ES2277664T3 - Unidad de direccion para un vehiculo electrico. - Google Patents
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Abstract
Unidad de dirección de un vehículo eléctrico, comprendiendo la unidad de dirección un motor eléctrico (4) con un árbol de salida tubular (10), montado de manera que gire alrededor de su propio eje geométrico longitudinal (8); y una barra de dirección (15) montada a través de dicho árbol de salida (10) y conectado al mismo árbol de salida (10) por medio de un acoplamiento de husillo roscado y tuerca (14) con el fin de desplazarlo a lo largo de dicho eje geométrico (8) y controlar la dirección de una pareja de ruedas (2) del vehículo; estando caracterizado porque el árbol de salida (10) lleva una rosca exterior (12); la barra de dirección (15) incluye un manguito tubular (16) que se extiende alrededor de dicho árbol de salida (10), con una rosca interior (21) conectada a dicha rosca exterior (12).
Description
Unidad de dirección para un vehículo
eléctrico.
La presente invención se refiere a una unidad de
dirección para un vehículo eléctrico.
En particular, la presente invención, conforme
al preámbulo de la reivindicación 1, se refiere a una unidad de
dirección del tipo que incluye un motor eléctrico con un árbol de
salida tubular, montado de tal manera que gire alrededor de su
propio eje longitudinal particular; un bastidor tubular para alojar
el motor eléctrico; y una barra de dirección montada a través del
árbol de salida y sobresaliendo hacia el exterior de la misma
carcasa. Una unidad de dirección tal se conoce por la patente
EP-A-1 354 784.
La barra de dirección va conectada al árbol de
salida del motor eléctrico por medio de un acoplamiento de husillo
roscado y tuerca del husillo, pudiendo desplazarse a lo largo del
citado eje para controlar la dirección de una pareja de ruedas del
vehículo, teniendo normalmente una rosca exterior conectada a una
rosca interior realizada en el árbol de salida del motor
eléctrico.
Dado que la barra de dirección lleva la rosca
exterior citada y sobresale fuera de la carcasa citada, las
unidades de dirección para vehículos eléctricos conocidos del tipo
descritos anteriormente presentan algunos inconvenientes, debidos
principalmente al hecho de que el funcionamiento correcto del
acoplamiento entre husillo roscado y tuerca se puede ver
comprometido por polvo, suciedad y/o por otros agentes poluentes con
los cuales entre en contacto la rosca exterior de la barra de
dirección.
La finalidad de la presente invención es la de
proporcionar una unidad de dirección para un vehículo eléctrico que
no presente los inconvenientes antes explicados y que sea de
producción sencilla y económica.
Una unidad de dirección para un vehículo
eléctrico se propone conforme a la presente invención, de acuerdo a
lo que se reivindica en la reivindicación 1.
La presente invención se describirá a
continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos que ilustran
un ejemplo de realización, no limitador, en los cuales:
la Figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva de una realización preferida de la unidad de dirección
objeto de la presente invención;
la Figura 2 es una primera sección longitudinal
de la unidad de dirección de la Figura 1; y
la Figura 3 es una segunda sección longitudinal
de la unidad de dirección de la Figura 1.
Con referencia a la Figura 1, y señalado por 1
en su conjunto, hay una unidad de dirección capaz de controlar la
dirección de una pareja de ruedas 2 de un vehículo eléctrico del
tipo conocido y no representado como tal, por ejemplo una
carretilla elevadora o un vehículo eléctrico para transporte y
manipulación de objetos y/o personas en un entorno de
aeropuer-
to.
to.
De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 2, la
unidad 1 comprende una carcasa tubular exterior 3 en la que se
aloja un motor eléctrico 4 que a su vez comprende un estator 5 y un
rotor 6 montados en el interior del estator 5, para girar alrededor
de su propio eje longitudinal 8 con respecto a dicho estator 5, y
mediante la interposición de un par de cojinetes de rodillos 7.
El rotor 6 va conectado de manera angularmente
fija y por medio de un acoplamiento acanalado 9, a un árbol de
salida tubular 10, que va montado enteramente en el interior de la
carcasa 3, coaxial al eje 8, y va fijado a lo largo del eje 8 por
medio de un anillo roscado 11, y lleva una rosca exterior 12 tallada
en una superficie exterior 13 de dicho árbol 10.
El árbol 10 va conectado por medio de un
acoplamiento de husillo y tuerca de bolas recirculantes 14 del tipo
conocido, a una barra de dirección 15 que incluye un casquillo
tubular 16 que se extiende alrededor del eje 8 y alrededor del eje
10, y tiene una parte ensanchada 17 y una parte estrecha 18,
dispuestas de forma secuencial a lo largo del eje 8. La parte 17
lleva una sección final 19, que está limitada por el interior por
una superficie 20 coaxial al eje 8, y que lleva una rosca interior
21 tallada en la misma superficie 20 y conectada a la rosca 12.
La barra 15 incluye también una barra cilíndrica
22, que se ajusta en la parte 18 y va fijada al manguito tubular 16
por medio de un tornillo de fijación 23, y sobresale de la parte 18
coaxial con el eje 8 con el fin de extenderse a través del árbol 10
y sobresalir fuera de la carcasa 3.
Con referencia a la Figura 1, cada rueda 2 va
montada en su respectivo buje de ruedas realizado en un primer
brazo 24 de un compensador 25, que va articulado a un bastidor 26
del vehículo (no representado), para oscilar con respecto al
bastidor 26 y por la fuerza de una biela de conexión 27 intercalada
entre la barra 15 y un segundo brazo 28 del compensador 25,
alrededor de un eje de articulación 29, básicamente vertical y
transversal con respecto al eje 8. La biela de conexión 27 se
extiende entre dos ejes geométricos 30, 31, paralelos al eje 29, y
de los cuales el eje 30 es el eje de giro de la biela de conexión 27
con respecto a la barra 15, y el eje 31 es el eje de giro de la
barra de conexión 27 con respecto al brazo 28.
La carcasa 3 está limitada axialmente por dos
juntas anulares 32, que van montadas coaxialmente con respecto al
eje 8 e intercaladas entre la carcasa 3 y el manguito tubular 16, y
respectivamente entre la carcasa 3 y la barra 22, delimitando una
cámara 33 que contiene enteramente el acoplamiento a base de husillo
roscado y tuerca 14, es decir el árbol 10 y la sección 19. La
presencia de las juntas 32 permite por lo tanto la lubricación del
acoplamiento 14 exclusivamente durante el montaje de la unidad
1.
De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 3, la
unidad 1 está equipada además con un dispositivo de retención 34
capaz de inmovilizar gradualmente el árbol 10 alrededor del eje
geométrico 8, impidiendo por lo tanto el desplazamiento axial de la
barra 15 en ausencia de alimentación de corriente al motor 4,
permitiendo así que el vehículo (no representado) mantenga la misma
dirección de avance que tenía antes de la interrupción de la
alimentación eléctrica.
El dispositivo 34 incluye una placa de forma
anular 35, que va fijada al rotor 6 perpendicularmente al eje
geométrico 8, se extiende alrededor de la barra 22 y tiene una
multitud de alojamientos 36 realizados paralelos al eje 8 y
distribuidos uniformemente alrededor del mismo eje 8.
El dispositivo 34 incluye también un pasador 37,
que tiene un eje longitudinal 38 paralelo al eje 8, y que va
montado con ajuste deslizante en el interior de un electroimán
tubular 39 que va fijado a la carcasa 3 coaxial al eje 38, y que va
conectado eléctricamente al motor 4, manteniendo normalmente al
pasador 37 en una posición retirada, en la cual dicho pasador 37
está posicionado fuera de los alojamientos 36.
En ausencia de alimentación de corriente al
motor 4, y por lo tanto al electroimán 39, el pasador 37 se desplaza
debido a la fuerza de un muelle 40, intercalado entre la carcasa 3
y el pasador 37, a una posición de acoplamiento en la que dicho
pasador 37 encaja en uno de los alojamientos 36.
El motor 4 está equipado con una multitud de
sensores (no representados), que en este caso son sensores de
efecto Hall, que se utilizan tanto para la conmutación de las fases
que se han de alimentar, como para controlar la posición axial de
la barra 15, evitando el empleo de un resolvedor y/o codificador.
Para el control de la posición axial de la barra 15, el motor 4
está equipado además con una caja de control electrónica (no
representada), capaz de calcular la posición axial de la barra 15 en
función del número de veces que los imanes permanentes del rotor 6
pasan frente a los citados sensores (no representados), y en función
del paso de las roscas 12 y 21. El funcionamiento de la unidad de
dirección 1 se deduce fácilmente de la explicación anterior y no
requiere más explicación.
Claims (8)
1. Unidad de dirección de un vehículo eléctrico,
comprendiendo la unidad de dirección un motor eléctrico (4) con un
árbol de salida tubular (10), montado de manera que gire alrededor
de su propio eje geométrico longitudinal (8); y una barra de
dirección (15) montada a través de dicho árbol de salida (10) y
conectado al mismo árbol de salida (10) por medio de un
acoplamiento de husillo roscado y tuerca (14) con el fin de
desplazarlo a lo largo de dicho eje geométrico (8) y controlar la
dirección de una pareja de ruedas (2) del vehículo; estando
caracterizado porque el árbol de salida (10) lleva una rosca
exterior (12); la barra de dirección (15) incluye un manguito
tubular (16) que se extiende alrededor de dicho árbol de salida
(10), con una rosca interior (21) conectada a dicha rosca exterior
(12).
2. Unidad de dirección tal como se reivindica en
la reivindicación 1, en la que el acoplamiento de husillo roscado y
tuerca (14) es un acoplamiento de husillo de bolas recirculante y
tuerca.
3. Unidad de dirección tal como se reivindica en
la reivindicación 1 ó 2, en la que dicho manguito tubular (16)
comprende una parte más ensanchada (17) que se extiende alrededor de
dicho árbol de salida (10), y una parte estrecha (18);
comprendiendo la barra de dirección (15) además una barra (22) que
sobresale de dicha parte estrecha (18) para acoplarse con dicho
árbol de salida (10).
4. Unidad de dirección tal como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además
una carcasa tubular (3) destinada a alojar dicho motor eléctrico
(4), y dos juntas de forma anular (32) capaces de limitar
axialmente la carcasa (3) y definir, junto con dicha carcasa (3) una
cámara (33) que contiene el conjunto de acoplamiento a base de
husillo roscado y tuerca (14).
5. Unidad de dirección tal como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además
un dispositivo de retención (34) para inmovilizar angularmente el
árbol de salida (10) alrededor del citado eje geométrico (8), en
ausencia de alimentación de corriente al motor eléctrico (4).
6. Unidad de dirección tal como se reivindica en
la reivindicación 5, en la que el dispositivo de retención (34)
comprende una multitud de alojamientos (36) distribuidos alrededor
de dicho eje geométrico (8), siendo angularmente integrales con
dicho árbol de salida (10), por lo menos un elemento de pasador (37)
que se puede desplazar entre una posición de acoplamiento, en la
cual dicho elemento de pasador (37) encaja en dicho alojamiento
(36), y una posición de retirada, un elemento elástico de empuje
(40) que actúa sobre el elemento de pasador (37) para mantener el
elemento de pasador (37) en dicha posición de acoplamiento, y un
medio actuador (39) para desplazar el elemento de pasador (37) a
dicha posición de liberación, venciendo la acción de dicho medio de
empuje elástico (40).
7. Unidad de dirección tal como se reivindica en
la reivindicación 6, en la que dicho medio actuador (39) comprende
un electroimán (39) conectado eléctricamente al citado motor
eléctrico (4).
8. Unidad de dirección tal como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el motor
eléctrico (4) comprende un rotor (6) y está equipado con una
multitud de sensores de efecto Hall para la conmutación de las
fases que se han de alimentar y con una caja de control electrónica
destinada a controlar la posición axial de dicha barra de dirección
(15), en función del número de veces que los imanes permanentes del
rotor (6) pasan frente a dichos sensores, y dependiendo del paso de
dichas roscas interior y exterior (21, 12).
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