ES2303673T3 - Servodireccion hidraulica. - Google Patents

Abstract

Servodirección hidráulica para un vehículo, especialmente servodirección electrohidráulica para un vehículo automóvil, con una servoválvula (2) en la que el movimiento relativo de sus partes de control maniobra a un vástago de pistón (3) de un servocilindro (4) y modifica al menos un ángulo de dirección (?) de una rueda (5) operativamente unida con el vástago de pistón (3), y con un servomotor eléctrico (6) que acciona una barra (7) para regular en el mismo sentido el ángulo de dirección de la rueda (5) con el servocilindro (4), caracterizada porque un árbol de dirección (16) actúa sobre una parte de control (10) de la servoválvula (2) y la servoválvula (2) actúa con un miembro accionado (11) sobre la barra (7), actuando la barra (7) y el vástago de pistón (3) del servocilindro (4), en disposición paralela entre ellos, sobre un miembro de adición (8) para efectuar una regulación conjunta del ángulo de dirección de la rueda (5).

Description

Servodirección hidráulica.

Campo técnico

La invención concierne a una servodirección hidráulica para un vehículo, especialmente una servodirección electrohidráulica para un vehículo automóvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen servodirecciones hidráulicas o electrohidráulicas para vehículos automóviles con una servoválvula concebida como una disposición de distribuidor giratorio, cuyas partes de control giratorias una respecto de otra - dis-
tribuidor giratorio y manguito de este distribuidor giratorio - están acopladas una con otra para accionamiento por medio de un elemento de torsión que coloca las partes de control en una posición normal una con relación a otra, y con un mecanismo de dirección que está dispuesto para la transmisión de accionamiento entre una de las partes de control y las ruedas dirigidas del vehículo y que está unido para accionamiento directa o indirectamente con un servocilindro hidráulico controlado por la servoválvula.

Un vástago de pistón del servocilindro está unido de manera conocida con una o varias ruedas dirigibles del vehículo a través de barras de dirección y palancas de dirección de las ruedas. En serie con el vástago de pistón del servocilindro está conectada una cremallera con la cual engrana un piñón de un servomotor eléctrico o un piñón de una unión mecánica del árbol de dirección con un volante de dirección (véase el documento DE 195 41 749 C1 o el documento EP 0 708 011 A2).

Mediante la conexión en serie del vástago de pistón y la cremallera se obtiene una longitud de construcción grande de un actuador para una servodirección electrohidráulica. Son posibles así tan sólo barras de dirección relativamente cortas que conducen a una cinemática desfavorable de un eje, a grandes ángulos de inclinación y de flecha de las barras de dirección y a una alta carga - especialmente en vehículos industriales - de una servodirección electrohidráulica y su actuador. Además, tales servodirecciones hidráulicas están diseñadas en su capacidad de dirección para el respectivo vehículo en el que están instaladas y pueden utilizarse de forma menos flexible.

Una dirección con las características del preámbulo de la reivindicación 1 es conocida, por ejemplo, por el documento EP 1 375 303.

Revelación de la invención Problema técnico

La invención se basa en el problema de crear una servodirección electrohidráulica que presente una construcción lo más pequeña posible en la zona de su actuador y que sea adecuada para diferentes clases de vehículos.

Solución técnica

El problema se resuelve mediante una servodirección hidráulica con las características de la reivindicación 1.

Una servodirección electrohidráulica especialmente adecuada para un vehículo automóvil industrial, en la que su actuador es de construcción corta y se puede adaptar modularmente a diferentes clases de potencia o de peso de vehículos, es creada disponiendo en posiciones mutuamente paralelas el vástago de pistón del servocilindro y la barra o la cremallera axialmente desplazada por el servomotor eléctrico y haciendo que la barra o la cremallera y el vástago de pistón actúen sobre un miembro de adición que a su vez esté operativamente unido con la rueda dirigible. La barra del servomotor eléctrico y el vástago de pistón actúan sobre el miembro de adición al mismo tiempo y en el mismo sentido.

Realizaciones preferidas se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.

La barra y el vástago de pistón pueden estar unidos articuladamente con el miembro de adición. Sin embargo, la barra o el vástago de pistón está de preferencia unido rígidamente con el miembro de adición. El vástago de pistón está de preferencia unido también rígidamente con el miembro de adición, con lo que la barra, accionada por el servomotor eléctrico, y el vástago de pistón realizan un movimiento axial y el miembro de adicción configurado como una culata es desplazado linealmente.

Pueden ser convenientes disposiciones diferentes del servomotor eléctrico con la barra, la servoválvula, el servocilindro y su unión de actuación entre ellos. Así, en una primera forma de realización preferida el servomotor eléctrico actúa a través de un engranaje reductor sobre una parte de control, especialmente un distribuidor giratorio de la servoválvula. La parte de control es a su vez giratoria con un miembro accionado, tal como, por ejemplo, una rueda dentada, que está unido operativamente con una tuerca rotativa sobre bolas o con un piñón que engrana con una cremallera. La tuerca rotativa sobre bolas provoca de manera conocida durante su rotación un desplazamiento axial de la barra realizada en forma de un husillo que a su vez actúa sobre el miembro de adición.

Puede ser conveniente que la parte de mando de la sobreválvula no sea hecha girar por el servomotor eléctrico, sino en forma mecánica por un árbol de dirección con un volante de dirección, para accionar el servocilindro.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describe ahora con más detalle sobre la base de un ejemplo de realización y se ilustra con ayuda del dibujo adjunto.

La figura 1 muestra una sección longitudinal esquemática de un actuador de una primera servodirección electrohidráulica,

La figura 2 muestra otra sección longitudinal a través de un actuador de una servodirección electrohidráulica,

La figura 3 muestra otra sección longitudinal a través de un actuador de una servodirección electrohidráulica,

La figura 4 muestra una sección longitudinal esquemática a través de una servodirección electrohidráulica a la manera de una dirección de doble piñón y

La figura 5 muestra una sección longitudinal esquemática a través de una servodirección electrohidráulica concebida como dirección de superposición.

TABLA 1

1

Servodirección hidráulica

2

Servoválvula

3

Vástago de pistón

4

Servocilindro

5

Rueda

6

Servomotor eléctrico

7

Barra

8

Miembro de edición

9

Engranaje

10

Parte de control

11

Miembro accionado

12

Rueda dentada

13

Tuerca de dirección

14

Tuerca rotativa sobre bolas

15

Piñón

16

Arbol de dirección

17

Engranaje de superposición

18

Engranaje

19

Actuador de rueda lineal

20

Distribuidor giratorio

21

Manguito del distribuidor giratorio

22

Extremo

23, 23'

Cámara de trabajo

24

Agujero

\beta

Angulo de dirección.

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En la figura 1 se muestra en una sección longitudinal esquemática un actuador de rueda lineal 19 de una servodirección hidráulica 1 con una asistencia por motor eléctrico de la fuerza de ajuste de un servocilindro 4. Dos servomotores eléctricos 6 conectados en serie accionan, a través de un engranaje 9, una parte de control 10 de una servoválvula 2 que está configurada como un distribuidor giratorio y que está alojada en un manguito coaxial 21 para dicho distribuidor giratorio. La servoválvula 2 está unida con un recipiente de medio de presión, no mostrado, y con una bomba hidráulica, estando unido el recipiente del medio de presión, de una manera en sí conocida, con una acometida de baja presión y estando unida la bomba hidráulica con una acometida de alta presión. Una primera cámara de trabajo 23 y una segunda cámara de trabajo 23' del servocilindro 4 están unidas para conducción de fluido con acometidas no mostradas de la servoválvula 2 y son solicitadas alternativamente cada una de ellas con medio de presión para desplazar una disposición de pistón-vástago de pistón de doble efecto dentro del servocilindro 4. La servoválvula 2 tiene un centro abierto, es decir que todas las acometidas se comunican una con otra cuando la parte de control 10 ocupa una posición central con relación al manguito 21 del distribuidor giratorio. La parte de control 10 y el manguito 21 del distribuidor giratorio están unidos una con otro a través de una varilla de torsión que está dispuesta en un ánima axial de las partes y que intenta mantener la parte de control 10 y el manguito 21 del distribuidor giratorio en su posición central una con relación a otro.

La parte de control 10 lleva un miembro accionado 11 concebido como una rueda dentada 12, el cual está configurado como una tuerca de dirección 13 o como una tuerca 14 rotativa sobre bolas y gira alrededor de la barra 7 y la acciona. Un miembro de adición 8 está fijado a un extremo de la barra 7 y, además, está rígidamente unido con un extremo 22 del vástago de pistón 3, de modo que los servomotores eléctricos 6 accionan tanto la servoválvula 2 para maniobrar el servocilindro 4 como la barra 7 a través de la tuerca 14 rotativa sobre bolas. En los ejemplos de realización mostrados en las figuras 1 a 5, el miembro de adición 8 une la barra 7 y el vástago de pistón 3 una con otro de manera que queden dispuestos formando ángulo recto. La barra 7 y el vástago de pistón 3 están dispuestos paralelos entre ellos y sin decalaje longitudinal y actúan conjuntamente sobre el miembro de adición 8 que une a ambos rígidamente y que está configurado como una culata 24. Debido a la disposición paralela de la barra 7 con el servocilindro 4 se proporciona una forma de construcción corta del actuador de rueda 19 y de la servodirección electrohidráulica 1.

Las servodirecciones electrohidráulicas mostradas en una sección longitudinal esquemática en las figuras 2 y 3 presentan una disposición y acoplamiento idénticos de la barra 7 y del vástago de pistón 3 con el miembro de adición 8. El servomotor eléctrico 6 acciona la parte de control 10 a través de un engranaje 9 y esta parte de control actúa a su vez con un miembro accionado 11 sobre la barra 7 para su desplazamiento axial (véase la figura 2). Con la parte de control 10 está unido un árbol de dirección 16 de una manera solidaria en rotación. En la figura 3 el árbol de dirección 16 acciona la parte de control 10 de la servoválvula 2, la cual actúa sobre la barra 7 a través de un miembro accionado 11 concebido como un piñón 15. Entre la parte de control 10 y el miembro accionado 11 está dispuesto un engranaje multiplicador 9 con el servomotor eléctrico 6, el cual actúa sobre el miembro accionado 11.

En las figuras 4 y 5 se representan secciones longitudinales esquemáticas a través de una servodirección electrohidráulica. En la figura 4 el servomotor eléctrico 6 actúa sobre la barra 7 a través de un engranaje 18, mientras que la servoválvula 2 y su parte de control 10 están unidas con el árbol de dirección 16 de una manera solidaria en rotación y actúan con el miembro accionado 11 sobre la barra 7 (dirección de doble piñón).

En la figura 5 el servomotor eléctrico 6 actúa sobre el miembro accionado y la barra a través de un engranaje de superposición 17 dispuesto entre la servoválvula 2 y el miembro accionado 11.

Claims (9)

1. Servodirección hidráulica para un vehículo, especialmente servodirección electrohidráulica para un vehículo automóvil, con una servoválvula (2) en la que el movimiento relativo de sus partes de control maniobra a un vástago de pistón (3) de un servocilindro (4) y modifica al menos un ángulo de dirección (\beta) de una rueda (5) operativamente unida con el vástago de pistón (3), y con un servomotor eléctrico (6) que acciona una barra (7) para regular en el mismo sentido el ángulo de dirección de la rueda (5) con el servocilindro (4), caracterizada porque un árbol de dirección (16) actúa sobre una parte de control (10) de la servoválvula (2) y la servoválvula (2) actúa con un miembro accionado (11) sobre la barra (7), actuando la barra (7) y el vástago de pistón (3) del servocilindro (4), en disposición paralela entre ellos, sobre un miembro de adición (8) para efectuar una regulación conjunta del ángulo de dirección de la rueda (5).

2. Servodirección hidráulica según la reivindicación 1, caracterizada porque la barra (7) y el vástago de pistón (3) están unidos rígida o articuladamente con el miembro de adición (8).

3. Servodirección hidráulica según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el servomotor eléctrico (6) actúa sobre una parte de control (10) de la servoválvula (2) a través de un engranaje (9).

4. Servodirección hidráulica según la reivindicación 3, caracterizada porque la parte de control (10) está unida con un miembro accionado (11) que coopera con la barra (7) para producir el desplazamiento de ésta.

5. Servodirección hidráulica según la reivindicación 4, caracterizada porque el miembro accionado (11) es una rueda dentada (12) que está operativamente unida con una tuerca de dirección (13) o con una tuerca (14) rotativa sobre bolas que está dispuesta alrededor de la barra (7).

6. Servodirección hidráulica según la reivindicación 4, caracterizada porque el miembro accionado (11) es un piñón (15) que engrana con un dentado de la barra (7).

7. Servodirección hidráulica según la reivindicación 1, caracterizada porque el servomotor eléctrico (6) actúa sobre el miembro accionado (11) a través de un engranaje de superposición (17) o sobre la barra (7) a través de un engranaje (18).

8. Servodirección hidráulica según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dos motores eléctricos (6) actúan sobre la barra (7) y/o sobre la parte de control (10) de la servoválvula (2).

9. Servodirección hidráulica según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque en la servodirección hidráulica (1) se pueden combinar los servocilindros (4) entre ellos mediante servomotores eléctricos (6) de diferente potencia y mediante barras (7) para transmitir diferentes potencias de dirección.