ES2457516T3 - Dispositivo para regular la inclinación y/o la vía de las ruedas de suspensiones de ruedas - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el ajuste de la inclinación y/o de la vía de una rueda de vehículo con un soporte de rueda (10), en el que la rueda está alojada de forma giratoria, en el que el elemento de guía de la rueda (10) presenta una pieza de soporte (12) que recibe la rueda, una pieza de guía (14) lateral axial así como al menos un elemento de ajuste (16, 18) dispuesto en medio para el ajuste de la inclinación y/o de la vía de la rueda del vehículo, cuyo elemento de ajuste (16, 18) está conectado operativamente con al menos un servomotor (26, 28), caracterizado por que la pieza de soporte (12) y la pieza de guía (14) están acopladas por medio de una unión de articulación cardánica, respectivamente, con una horquilla de articulación (32, 34) y con un anillo de apoyo (40) que los conecta a través de pivote de cojinete (38), y por que el servo motor (26, 28) está conectado a través de un mecanismo de circunvalación (30) con el elemento de ajuste (16, 18), que se extiende a través de un espacio intermedio (39) de las horquillas de articulación (32, 34).

Description

Dispositivo para regular la inclinación y/o la vía de las ruedas de suspensiones de ruedas

La invención se refiere a un dispositivo para la regulación de la inclinación y/o de la vía de las ruedas de suspensiones de ruedas, en particular para automóviles, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.

Un dispositivo del tipo indicado al principio se describe en el documento DE 10 2008 011 367 A1, en el que se puede regular la inclinación y/o la vía de las ruedas en el funcionamiento de marcha por medio de cilindros de ajuste integrados en el soporte de la rueda. El soporte de la rueda está dividido en este caso en una pieza de soporte que recibe la rueda y una pieza de guía articulada en elementos de suspensión de la rueda, que hacen pivota la pieza de soporte con relación a la pieza de guía a través de rotación de uno o ambos cilindros de ajuste a través de motores eléctricos y a través de servomecanismos formados por ruedas dentadas rectas. El ajuste se realiza en este caso porque los cilindros de ajuste simétricos rotatorios presentan un eje de giro común y superficies oblicuas o alojamientos giratorios inclinados con respecto al mismo, que posibilitan durante la rotación de los cilindros de ajuste en el mismo sentido o en sentido opuesto una articulación correspondiente de la pieza de soporte hasta un ángulo de inclinación y/o de la vía de 5º.

El problema de la invención es desarrollar el dispositivo del tipo mencionado anteriormente, de tal manera que con una disposición economizadora de espacio de construcción se posibilita un ajuste sencillo, libre de juego de la inclinación y/o de la vía de las ruedas.

Este problema se soluciona de acuerdo con la invención con las características de la reivindicación 1 de la patente. Los desarrollos ventajosos de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la patente, la pieza de soporte y la pieza de guía se aplican por medio de una unión de articulación cardánica, respectivamente, con una horquilla de articulación y con un anillo de apoyo que las conecta a través de pivotes de cojinete. La unión de articulación forma un seguro de giro entre pieza de guía y la pieza de soporte, con lo que se posibilita una transmisión de momentos, por ejemplo momentos de freno, hacia el vehículo. De acuerdo con la invención, el servomotor está conectado a través de u mecanismo de circunvalación con el elemento de ajuste. El mecanismo de circunvalación se extiende a través de un espacio intermedio de las horquillas de articulación.

De acuerdo con la invención, el servomotor está dispuesto, por lo tanto, fuera de la articulación cardánica. Para la conexión operativa con el elemento de ajuste, el servo motor está conectado por medio del mecanismo de circunvalación con el elemento de ajuste dispuesto dentro de la articulación cardánica. El mecanismo de circunvalación es especialmente ventajoso en comparación con un mecanismo de rueda dentada. En tal mecanismo de rueda dentada se puede conectar, en efecto, la rueda dentada de accionamiento del servomotor en virtud de limitaciones del espacio de construcción a través de una rueda dentada intermedia adicional con una corona dentada del elemento de ajuste. La rueda dentada intermedia es necesaria para el puenteo del espacio intermedio entre las horquillas de articulación, puesto que el tamaño de la corona dentada en el elemento de ajuste está limitado por la anchura interior de las horquillas cardánicas y no se puede ensanchar radialmente en una medida excesiva hasta que se posibilita un engrane inmediato sin rueda dentada intermedia adicional. El mecanismo de circunvalación empleado de acuerdo con la invención es ventajoso también con respecto a una reducción parcial así como con respecto a una dinámica más elevada, puesto que la masa de giro de la rueda dentada intermedia por lo demás necesaria no debe acelerarse. Las ventajas adicionales del mecanismo de circunvalación consisten en la mayor estabilidad de la marcha, el montaje más sencillo así como un ahorro de peso.

De acuerdo con una forma de realización, el elemento de ajuste presenta dos piezas giratorias entre sí, que colaboran a través de superficies oblicuas. A través de la rotación de una o de ambas piezas giratorias por medio de servomotores se puede ajustar la pieza de soporte y, por lo tanto, la rueda del vehículo sobre ángulos de inclinación y/o ángulos de la vía predeterminables. Con preferencia, a cada una de estas piezas giratorias se puede asociar un servomotor propio. Sus mecanismos de circunvalación se pueden extender a través de espacios intermedios desplazados entre si en dirección circunferencial de las horquillas de articulación, con lo que, en general, se prepara una disposición compacta. De manera correspondiente, los servomotores de las piezas giratorias se pueden disponer desplazados entre sí en dirección circunferencial.

El mecanismo de circunvalación puede estar formado con una rueda dentada sobre el elemento de ajuste, con una rueda dentada de accionamiento en el servomotor y con un medio de tracción que los conecta operativamente. Los medios de tracción, por ejemplo una cadena, posibilitan grados de libertad constructivos adicionales tanto en el diseño de la transmisión del mecanismo de circunvalación como también en la disposición de los motores eléctricos que accionar los cilindros de ajuste teniendo en cuenta las restantes estructuras internas y las piezas de suspensión de la ruda en la zona del soporte de la rueda.

De manera especialmente preferida, además, las ruedas dentadas pueden ser ruedas de correa dentada y el medio

de tracción puede ser una correa dentada. La ventaja especial consiste en que no son necesarios medios lubricantes en el mecanismo de correa dentada y en que existe un ajuste silencioso de las piezas giratorias. Con una tensión previa correspondiente de la correa dentada se asegura, además, una transmisión libre de juego de los movimientos de ajuste entre los motores eléctricos y las piezas giratorias correspondientes.

Por lo demás, para la elevación de la seguridad de accionamiento, una o ambas ruedas ce correas dentadas pueden estar provistas con bordes laterales de guía.

La conexión de articulación cardánica sirve como seguro contra giro y apoyo de momentos entre la pieza de soporte y la pieza de guía. Finalmente, en los servomotores están previstos frenos de fricción o seguros contra giro efectivos en el estado no activado, que excluyen una regulación automática imprevista de las piezas giratorias, que determinar la regulación de la inclinación y/o la regulación de la vía de la rueda en virtud de cargas estáticas o dinámicas de la rueda.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención con otros detalles. En el dibujo esquemático:

La figura 1 muestra un diagrama de principio del dispositivo para la regulación del ángulo de inclinación y del ángulo de la vía de una suspensión de rueda para automóviles con un soporte de rueda de varias partes.

La figura 2 muestra el dispositivo según la figura 1 con representación de la conexión cardánica entre la pieza de guía y la pieza de soporte del soporte de la rueda.

La figura 3 muestra el dispositivo según las figuras 1 y 2 en una forma de realización autónoma, con una pieza de soporte que lleva una rueda, con una pieza de guía articulada en elementos de guía de la rueda de la suspensión de la rueda y con dos piezas giratorias, que son regulables por medio de motores eléctricos y mecanismos de correa dentada; y

La figura 4 muestra el dispositivo según la figura 3 en una representación gráfica espacial de un mecanismo de correa dentada que actúa sobre las piezas giratorias.

La figura 1 muestra para la explicación teórica de la invención como diagrama de principio un elemento de guía de la rueda o buen un soporte de la rueda 10 de una suspensión de rueda para automóviles, que está dividido para la regulación de la inclinación y/o de la vía de la rueda en la zona del alojamiento de la rueda de la siguiente manera:

El soporte de la rueda 10 presenta una pieza de soporte 12, en la que están alojados de forma giratoria la rueda y el elemento de freno (disco de freno, tambor de freno) de un freno de funcionamiento del automóvil. Hay que indicar que, si no se describe, las partes funcionales de la suspensión de la rueda pueden ser de tipo de construcción conocido.

Además, el soporte de la ruda 10 presenta una pieza de guía 14, que colabora con la suspensión de la rueda o bien, dado el caso, forma una parte de la suspensión de la rueda.

Entre la pieza de soporte 12 y la pieza de guía 14 están previstas, como elementos de ajuste dos piezas giratorias 16, 18 esencialmente simétricas rotatorias, que están conectadas, respectivamente, a través de ejes de giro 20, 22 de forma giratoria con la pieza de soporte 12 o bien con la pieza de guía 14. Los dos ejes de giro 20, 22 están alineados coaxialmente en la figura 1.

Mientras que las superficies de entrada 16a, 18a de las piezas giratorias 16, 18, que están directamente adyacentes a la pieza de soporte 12 y a la pieza de guía 14, están realizadas de forma simétrica rotatoria, las piezas giratorias 16, 18 se apoyan entre sí sobre superficies oblicuas 16b, 18b planas o cónicas y están conectadas de forma giratoria entre sí a través de ejes de giro 24. Los ejes de giro 24 están alineados en este caso como de muestra perpendicularmente a las superficies oblicuas 16b, 18b y en un ángulo ! definido con respecto a los ejes de giro 20,

22.

En la pieza de soporte 12 y en la pieza de guía 14 está previsto, respectivamente, un servomotor eléctrico 26, 28 con una disposición que se describe a continuación, que están conectados operativamente con las piezas giratorias 16, 18 a través de mecanismos de correa dentada 30. Por medio de los servomotores 26, 28 se pueden girar las piezas giratorias 16, 18 en el mismo sentido o en sentido contrario en ambos sentidos de giro, con lo que la pieza de soporte 12 modifica con relación a la pieza de guía 14, ejecutando un movimiento de articulación o un movimiento oscilante, el ángulo de la vía y/o el ángulo de inclinación de la rueda de manera correspondiente.

La figura 2 muestra en esbozo un acoplamiento cardánico entre la pieza de guía 14 y la pieza de soporte 12, que sirve, entre otras cosas, como seguro contra giro y apoyo de los momentos, por ejemplo, para momentos de frenado y momentos de accionamiento, que actúan en la pieza de soporte 12.

A tal fin, en la pieza de guía 14 y en la pieza de soporte 12 están fijadas horquillas de articulación 32, 34, que están

desplazadas 90º entre sí y están conectadas entre sí a través de bulones de cojinete designados de forma unitaria con 38 y un anillo de apoyo 40. La pieza de soporte 12 se puede articular cardánicamente alrededor de un eje vertical 42 y alrededor de un eje rectangular con respecto al plato del dibujo, de manera que el polo momentáneo M de la conexión cardánica, como se muestra, corta el eje de giro 22 y el eje de giro oblicuo 24 de las piezas giratorias 16, 18.

La figura 3 muestra en una sección longitudinal parcial a lo largo del eje de giro 22 de la rueda de la suspensión de rueda el soporte de la rueda 10 en forma de realización constructiva, limitándose la descripción a los componentes esenciales para la invención. Las partes funcionalmente iguales están provistas con los mismos signos de referencia.

El soporte de la rueda 10 se compone, como se ha descrito anteriormente, de la pieza de guía 14 conectada de forma articulada con elementos de guía de la rueda de la suspensión de la rueda como bielas, etc., la pieza de soporte 12 que lleva la rueda (llanta 46) y las piezas giratorias 16, 18.

La pieza de guía 14 presenta una pestaña de soporte 48, que lleva un anillo de cojinete 50 dispuesto radialmente en el interior. El anillo de cojinete 50 forma sobre rodillos de cojinete 52 con la pieza giratoria 18 dispuesta radialmente en el exterior un primer alojamiento de rodillos, cuyo eje de giro coincide con el eje de giro 22.

La pieza giratoria 18 está provista en su periferia exterior con una rueda de correa dentada 18c, que colabora operativamente a través de una correa de tanda 54 con una rueda de correa dentada 56 de accionamiento, no visible en la figura 3, del motor eléctrico 28. El motor eléctrico 28 está fijado de la misma manera en la placa de soporte 48 de la pieza de guía 14.

La pieza de soporte 12 presenta una sección de pestaña 58 alineada radlalmente y una sección de cubo 60 que se extiende axialmente. La sección de cubo 60 se extiende radialmente dentro de las dos piezas giratorias 16, 18 en dirección al anillo de cojinete 50 de la placa de soporte 48.

Dentro de la sección de pestaña 58 está previsto un cojinete de rueda 62 de dos series como cojinete giratorio para una pestaña de rueda 64 con una sección de cubo 66 que encaja axialmente en la sección de cubo 60 hasta aproximadamente el anillo de cojinete 50.

En la pestaña de rueda 64 están fijados por medio de tornillos de rueda (no representados) la rueda o bien la llanta 46 y el disco de freno de un freno de disco. El asiento de freno del freno de disco está fijado de una manera no visible en la sección de pestaña 58 de la pieza de soporte 12.

Por lo demás, sobre la sección de cubo 60 de la pieza de soporte 12 sobre un anillo interior de cojinete 70 y rodillos de cojinete 72 está alojada de forma giratoria la pieza giratoria 16, estando inclinado su eje de giro 24 (sólo mostrado en la figura 1) frente al eje de giro de la rueda.

Además, la pieza giratoria 16 está alojada de forma giratoria sobre un tercer cojinete de rodillos con rodillos de cojinete 74 en la pieza giratoria 18. En este caso, las superficies oblicuas 16b, 18b relevantes o bien los ángulos cónicos de las piezas giratorias 16, 18 están realizadas diferentes entre sí y oblicuas con respecto al eje de giro 22, de tal manera que a través de su rotación se puede regular la pieza de soporte 12 con relación a la pieza de guía 14

o bien el ángulo de inclinación y/o el ángulo de la vía de la rueda de la suspensión de la rueda en la zona de aproximadamente 5º fuera de una posición neutral.

La pieza giratoria 16 presenta de la misma manera una rueda de correa dentada 16c formada integralmente y se regula a través de otra correa dentada 54 y una rueda de correa dentada 56 del motor eléctrico 26. El motor eléctrico 26 está fijado en la sección de pestaña 58 de la pieza de soporte 12.

La figura 4 muestra como representación de ambos mecanismos de correa dentada 30 el mecanismo de correa dentada 30 para el ajuste de la pieza de soporte 12 sobre la pieza giratoria 16, de manera que la correa dentada 54 rodea de manera correspondiente, como se muestra, la rueda de correa dentada 56 relativamente pequeña sobre el árbol de accionamiento del motor eléctrico 26 y la rueda de correa dentada 16c relativamente grande. El mecanismo de correa dentada 30 para la regulación de la pieza giratoria 18 está realizado igual en simetría de espejo.

En las ruedas de correa dentada 16c y 56 están previstos a ambos lados unos bordes que guía axialmente la correa dentada (si signos de referencia).

Los motores eléctricos 26, 28 están dispuestos desplazados circunferencialmente aproximadamente 90º entre sí, de tal manera que las correas dentadas 54 correspondientes de loe mecanismos de correas dentadas 40 se pueden extender, respectivamente, entre las horquillas de articulación 32, 34 de la pieza de guía 14 y de la pieza de soporte 12 (comparar los bulones de cojinete 36 representados en la figura 4 del anillo de apoyo 40, que determinan la posición no mostrada de las horquillas de articulación 32, 34).

Los motores eléctricos 26, 28 están provistos de manera conocida en sí con instalaciones de freno que actúan en unión positiva o en unión por fricción, que son efectivas cuando los motores eléctricos 26, 28 no están activados y excluyen de una manera fiable una regulación imprevista de las piezas giratorias 16, 18.

Las ruedas de correa dentada de accionamiento 56 pueden estar alojadas en voladizo en los motores eléctricos 26, 28 en su árbol de accionamiento, o como se representa en la figura 3 con la ayuda del motor eléctrico 26, pueden estar alojadas adicionalmente en la pestaña de soporte 58, 48 respectiva.

Si la rueda de la suspensión de la rueda es accionada a través de un árbol de articulación 76, éste puede estar conectado, como se representa en la figura 3, a través de un dentado de encaje 78 en la sección de cubo 66 y puede estar conectado operativamente por medio de un tornillo de fijación 80 con la pestaña de la rueda 64.

En lugar de los mecanismos de rueda dentada 30 descritos, se pueden emplear también mecanismo de cadenas con ruedas de cadenas realizadas de forma correspondiente y con una cadena como medio de circunvalación.

Lista de signos de referencia

10

Soporte de rueda

12

Pieza de soporte

14

Pieza de guía

16, 18

Piezas giratorias

16a, 18a

Superficies de entrada

16b, 18b

Superficies oblicuas

16c, 18c

Ruedas de correa dentada

20, 22, 24

Ejes de giro

26, 28

Servomotores

30

Mecanismos de correa dentada

32, 34

Horquillas de articulación

38

Bulones de cojinete

40

Anillo de apoyo

42

Eje

46

Llanta

48

Pestaña de soporte

50

Anillo de cojinete

52

Rodillos de cojinete

56

Rueda de correa dentada

58

Sección de pestaña

60

Sección de cubo

62

Cojinete de rueda

64

Pestaña de rueda

66

Sección de cubo

70

Anillo interior de cojinete

72

Rodillos de cojinete

74

Rodillos de cojinete

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

   1.- Dispositivo para el ajuste de la inclinación y/o de la vía de una rueda de vehículo con un soporte de rueda (10), en el que la rueda está alojada de forma giratoria, en el que el elemento de guía de la rueda (10) presenta una pieza de soporte (12) que recibe la rueda, una pieza de guía (14) lateral axial así como al menos un elemento de ajuste (16, 18) dispuesto en medio para el ajuste de la inclinación y/o de la vía de la rueda del vehículo, cuyo elemento de ajuste (16, 18) está conectado operativamente con al menos un servomotor (26, 28), caracterizado por que la pieza de soporte (12) y la pieza de guía (14) están acopladas por medio de una unión de articulación cardánica, respectivamente, con una horquilla de articulación (32, 34) y con un anillo de apoyo (40) que los conecta a través de pivote de cojinete (38), y por que el servo motor (26, 28) está conectado a través de un mecanismo de circunvalación (30) con el elemento de ajuste (16, 18), que se extiende a través de un espacio intermedio (39) de las horquillas de articulación (32, 34).
2. 2.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el mecanismo de circunvalación (30) está formado, respectivamente, con una rueda dentada (16c, 18c) sobre el elemento de ajuste (16, 18), con una rueda dentada de accionamiento (56) en el servo motor (26, 28) y con un medio de tracción (54), en particular una correa demanda o una cadena.
3. 3.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que en el caso de una configuración del medio de tracción (54) como correa dentada, las ruedas dentadas están configuradas como ruedas de correa dentada (16c, 18c, 56) o en el caso de una configuración del medio de tracción (54) como cadena, las ruedas dentadas están configuradas como ruedas de cadenas.
4. 4.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que una o ambas ruedas de correa dentada (16c, 18c, 56) del mecanismo de correa dentada (30) están provistas con bordes laterales de guía.
5. 5.- Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el elemento de ajuste (16, 18) está formado por dos piezas giratorias (16,18) entre sí, que colaboran sobre superficies inclinadas (16b, 18b), y en particular a cada una de las piezas giratorias (16, 18) está asociado a un servomotor (26, 28).
6. 6.-Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el mecanismo de circunvalación (30) de los dos servomotores (26, 28) se extienden a través de espacios intermedios (39) desplazados entre sí en dirección circunferencial de las horquillas de articulación (32, 34).
7. 7.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que los servomotores (26, 28) de las piezas giratorias (16, 18) están dispuestos desplazados entre sí en dirección circunferencial.
8. 8.- Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el caso de mecanismos de circunvalación (30) de las dos piezas giratorias (16, 18), los medios de tracción (54) de los servomotores (26, 28) desplazados circunferencialmente entre sí, se extienden, respectivamente, a través de espacios intermedios (39) adyacentes entre sí de las horquillas de articulación (32, 34) de la conexión cardánica.
9. 9.- Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en los servomotores (26, 28) están previstos frenos de fricción o seguros contra giro efectivos en el estado no activado.