WO2004074011A1 - Rueda magnética para vehículos - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic wheel that has been specially designed for vehicles traveling on a surface of ferromagnetic material such as iron or steel.
  • the invention is especially applicable to inspection or reconnaissance vehicles that move, duly commanded, on the vertical surface of large warehouses, ships and other similar elements.
  • the stiffness of its rolling surface also derived in its metallic nature, generates problems in the movement of the vehicle, specifically when it is welded or any other type of irregularities that usually exist in the walls of the tank or element on which it has of moving said vehicle, losing grip and not allowing its overcoming.
  • the wheel of the invention is structured by means of a hollow rim, which it configures a cylindrical chamber with the collaboration of a cover made of an elastomeric or similar material, which determines an optimum grip on the sliding surface, by its very nature, being lodged in the cylindrical chamber defined by the rim and the cover a magnetic ring, materialized in a permanent magnet of adequate power, with the particular feature that said ring is radially under-sized with respect to the said chamber, undergoing a hypocycloid movement therein, so that by means of this reduction in diameter in the magnetic ring a substantial approximation of its geometric axis to the rolling surface is achieved and, consequently, an increase in the intensity of the magnetic field in the area of contact with said surface, which allows using magnetic rings of less weight to achieve the same grip, consequently reducing the weight of the wheel itself as a whole.
  • a light wheel which has a strong adhesion to ferromagnetic materials, which offers a high resistance to sliding on smooth surfaces, such as painted surfaces, and which also has a passive adhesion, that is, without the need for power supply, which allows to increase the degree of safety of the vehicle, and all this with a greater capacity to overcome obstacles, such as the mentioned irregularities in the surface on which it has to roll.
  • Figure 1 shows an exploded perspective view of a magnetic wheel for vehicles made in accordance with the object of the present invention.
  • Figure 2. Shows another exploded view of the wheel, now viewed laterally with respect to the axle thereof.
  • Figure 3. Shows a perimeter section of the same wheel.
  • Figure 4.- It shows, finally, a section along a plane perpendicular to the wheel axis.
  • the magnetic wheel that the invention proposes is constituted from a rim in which two discs or circular plates (1-1 ') participate, equipped with respective cylindrical and axial necks (2- 2 ') through which said tire is fixed to the axle (3) of the engine, said tire (1-1') receiving a cover (4), preferably of an elastomeric material, such as rubber, with its edges (5) folded and tongue and groove coupled in annular grooves (6) of perimeter and exterior expansions (7) of said discs (1- 1 '), as also seen in Figure 3, configuring rim (1-1') and cover (4) an annular and closed chamber (8), in which a magnetic ring (9) plays, materialized in a permanent magnet, which as observed especially in Figure 4 has a diameter considerably smaller than the diameter of said chamber (8), in which it is able to move planetary or hypocycloidal when the rotation of the wheel by the advance of the vehicle to which it is associated, for which the axial dimension of the ring (9) is slightly under-sized
  • the elastomeric cover (4) ensures optimum grip conditions of the wheel as a whole to the surface on which the vehicle has to move, with the possibility of easily saving any type of irregularities on said surface, while the magnetic ring (9 ), which on the one hand increases the safety of the vehicle as it is a permanent magnet that does not need power, on the other hand it has a minimum weight due to its removable character inside the chamber (8), specifically due to its hypocycloid movement allows maintaining a maximum adhesion force at all times in correspondence with the contact point (10) between the cover (4) and the surface (19) on which the vehicle is to move, adhesion force close to which would be generated by a magnetic ring (9) of greater dimensions, consequently of greater weight, but coaxial with the wheel itself.

Abstract

Especialmente concebida para vehículos que deben desplazarse sobre superficies ferromagnéticas, como por ejemplo las paredes de hierro o acero de grandes depósitos, esta constituida mediante la combinación de una llanta hueca (1-1') y una cubierta (4) de un material elastomérico o similar, que definen una cámara (8) cilíndrica, en cuyo seno juega un anillo magnético (9), materializado en un imán permanente de potencia adecuada, con la particularidad de que dicho anillo magnético (9) presenta un diámetro considerablemente menor que el de la citada cámara (8), de manera que es capaz de realizar un movimiento planetario en el seno de la misma, manteniendo una permanente situación de tangencia con la cubierta (4) en el punto en el que esta contacta en cada momento con la superficie ferromagnética sobre la que se desplaza el vehículo, consiguiendo que la adherencia sea máxima en dicho punto. Se consigue de esta manera mejorar el agarre de la rueda sobre dicha superficie, superar posibles obstáculos de la misma, aligerar la rueda y aumentar la seguridad al no necesitar de alimentación eléctrica.

Description

RUEDA MAGNÉTICA PARA VEHÍCULOS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una rueda magnética que ha sido especialmente concebida para vehículos que se desplazan sobre una superficie de material ferromagnético como por ejemplo hierro o acero.
La invención resulta especialmente aplicable a vehículos de inspección o reconocimiento que se desplazan, debidamente comandados, sobre la superficie vertical de grandes depósitos, buques y otros elementos similares.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el ejemplo anteriormente citado de aplicación práctica de la invención, el de grandes depósitos metálicos y buques, se utilizan pequeños vehículos para reconocimiento de su estructura, instalaciones complementarias, etc, capaces de desplazarse verticalmente sobre dicha superficie, debidamente motorizados, utilizando como medio de sustentación frente a los efectos de la gravedad ruedas asimismo metálicas, generalmente asistidas por electroimanes de potencia adecuada, de manera que las propias ruedas se convierten en un imán que las mantiene convenientemente adheridas a la superficie metálica sobre la que han de desplazarse, con posibilidad de rodadura.
Estas ruedas presentan una problemática que se centra fundamentalmente en tres aspectos: Su carácter metálico hace que el coeficiente de rozamiento con respecto a la superficie también metálica sobre la que ha de desplazarse sea mínimo, lo que requiere de la utilización de electroimanes de gran potencia para asegurar su adherencia, la cual es directamente proporcional al volumen de su bobinado, y consecuentemente al peso de los mismos, lo que repercute negativamente en el vehículo que se ve forzado a desplazar una mayor carga. Hecho especialmente importante en desplazamientos verticales.
La rigidez de su superficie de rodadura, derivada también en su naturaleza metálica, genera problemas en el desplazamiento del vehículo, concretamente cuando éste se encuentra con soldaduras o cualquier otro tipo de irregularidades que habitualmente existen en las paredes del depósito o elemento sobre el que ha de desplazarse dicho vehículo, perdiendo adherencia y no permitiendo su superación.
La dependencia de una fuente de alimentación energética, concretamente de la batería del vehículo, supone un riesgo desde el punto de vista de seguridad, además de un consumo importante de energía.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La rueda que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados .
Para ello y de forma más concreta la rueda de la invención está estructurada mediante una llanta hueca, que configura una cámara cilindrica con la colaboración de una cubierta de un material elastomérico ó similar, que determina un óptimo agarre sobre la superficie de deslizamiento, por su propia naturaleza, alojándose en la cámara cilindrica definida por la llanta y la cubierta un anillo magnético, materializado en un imán permanente de potencia adecuada, con la especial particularidad de que dicho anillo está radial ente infradimensionado con respecto a la citada cámara, sufriendo en el interior de la misma un movimiento hipocicloide, de manera que mediante esta reducción de diámetro en el anillo magnético se consigue una sustancial aproximación de su eje geométrico a la superficie de rodadura y, en consecuencia, un incremento en la intensidad del campo magnético en la zona de contacto con dicha superficie, que permite utilizar anillos magnéticos de menor peso para conseguir el mismo agarre, reduciendo consecuentemente el peso de la propia rueda en su conjunto.
Se consigue de esta manera una rueda ligera, que presenta una fuerte adherencia a materiales ferromagnéticos, que ofrece una alta resistencia al deslizamiento sobre superficies lisas, como por ejemplo sobre superficies pintadas, y que presenta además una adherencia pasiva, es decir, sin necesidad de alimentación eléctrica, lo que permite aumentar el grado de seguridad del vehículo, y todo ello con una mayor capacidad de superar obstáculos, como las citadas irregularidades en la superficie sobre la que ha de rodar.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un despiece en perspectiva de una rueda magnética para vehículos realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra otro despiece de la rueda, ahora vista lateralmente con respecto al eje de la misma.
La figura 3.- Muestra una sección perimetral de la misma rueda.
La figura 4.- Muestra, finalmente, una sección por un plano perpendicular y medio al eje de la rueda.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como la rueda magnética que la invención propone está constituida a partir de una llanta en la que participan dos discos o platos circulares (1-1' ) , dotados de respectivos cuellos cilindricos y axiales (2-2') a través de los que dicha llanta se fija al eje (3) del motor, recibiendo dicha llanta (1-1') a una cubierta (4), preferentemente de un material elastomérico, como por ejemplo goma, con sus bordes (5) replegados y acoplados machihembradamente en ranuras anulares (6) de expansiones perimetrales y exteriores (7) de los citados discos (1- 1' ) , como también se observa en la figura 3, configurando llanta (1-1') y cubierta (4) una cámara anular y cerrada (8), en cuyo seno juega un anillo magnético (9), materializado en un imán permanente, que como se observa especialmente en la figura 4 presenta un diámetro considerablemente menor que el diámetro de la citada cámara (8), en el seno de la cual es capaz de desplazarse planetaria o hipocicloidalmente cuando se produce el giro de la rueda por el avance del vehículo al que se encuentra asociada, para lo que la cota axial del anillo (9) está ligeramente infradimensionada con respecto a la cota axial de la cámara (8) .
La cubierta elastomérica (4) asegura unas óptimas condiciones de agarre de la rueda en su conjunto a la superficie sobre la que el vehículo ha de desplazarse, con posibilidad de salvar fácilmente cualquier tipo de irregularidades en dicha superficie, mientras que el anillo magnético (9), que por un lado aumenta la seguridad del vehículo al tratarse de un imán permanente que no necesita de alimentación eléctrica, presenta por otro lado un peso mínimo debido a que su carácter amovible en el seno de la cámara (8), concretamente debido a su movimiento hipocicloide, permite mantener en todo momento una fuerza de adherencia máxima en correspondencia con el punto (10) de contacto entre la cubierta (4) y la superficie (19) sobre la que ha de desplazarse el vehículo, fuerza de adherencia cercana a la que generarla un anillo magnético (9) de mayores dimensiones, consecuentemente de mayor peso, pero coaxial con la propia rueda.

Claims

RE I V I N D I C A C I ON E S
Ia.- Rueda magnética para vehículos, en especial para vehículos destinados a desplazarse sobre superficies ferromagnéticas, de hierro o acero, como las constitutivas de las paredes laterales de depósitos de grandes dimensiones y similares, caracterizada porque está constituida a partir de una llanta (1-1' ) , complementada con una cubierta (4) de un material elastomérico o similar, de manera que llanta (1-1') y cubierta (4) configuran una cámara (8) cilindrica, en el seno de la cual se establece un anillo magnético (9), concretamente un imán permanente de potencia adecuada, con la especial particularidad de que el diámetro de dicho anillo magnético (9) es considerablemente menor que el diámetro de la cámara (8) establecida en el seno de la llanta, y de que dicho anillo magnético (9) está capacitado para desplazarse hipocicloidalmente en el interior de dicha cámara (8).
2a.- Rueda magnética para vehículos, según reivindicación Ia, caracterizada porque la citada llanta está estructurada a base de dos discos circulares (1-1' ) dotados de respectivos cuellos cilindricos y coaxiales
(2-2'), a través de los que se acopla al eje (3) del motor de accionamiento de la misma, siendo dichos discos
(1-1') idénticos, paralelos y coaxiales.
3a.- Rueda magnética para vehículos, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cota axial del anillo magnético (9) está ligeramente infradimensionada con respecto a la cota axial de la cámara (8), para permitir el libre desplazamiento hipocicloidal del primero en el seno de la segunda.
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