tren delantero (1) de la reivindicación 3 o 5, en donde el único conjunto de amortiguador central (51) está conectado a la columna de dirección (5) para poder rotar alrededor de un primer eje sustancialmente horizontal (61), mientras se observa el vehículo en una posición erguida desde el frente, y un segundo eje (59) sustancialmente paralelo a la columna de dirección.

7. El tren delantero (1) de la reivindicación 3 o 5 o 6, en donde el único conjunto de amortiguador central (51) está conectado a la primera barra de conexión (41) por medio de un mecanismo con dos grados de libertad (53), en particular, alrededor de dos ejes de rotación, preferiblemente ortogonales entre sí.

8. El tren delantero (1) de la reivindicación 7, en donde la primera barra de conexión (41) y el único conjunto de amortiguador central (51) están conectados entre sí para poder rotar entre sí alrededor de al menos uno de: un eje orientado en una dirección longitudinal de la primera barra de conexión, y un eje (55) ortogonal a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión y al eje longitudinal del conjunto de amortiguador (51).

9. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera barra de conexión (41) comprende al menos dos porciones de barra (41A, 41B; 46', 46") conectadas entre sí de forma rotativa una con respecto a la otra alrededor de un eje longitudinal de la primera barra de conexión (41).

10. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera barra de conexión (41) comprende al menos dos porciones de barra de conexión (41A, 41B; 46', 46") conectadas entre sí para permitir una elongación de la primera barra de conexión en presencia de un movimiento desigual hacia arriba y hacia abajo de la primera rueda delantera (13') y de la segunda rueda delantera (13"), en particular con un acoplamiento mutuo entre las dos porciones de barra de conexión provistas de un cojinete adaptado para permitir un deslizamiento mutuo axial de las dos porciones de barra de conexión, tal como para lograr la variación de longitud de la primera barra de conexión.

11. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera barra de conexión (4) está conectada, en los extremos opuestos (42', 42") de la misma, al primer miembro de soporte (31') y al segundo miembro de soporte (31"), respectivamente, mediante un mecanismo (43', 43") que permite dos grados de libertad alrededor de dos ejes de rotación (47', 49'; 47", 49"), preferiblemente ortogonales entre sí y preferiblemente ortogonales a la dirección longitudinal de la primera barra de conexión (41).

12. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el varillaje de cuatro barras (17) comprende: un par de miembros transversales (19, 21), cada uno articulado al bastidor (111) del tren delantero por medio de articulaciones de posición media (19A, 19B) respectivas, para poder pivotar alrededor de ejes paralelos (19B, 21B), descansando sustancialmente sobre un plano de línea central (M) del tren delantero (111); y un par de montantes (23', 23"), cada uno articulado a un extremo correspondiente de los dos miembros transversales por medio de articulaciones (25', 25"; 27', 27") definiendo ejes de rotación paralelos a los ejes (19B, 21B) alrededor de los que rotan los miembros transversales (19, 21).

13. El tren delantero (1) de la reivindicación 12, en donde cada uno de dicho primer miembro de soporte (31') y dicho segundo miembro de soporte (31") está conectado a un montante (23', 23") respectivo del varillaje de cuatro barras (17), para poder rotar alrededor de un eje de dirección correspondiente (35', 35") mediante una orden de rotación impartida por la columna de dirección (5).

14. El tren delantero (1) de la reivindicación 13, en donde el eje de dirección (35', 35") de cada miembro de soporte (31', 31") coincide sustancialmente con un eje longitudinal del montante (23'; 23") respectivo.

15. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones 12 a 14, en donde cada miembro de soporte (31'; 31") se conecta al montante correspondiente (23'; 23") para poder rotar o roto-trasladarse alrededor de al menos un eje de muelle (39', 39"; 40A, 40B), sustancialmente ortogonal al eje de dirección (35', 35"), para permitir el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la primera y segunda rueda delantera (13', 13") con respecto al varillaje de cuatro barras.

16. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones 12 a 15, en donde cada miembro de soporte (31', 31") está conectado al montante (23', 23") respectivo por medio de un manguito (37', 37") soportado en el montante (23', 23") de forma rotativa alrededor del eje de dirección (35', 35") respectivo.

17. El tren delantero (1) de las reivindicaciones 15 y 16, en donde cada miembro de soporte (31'; 31") está articulado al manguito (37', 37") respectivo alrededor de su eje de resorte (39', 39"; 40A, 40B).

18. El tren delantero (1) de la reivindicación 16 o 17, en donde la segunda barra de conexión (71) está articulada en los dos manguitos (37', 37") que conectan el primer miembro de soporte (31') y el segundo miembro de soporte (37") al primer montante vertical (23') y al segundo montante (23") del varillaje de cuatro barras (17).

19. El tren delantero (1) de una o más de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo (81) para bloquear el movimiento basculante del varillaje de cuatro barras (17).

20. El tren delantero (1) de la reivindicación 18, en donde el dispositivo de bloqueo (81) del movimiento basculante está configurado de forma que, cuando se activa, evita un movimiento de rotación relativo entre la columna de dirección (5) y la primera barra de conexión (41).

21. Un vehículo de motor (100) que comprende una sección posterior (2) con al menos una rueda de accionamiento trasera (103) y un tren delantero (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores.