MX2010012323A - Direccion hidraulica para un vehiculo todoterreno. - Google Patents

Abstract

Un vehículo todoterreno (10) que incluye un marco (50) que tiene extremos longitudinalmente espaciados (52, 56) que definen un primer eje longitudinal (51) y una unidad de dirección hidráulica (132) soportada mediante el marco. La unidad de dirección hidráulica tiene un eje de salida (144) que se soporta en su extremo libre en una apertura (92), y gira dentro de un cojinete (192).

Description

DIRECCION HIDRAULICA PARA UN VEHICULO TODOTERRENO Descripción de la Invención La presente descripción se refiere a un vehículo todoterreno (ATV, por sus siglas en inglés) que tiene un ensamble de dirección hidráulica. Específicamente, la presente descripción se refiere a ATV que tienen un ensamble de dirección hidráulica operativamente conectado al eje de dirección del vehículo.

Generalmente, los vehículos todoterreno y los vehículos utilitarios ( "UV" , por sus siglas en inglés), se utilizan para transportar a uno o dos pasajeros y una pequeña cantidad de carga sobre una variedad de terrenos. Debido al interés recreativo creciente sobre ATV, es deseable proporcionar a los ATV una dirección hidráulica o una dirección hidráulica asistida. Algunas versiones de la dirección ya existen; ver, por ejemplo, las Patentes de E.U.A. 6,966,399 y 7,077,233; y la Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2006/0212200.

La Patente E.U.A. 6,966,399 describe un marco que incluye extremos longitµdinalmente espaciados que definen un primer eje longitudinal, el marco que comprende una porción de extremo frontal de marco, una pluralidad de ruedas operativamente acopladas al marco, una articulación de dirección operativamente acoplada entre una porción de Ref. 215364 dirección de entrada, del operador y al menos una de la pluralidad de ruedas, un ensamble de dirección hidráulica i operativamente acoplado a la articulación de dirección, . el ensamble de dirección hidráulica que comprende un motor 5 eléctrico y una caja de velocidades, la caja de velocidades que comprende un eje de entrada y un eje de salida, el eje de entrada está operativamente acoplado a la porción de i dirección de entrada del operador, y el eje de salida está , operativamente acoplado a una articulación de dirección. 10 Las características antes mencionadas y otras de j esta invención, y la forma de obtenerlas, se harán más 1 evidentes y la misma invención se entenderá mejor por referencia a la siguiente descripción detallada de las 1 modalidades de la invención tomadas en conjunto con las 15 figuras anexas.. i ¡ En una modalidad, un vehículo todoterreno comprende í un marco que incluye extremos longitudinalmente espaciados que definen un primer eje longitudinal, el marco que comprende una porción extremo frontal del marco; una 20 pluralidad de ruedas operativamente acopladas al marco; una articulación de dirección operativamente acoplada entre una porción de dirección de entrada del operador y al menos una ! de la pluralidad de ruedas; y un ensamble de dirección I hidráulica operativamente acoplado a la articulación de 25 dirección. El ensamble de dirección hidráulica comprende un ' motor eléctrico y una caja de velocidades, la caja de velocidades que comprende un eje de entrada y un eje de 1 salida, el eje de entrada está operativamente acoplado a la , porción de dirección de entrada del operador y el eje de 5 salida está operativamente acoplado a la articulación de . dirección. El eje de salida está soportado tanto vertical ! como lateralmente mediante un ensamble de soporte.

En otra modalidad de la invención, un vehículo ! todoterreno comprende un marco que incluye extremos 0 longitudinalmente espaciados que definen un primer eje longitudinal, el marco que comprende una porción de extremo ! frontal de marco; una pluralidad de ruedas operativamente acopladas al marco; una articulación de dirección operativamente acoplada entre una porción de dirección de i ,5 entrada del operador y al menos una de la pluralidad de I ¡ ruedas; un ensamble de dirección hidráulica operativamente acoplado a la articulación de dirección, el ensamble de ! dirección hidráulica que comprende un motor eléctrico y una i caja de velocidades, la caja de velocidades que comprende un 0 eje de entrada y un eje de salida, el eje de entrada está , operativamente acoplado a la porción de dirección de entrada del operador, y el eje de salida está operativamente acoplado a la articulación de dirección, y que tiene un cojinete adyacente a su extremo libre. Una brida de soporte de 5 cojinete está unida al marco y soporta el cojinete del eje de salida.

La invención en cuestión se describirá ahora a manera de las siguientes figuras, en donde: la Figura 1 es una vista en perspectiva de un ATV 5 de conformidad con las modalidades ilustrativas de la presente invención.

: La Figura 2 es una vista lateral izquierda del ATV mostrado .en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista lateral derecha del ATV 10 mostrado en la Figura 1. i La Figura 4 es una vista plana superior del ATV mostrado en la Figura 1.

La Figura 5 es una vista plana inferior del ATV ¡ mostrado en la Figura 1. Í5 La Figura 6 es una vista lateral del marco del ATV mostrado en la Figura 1.

La Figura 7 es otra vista en perspectiva del marco del ATV mostrado en la Figura 1.

I La Figura 8 es una vista lateral derecha de un 20 motor y una transmisión que pueden utilizarse en un ATV, tal como el mostrado en la Figura 1. .

La Figura 9 es una vista superior de un motor y una transmisión de la Figura 8.

La Figura 10 es una vista en perspectiva lateral i 25 izquierda del ensamble de suspensión, sin el ensamble de dirección hidráulica en su lugar.

La Figura 11 es una vista en perspectiva lateral derecha del ensamble de dirección hidráulica que puede incorporarse en el marco de la Figura 10.

La Figura 12 es una vista en perspectiva frontal del ensamble de dirección hidráulica de la Figura 11.

La Figura 13 es una vista en perspectiva frontal parcialmente explotada del ensamble de dirección hidráulica de las Figuras- 11 y 12.

Los caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes a través de las varias vistas. Aunque las figuras representan las modalidades de la presente invención, las figuras no necesariamente son a escala y pueden exagerarse ciertas características con el fin de ilustrar y explicar mejor la presente invención.

Las modalidades descritas a continuación no pretenden ser exhaustivas o limitar la invención a las formas precisas descritas en la siguiente descripción detallada. Más bien, las modalidades se eligen y describen para que otros expertos en la técnica puedan utilizar sus enseñanzas. Por ejemplo, aunque la siguiente descripción se refiere principalmente a un vehículo todoterreno, se debe entender que la invención puede tener aplicación a otros tipos de vehículos, tal como moto motonieves, motocicletas, vehículos acuáticos, vehículos utilitarios, monopatines, carros de golf, y ciclomotores .

Al hacer referencia inicialmente a las Figuras 1-4, se muestra una modalidad ilustrativa de un vehículo todoterreno 10. El ATV 10 incluye un extremo frontal 11 5 soportado mediante ruedas frontales 12 y neumáticos 14, y el extremo trasero 13 está soportado mediante ruedas traseras 16 ¦ y neumáticos 18. El ATV 10 además incluye un asiento 20 de i tipo carretilla, el panel trasero 22 que puede incluir un I compartimento de almacenamiento de herramientas o un soporte 1.0 trasero, el panel frontal 24 que puede incluir un ; compartimento de almacenamiento de herramientas o un soporte j frontal y un ensamble de manubrio 26. El extremo frontal 11 y ! el extremo trasero 13 están separados mediante espacios para i ; los pies 28 en ambos lados del ATV 10 y separados mediante el 15 asiento 20. El extremo frontal 11 también está soportado i i mediante la suspensión frontal 30. El ensamble de manubrio 36 I está operativamente acoplado a las ruedas frontales 12 para permitir que un pasajero dirija el ATV 10 cuando está i soportado mediante el asiento 20 y/o los espacios para los 20 pies 28. El panel frontal 24 y el panel trasero 22 también i , pueden incluir un sistema de acoplamiento de accesorio tal como el descrito en la Patente de E.U.A. No. 7,055,454, cuya ¡ descripción se incorpora expresamente aquí por referencia.

¡ Al hacer referencia ahora a las Figuras 5-7, el ATV 25 10 incluye el marco 50 que define un eje longitudinal 51 i (Figuras 5 y 6) y que incluye la porción frontal 52, la porción media 54, y la porción trasera 56. Como se muestra en la Figura 6, la porción frontal 52 y la porción trasera 52 i del marco 50 están anguladas hacia arriba para proporcionar 5 una distancia al suelo adicional al extremo frontal 11 y al ¡ extremo trasero 13 del ATV 10. Como se muestra en las Figuras 6 y 7, la porción frontal 52 incluye tubos de marco ¡ inferiores 60 que tienen ménsulas 62 para montar el i diferencial frontal a éstos. La porción frontal 52 además 10 incluye dos pares de los pares de tubo 64 y 66 verticales, i los tubos conectores 68, que tienen ménsulas cruzadas 70 ! montadas entre las crucetas 68.

Las Figuras 8 y 9 son vistas laterales y superiores i ilustrativas del motor 72 y la transmisión 74 del ATV 10, 15 respectivamente. El motor 72 está colocado adyacente al extremo frontal 11 del ATV 10. La transmisión 74 está i j acoplada ilustrativamente de forma directa al motor 72 en la forma aquí detallada. La transmisión 74 proporciona energía I al diferencial frontal 80 a través del eje de transmisión 20 frontal 81 y al diferencial trasero 78 a través del eje de transmisión trasero 83. El diferencial frontal 80 suministra energía al eje trasero 86. Como se muestra mejor en la Figura i ' 9, el diferencial 80 incluye una brida de montaje 90 que I tiene una perforación interna 92 y orificios de montaje 94, 25. que se describirán aquí en mayor detalle.

I ' Al hacer referencia ahora a la Figura 10, se muestra un extremo frontal 11 y una suspensión frontal 30 del ATV 10. La suspensión frontal 30 incluye brazos de control 1 superiores e inferiores, ilustrativamente brazos A 100 y 102, 5 en cada lado del ATV 10. Los brazos A superiores 100 están 1 acoplados en un extremo en acoplamientos de pivote interiores, superiores 104 a la porción de ménsula 106 de la ! ménsula 70. Los brazos A inferiores 102 están acoplados en un extremo en los acoplamientos de pivote interiores, inferiores 1,0 110 a las ménsulas 62 de la porción frontal 52 del marco 50.

Los brazos A superiores 100 también incluyen ménsulas 120 que están acopladas a los amortiguadores 122. Los amortiguadores 1 122 amortiguan el viaje ascendente y descendente del marco 50 i con relación a las ruedas 12, para proporcionar un paseo 15 cómodo al pasajero del ATV 10.

Los ejes frontales o los medios ejes 84 se extienden - desde el diferencial frontal 80 para manejar las ' ruedas frontales del ATV 10. Cada medio eje 84 está j operativamente acoplado a una rueda 12. En esta modalidad 20 ilustrativa, el ATV es una tracción en las cuatro ruedas. t Como tal, los ejes -frontales 84 se giran mediante el ' diferencial frontal 80 para suministrar energía a las ruedas frontales 12, -y los ejes traseros 86 se giran mediante el diferencial trasero 78 para suministrar energía a las ruedas 25 traseras 16.

I La suspensión frontal 30 y la suspensión trasera 210 pueden incluir ciertos elementos del ATV de la marca Predator™ y ATV de la marca Outlaw™, ambos disponibles de Polaris Industries, la cesionaria de la presente descripción. 5 Los detalles de la suspensión de ATV de la marca Predator™ se describen en la Patente de E.UvA. No. 6,767,022, la Patente i de E.U.A. No. 7,000,931, y la Patente de E.U.A. No. 7,004,484, cuyas descripciones se incorporan expresamente aquí por referencia. Los detalles de la suspensión de ATV de 10 la marca Outlaw™ se describen en la Solicitud de Patente de ¦ E.U.A. No. de Serie 11/528,889, presentada el 27 septiembre, i 2006, y l~a Solicitud . de Patente de E.U.A. No. de Serie i , 11/543,430, presentada el 5 octubre, 2006, ambas reclaman el 1 beneficio de E.U.A. No. de Serie 60/813,597, presentada el 1 15 febrero, 2006, cuyas descripciones se incorporan expresamente ¡ aquí por referencia. i Con respecto ahora a las Figuras 11-13, el ensamble l de dirección hidráulica 26 se describirá en mayor detalle. El ! ensamble de dirección 26 está compuesto de un eje de 20 dirección superior 130 -unido a una unidad de dirección hidráulica 132. La unidad de- dirección hidráulica 132 está i unida a manera de un ensamble de ménsula 134 a tubos de conexión 68. Las ménsulas pueden estar conectadas por ! cualquier medio conocido, pero se anticipa que las ménsulas 25 134 están soldadas a tubos 68 en juntas 136 (Figura 12) . Como í se muestra mejor en la Figura 13, el ensamble de dirección hidráulica 132 está compuesto de un motor eléctrico 140 y una caja de velocidades 142 en donde el eje de dirección 130 encaja con una ranura superior 143 y una ranura inferior 144 5 de la caja de velocidades 142, está conectada a un ensamble de articulación de dirección inferior 146. La articulación de dirección inferior 146 está unida al ensamble de ménsula 134 ; a manera de una ménsula 148 de interconexión adicional.

Con más particularidad, con referencia a las 10 Figuras 12 y 13, el ensamble de ménsula 134 está compuesto de porciones de ménsula superiores 150 y porciones de ménsula inferiores 152. Las porciones de ménsula superiores 150 están unidas a la caja de velocidades 142 a manera de sujetadores • 154 que se extienden a través de protuberancias roscadas 156 15 en la caja de velocidades 142. Cada porción de ménsula i superior 150 incluye una porción de placa 160 para montaje i adyacente a las porciones de ménsula inferiores 152. Mientras tanto, las porciones de ménsula inferiores 152 incluyen ! porciones de placa 170 que reciben a través de ellas los 20 sujetadores 172 que se acoplan con los sujetadores 174. Como ¡. se debe apreciar, acoplar los sujetadores 172 a través de la j porción de placas 170 y la porción de placas 160 a los sujetadores 174, fija de forma rígida la caja de velocidades de 142 y el motor 140 a los tubos 68 del marco, justo sobre 25 los tubos 68. Esto coloca al ensamble de dirección hidráulica generalmente- sobre los tubos¦ y los brazos A superiores 10, con una porción que se extiende bajo los brazos A 100.

Aún con referencia a. las Figuras 12 y 13, el ensamble de articulación de dirección inferior 146 también se 5 hace rígido a manera de acoplamiento al diferencial frontal 80 y a los tubos 68 del marco. Primero, con referencia a la I Figura 13, el ensamble de articulación de dirección inferior i 146 está compuesto de un acoplador 180 superior con ranuras i unido a un eje con mangueta 182. El eje con mangueta 182 está 10 fijado rígidamente al acoplador giratorio 184 que está 1 compuesto de un brazo Pitman 186 y un miembro de tope 188 que i gira en y en contra del sentido de las manecillas del reloj ' entre posiciones extremas. El ensamble 146 también incluye una tapa de cojinete 190 que está perfilada para recibirse 15 sobre la brida 90 del diferencial frontal 80. La tapa de i cojinete 190 está · moldeada con la—forma de la brida 90 (ver las Figuras 9 y 13) y la tapa de cojinete 190 está fija con relación a la brida 90 durante la operación de la unidad de 1 dirección hidráulica como se describe aquí adicionalmente . El j 20 extremo libre del eje con mangueta 182 está provisto con un i ¡ cojinete 192 que gira con el eje con mangueta 182 y está perfilado para recibirse dentro de la apertura 92 (ver la ; Figura 9) en la parte superior del diferencial frontal 90 dentro de una manga del cojinete (no mostrada) .· 25 El ensamble de dirección inferior 146 también está , ' unido al diferencial frontal 80 y a las ménsulas inferiores 170 del ensamble de ménsula 134 a manera de una ménsula de ' interconexión 148. La ménsula de interconexión 148 incluye ¡ miembros de ménsula 200 con forma de L con sujetadores 202 5 que se extienden a través de la tapa de -cojinete 190 y hacia i las aperturas 194 (Figura 9) en el diferencial frontal 80 superior como su observa mejor en las Figuras 12 y 13. ! Mientras tanto, los sujetadores 210 se extienden a través de 1 una apertura 212 de los brazos inferiores 214 (que se 10 extienden desde las ménsulas inferiores 170) que a su vez í ¡ corresponden con los sujetadores 216. Ya montada, la unidad ¡ de dirección hidráulica se mantiene en el sentido vertical y i en el sentido lateral mediante el cojinete 192 en la apertura 1 92 ; y en un sentido lateral mediante el ensamble de ménsula 15 148 unido al ensamble de ménsula 134.

Aunque son posibles múltiples unidades de dirección : hidráulica, como se define aquí, la unidad se proporciona por .; Globe. Industries y preferiblemente tiene una torsión de salida mayor que 50 N-M, y más preferiblemente de i 20 aproximadamente 50 N-M.

I Aunque esta invención se describió como teniendo un diseño ilustrativo, la presente invención además puede t modificarse dentro del espíritu y alcance de esta j descripción. Por lo tanto esta solicitud pretende cubrir 25 cualquiera de las variaciones, usos, o adaptaciones de la i invención utilizando sus principios generales. Además, esta solicitud pretende cubrir tales desviaciones de la presente descripción como vienen dentro de la práctica conocida o común en la técnica a la cuál pertenece esta invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo. .contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. - Un vehículo todoterreno que comprende un marco que incluye extremos longitudinalmente espaciados que definen un primer eje longitudinal, una pluralidad de ruedas operativamente acopladas al marco, el marcó que comprende una porción de extremo frontal del marco, una articulación de dirección operativamente acoplada entre una porción de dirección de entrada del operador y al menos una de la pluralidad de ruedas, y un ensamble de dirección hidráulica operativamente acoplado a la articulación de dirección, el ensamble de dirección hidráulica que comprende un motor eléctrico y una caja de velocidades, la caja de velocidades que comprende un eje de entrada y un eje de salida, el eje de entrada está operativamente acoplado a la porción de dirección de entrada del operador, y el eje de salida está operativamente acoplado a la articulación de- dirección, caracterizado porque el eje de salida está soportado tanto vertical como lateralmente mediante un ensamble de soporte. 2. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el eje de salida está soportado adyacente a su extremo libre. 3. - El vehículo todoterreno de conformidad con I cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el eje de salida está soportado en su extremo libre. 4. - El vehículo todoterreno de conformidad con 5 cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el extremo libre del eje de salida incluye un cojinete y el co inete está sostenido mediante el ensamble de soporte y el ; eje de salida gira con relación al cojinete. 5. - El vehículo todoterreno de conformidad con la 0 reivindicación 4, caracterizado porque el cojinete se mantiene fijo dentro de una apertura. ' 6. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el ATV es un vehículo i de tracción en las cuatro ruedas y además comprende 15 diferenciales frontales y traseros, y en donde la apertura está integrada dentro del alojamiento del diferencial frontal. 1 7. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la apertura está 0 localizada en la parte superior del alojamiento del ¦ diferencial frontal. 8. - El vehículo todoterreno de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el ensamble de soporte además comprende una tapa de 25 cojinete que rodea al menos parcialmente el cojinete, y está fijada a la parte superior del alojamiento del diferencial f ontal . 9. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un brazo Pitman está 5 unido al eje de salida, sobre la tapa de cojinete. 10. - El vehículo todoterreno de conformidad con i cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque la parte superior del diferencial frontal está ¡ provista con una brida, perfilada para recibir el .cojinete y 0 la tapa de cojinete. 11.- El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ensamble de soporte además comprende un primer ensamble de ménsula para unir el i ensamble de dirección hidráulica al marco. 15 12. - El vehículo todoterreno de conformidad con la í reivindicación 11, caracterizado porque el ensamble de ; soporte además comprende un segundo ensamble de ménsula unido ' a la tapa de cojinete y al primer .ensamble de ménsula, que ' soporta lateralmente el eje de salida. 0 13.- Un vehículo todoterreno que comprende un marco que incluye extremos longitudinalmente espaciados que definen i un primer eje longitudinal, el marco que comprende una porción de extremo frontal del marco, una pluralidad de ruedas operativamente acopladas al marco, una articulación de 25 dirección operativamente acoplada entre una porción de dirección de entrada del operador y al menos uno de la pluralidad de ruedas, un ensamble de dirección hidráulica operativamente acoplado a la articulación de dirección, el ensamble de dirección hidráulica que comprende un motor 5 eléctrico y una caja de velocidades, la caja de velocidades que comprende un eje de entrada y un eje de salida, el eje de entrada está operativamente acoplado a la porción de dirección de entrada del operador, y el eje de salida está operativamente acoplado a la articulación de dirección, 10 caracterizado porque comprende un cojinete adyacente al extremo libre del eje de salida y una brida de soporte de cojinete unida al marco y que soporta el cojinete de eje de i salida. 14. - El vehículo todoterreno de conformidad con la 15 reivindicación 13, caracterizado porque el ATV es un vehículo i de tracción en las cuatro ruedas y además comprende diferenciales frontales y traseros, y en donde la brida de soporte de cojinete está provista en el alojamiento del 1 diferencial frontal. I 20 15. - El vehículo todoterreno de conformidad con la | reivindicación 14, caracterizado porque el eje de salida está soportado en su extremo libre. 16. - El vehículo todoterreno de conformidad con la j reivindicación 15, caracterizado porque el cojinete está 25 unido al extremo libre del eje de salida, y el cojinete se , soporta mediante la brida de soporte de cojinete, y el eje de ,' salida gira con relación al cojinete. 17. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la brida de soporte 5 de cojinete comprende una apertura y el cojinete y el eje de ¡""'salida se mantienen fijados dentro de la apertura, i 18.- El vehículo todoterreno de conformidad con la l reivindicación 17, caracterizado porque la apertura está ' localizada en la parte superior de alojamiento del 0 diferencial frontal, 19.- El vehículo todoterreno de conformidad con la ; reivindicación 18, caracterizado porque el ensamble de soporte además comprende una tapa de coj inete que rodea al menos parcialmente el cojinete, y está fijado a la brida de ¡5 soporte del cojinete. : 20.- El vehículo todoterreno de conformidad con la I reivindicación 13, caracterizado porque el eje de salida está soportado tanto vertical como lateralmente. ' 21.- El vehículo todoterreno de conformidad con la 0 reivindicación 13, caracterizado porque la torsión de salida I en el eje de salida es al menos 50 N-M. 22. - El vehículo todoterreno de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la torsión de salida en el eje de salida es de aproximadamente 60 N-M. 5