ES2344997T3 - Sistema para controlar la compensacion en motocicletas con tres o cuatro ruedas. - Google Patents

Sistema para controlar la compensacion en motocicletas con tres o cuatro ruedas. Download PDF

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Abstract

Sistema que controla la compensación de motocicletas de tres o cuatro ruedas, teniendo dicha motocicleta dos pares de ruedas delanteras y traseras, o bien una rueda delantera y un par de ruedas traseras, o bien un par de ruedas delanteras y una rueda trasera; comprendiendo dicho sistema de control de la compensación un sistema hidráulico adaptado para unir hidráulicamente al menos un par de ruedas con dos cilindros hidráulicos (21, 22) interconectados a uno de los extremos mediante un conducto (23), encontrándose en dichos cilindros los respectivos pistones (25, 26) que se deslizan gracias a las bielas correspondientes (27, 28), dividiendo dichos pistones las respectivas cámaras de los cilindros en dos partes no comunicadas entre sí, habiendo presente en la primera parte de los cilindros comunicados con dicho conducto (23) un líquido capaz de fluir entre las cámaras a través del conducto (23) y estando adaptados dichos cilindros y dichas bielas para unirse al chasis y a los ejes correspondientes del par de ruedas, respectivamente, mediante sujeciones (21'', 22'', 27'', 28''), caracterizados porque en la segunda parte estanca de los cilindros hay presente gas a presión, de forma que, durante el uso, el control de la compensación se consigue cuando al aumentar el ángulo de inclinación se opone una resistencia aumentando la presión del gas presente en la segunda parte estanca de los cilindros.

Description

Sistema para controlar la compensación en motocicletas con tres o cuatro ruedas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un sistema que controla la compensación de vehículos similares a motocicletas con tres o cuatro ruedas.
Descripción de la técnica anterior
La presente invención se refiere a vehículos similares a motocicletas con tres o cuatro ruedas (al menos dos de las cuales estarán emparejadas) que podrían inclinarse lateralmente hacia la parte interna de una curva, tal como hacen las motocicletas y bicicletas comunes. Tomaremos como ejemplo la figura 1, que es la vista frontal o posterior de la silueta de un vehículo de tales características en posición vertical (línea continua) e inclinada (línea punteada).
Esta característica puede incluirse en un vehículo del tipo mencionado (véase la figura 2) utilizando un mecanismo basculante, que normalmente estará formado por un sistema de palancas 1 que une los ejes 2 y 3 de la rueda derecha con la rueda izquierda, permitiendo que las ruedas de un lado del vehículo se eleven con respecto al vehículo y que las ruedas del otro lado desciendan con la misma magnitud.
En su configuración típica, este mecanismo comprende un absorbedor de impactos, instalado por ejemplo en una posición central 4, con un muelle y un amortiguador, que absorbe las irregularidades del suelo y controla las transferencias de carga longitudinales de todo el vehículo.
Este mecanismo de unión suele ser mecánico, con ejes longitudinales o transversales y los distintos diseños ya conocidos en el ámbito del diseño de automóviles o motocicletas.
Un mecanismo provoca el movimiento vertical de las dos ruedas y un segundo mecanismo acopla la rueda derecha a la izquierda para forzar un movimiento descendente de una rueda igual al movimiento ascendente de la rueda contraria, mientras un tercer mecanismo une ambas ruedas al absorbedor de impactos y un cuarto (en el caso de ruedas delanteras) permite que la dirección guíe el vehículo.
Parece evidente que todos estos mecanismos pueden ser complicados, voluminosos, pesados, caros y difíciles de optimizar.
Durante la conducción por terrenos difíciles, es posible que una oscilación provocada en una rueda de un lado provoque oscilaciones similares no amortiguadas en el otro lado, lo que puede causar una reducción de las propiedades de conducción, tanto en lo que se refiere a pérdida de dirección como a ampliación de las distancias de frenado.
La aplicación de la patente WO-0244008-A2 da a conocer una motocicleta con cuatro ruedas y un mecanismo de acoplamiento entre las ruedas izquierda y derecha mediante uniones por palanca entre cada rueda y un par de amortiguadores centrales con doble pistón. Este sistema resulta especialmente complejo, ya que comprende muchos componentes mecánicos, muchos acoplamientos rotativos, esféricos y deslizantes que son caros, complicados de montar y de rápido desgaste por el uso y el paso del tiempo hasta que, finalmente, el vehículo resulta inutilizable o muy caro de mantener.
El simple acoplamiento mecánico entre las ruedas izquierda y derecha no puede amortiguar las vibraciones u oscilaciones que pueden producirse al conducir por terrenos difíciles o si las ruedas comienzan a perder adherencia (el "traqueteo" que puede producirse, por ejemplo, al frenar bruscamente o trazar curvas con una elevada velocidad angular).
También se conocen otros sistemas de la técnica anterior para controlar la compensación de las motocicletas.
La patente europea EP-1362779-A2 muestra uno o más amortiguadores en uno o dos de los pares de ruedas, entre dichas ruedas del par o entre el sistema de palancas mencionado y un punto fijo en el chasis de la motocicleta.
La patente alemana DE-9414724-U1 muestra dos cilindros hidráulicos interconectados en los extremos mediante conductos. En el interior de los cilindros hay aceite que puede fluir entre ellos a través de los conductos. Los pistones de los cilindros dividen las cámaras de los cilindros en dos partes no comunicadas, por lo que el movimiento del aceite en las cámaras superiores corresponde al movimiento contrario en las cámaras inferiores.
Las patentes internacionales WO-97/27071-A1 y WO-0244008-A2 muestran dos cilindros hidráulicos interconectados por su extremo superior mediante un conducto, con o sin un acumulador conectado al conducto. Las cámaras inferiores por debajo de los pistones de los cilindros están vacías y los pistones pueden moverse libremente según la compensación de la motocicleta.
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Los sistemas conocidos no están totalmente libres de inconvenientes. Por ejemplo, cuando la inclinación de la motocicleta está a punto de alcanzar el límite de adherencia de los neumáticos, estos sistemas conocidos no contribuyen a limitar los efectos negativos del aumento del ángulo de inclinación o de una caída accidental.
Resumen de la invención
Así pues, la finalidad de la presente invención es indicar un sistema que controle la compensación de las motocicletas con tres o cuatro ruedas para evitar todos los defectos ya mencionados.
El objetivo de la presente invención es un sistema que controla la compensación de las motocicletas con tres o cuatro ruedas, tal como se describe en la reivindicación 1.
Las formas de realización particulares se describen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de las figuras
Los demás objetivos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada de un ejemplo y de las figuras adjuntas, en las que:
las figuras 1 y 2 muestran bocetos de la vista frontal de una silueta de motocicleta con un sistema que controla la compensación;
las figuras 3-8 muestran bocetos de la vista frontal de una silueta de motocicleta con sistemas alternativos para controlar la compensación;
la figura 9 muestra el sistema que controla la compensación de una motocicleta según la presente invención;
la figura 10 muestra la conexión práctica del dispositivo variante de la figura 7 a una motocicleta.
Los números y letras de referencia en las figuras indican siempre los mismos componentes.
Descripción de la forma de realización preferida
De acuerdo con la presente invención se proporciona un sistema que controla la compensación en motocicletas con tres o cuatro ruedas tal y como se establece en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes anexas 2-4 muestran las formas de realización preferidas para la presente invención.
El control de la compensación del vehículo se consigue insertando en uno o dos de los pares de ruedas de la motocicleta uno o varios amortiguadores instalados directamente entre el mecanismo de oscilación de la rueda, o uno o dos de los brazos basculantes, y un punto fijo en el chasis del vehículo, cerca del brazo basculante o la rueda.
Dichos amortiguadores se ajustan para absorber oscilaciones molestas de frecuencia elevada, pero sin interferir en las oscilaciones de baja velocidad debidas a la inclinación del vehículo al trazar curvas (lo que podría dificultar el manejo y la facilidad de uso del vehículo).
A título indicativo, el efecto amortiguador debería ser bajo para oscilaciones completas en frecuencias inferiores a 0,5 Hz y mayor para frecuencias más elevadas (por encima del límite de 2 Hz aproximadamente).
La unidad amortiguadora también puede ser de tipo ajustable para adaptar el vehículo a las demandas del conductor y a las particularidades de la carretera y el terreno.
En una variante posible del sistema puede añadirse un dispositivo de bloqueo para detener el movimiento del amortiguador, evitando así la inclinación del vehículo. Esta función resulta de gran utilidad, por ejemplo, al aparcar el vehículo o cuándo éste se detiene. Este mecanismo se puede realizar con un bloqueo mecánico, por ejemplo un freno de disco y una mordaza, si la unión es mecánica, o una válvula si la unión es hidráulica.
Por ejemplo, en la figura 3 se ha instalado un amortiguador 5 directamente entre el eje de una de las ruedas acopladas (en el ejemplo, el eje 2) y un punto fijo del chasis. En la figura 4 hay instalados dos amortiguadores, 5 y 6, directamente entre los ejes de las dos ruedas acopladas y dos puntos fijos del chasis. En la figura 5 se ha instalado un amortiguador 5 entre el mecanismo de unión 1 y un eje de ruedas 2, o entre el mecanismo de unión y el chasis del vehículo.
La figura 6 muestra un ejemplo de realización en una motocicleta de cuatro ruedas de la que se muestra una parte, incluyendo un par de ruedas 7 y 8, así como los respectivos brazos basculantes 9 y 10 con sus conexiones al chasis 11 y 12. También muestra el mecanismo de unión 1 conectado según el diseño de las figuras 1 y 2.
Un amortiguador 5 está conectado entre un punto 9' del brazo basculante 9 de la rueda 7 y el punto fijo 5' del chasis, que no se muestra en la figura.
Los amortiguadores 5 ó 6 pueden ser de un tipo conocido, por ejemplo con pistón de aceite o gas.
La función de amortiguación a las dificultades de la vía puede atribuirse a los amortiguadores 5 y 6, eliminando así la función amortiguadora del absorbedor de impactos central 4, que puede sustituirse por un simple muelle.
De acuerdo con la presente invención, una posterior evolución del sistema implica una conexión hidráulica de los dos amortiguadores para sustituir la unión mecánica que sube y baja las ruedas opuestas con una unión hidráulica.
Con referencia a la figura 9, el sistema comprende dos cilindros hidráulicos 21 y 22, conectados con un conducto 23. Dentro de los cilindros, los respectivos pistones 25 y 26 se deslizan accionados por las bielas 27 y 28. Dentro de los cilindros, un líquido (normalmente aceite, aunque no de forma exclusiva) fluye a través del conducto. Los pistones dividen las cámaras del cilindro en dos partes no comunicadas.
Los cilindros se unen al chasis del vehículo mediante las conexiones 21' y 22', mientras que las bielas se unen al eje de rueda correspondiente (o cualquier elemento unido a él) mediante las conexiones 27' y 28'.
Cuando un vehículo se inclina, los pistones empujan el aceite dentro de la cámara del cilindro hacia el cilindro contrario a través del conducto, accionando así las dos ruedas conectadas a las bielas en sentidos opuestos.
Puede haber presente un acumulador 29', con una pieza final conectada hidráulicamente al conducto 23. En el acumulador hay un pistón flotante (o un deflector, o una pared) 33 que forma una cámara que contiene un gas a presión con función de resorte. En caso de terrenos irregulares que puedan provocar un movimiento abrupto de una sola rueda, el movimiento del líquido es absorbido en parte por el acumulador sin que el caudal pase directamente a la otra rueda, provocando su movimiento inmediato.
En tal caso, el amortiguador 4 puede verse sustituido por el acumulador.
El sistema se ajusta para transmitir el movimiento suave provocado por la inclinación sin amortiguación, suavizando las oscilaciones repentinas provocadas por el terreno irregular.
Esto puede lograrse con una correcta calibración de los pasos del aceite, dado el caso, mediante válvulas de control de caudal y variando la presión de precarga del acumulador.
También es posible compensar todo el peso del vehículo aumentando o reduciendo la cantidad de aceite en el circuito.
Otra posibilidad es cerrar el paso del aceite de la izquierda a la derecha (o viceversa) para bloquear el vehículo en una posición vertical (por ejemplo, al aparcar).
Tal como se muestra en la figura 9, el sistema cuenta con gas a presión, que llena la parte inferior de los cilindros. Un solo acumulador 29' está conectado únicamente al conducto superior 23.
Esta solución mantiene la funcionalidad del circuito, introduciendo dos características importantes: cuando aumenta el ángulo de inclinación, el espacio disponible para el gas en un cilindro se reduce y aumenta su presión, incrementando la "resistencia" del sistema a un mayor aumento del ángulo de inclinación. Esto resulta de gran utilidad para ayudar al piloto a sentir el ángulo a partir del cual la inclinación comienza a ser peligrosa por alcanzarse el límite de adherencia de los neumáticos. Sin este dispositivo, el piloto aumentaría el ángulo de inclinación hasta que el vehículo alcanzara algún tope mecánico que impidiera de forma abrupta aumentar la inclinación. Aunque no es una situación peligrosa, es muy desagradable.
Otra ventaja es una capacidad de "autocorrección" parcial del vehículo: en caso de caída accidental, el vehículo permanece a la inclinación máxima de su lado. El gas a presión ayuda al piloto a levantar el vehículo hasta la posición vertical para reanudar la conducción.
La figura 10 muestra un ejemplo de aplicación del sistema mostrado en la figura 7 de la suspensión trasera de una motocicleta con cuatro ruedas, en la que se han integrado dos acumuladores en una única unidad.
En una variante simplificada del sistema puede suprimirse el acumulador, eliminando la posibilidad de controlar la altura del vehículo y su compensación longitudinal (bajando o subiendo por separado la parte delantera o trasera).
No se describirán otros detalles de la realización, ya que el personal experto en la materia será capaz de llevar a cabo la invención partiendo de lo explicado en la descripción anterior.
Muchos otros cambios, modificaciones, variaciones y usos y aplicaciones de la presente invención resultarán claros para las personas expertas en la materia tras considerar la especificación y los dibujos adjuntos que muestran las formas de realización preferidas. Todos estos cambios, modificaciones, variaciones y usos y aplicaciones que no se alejen del alcance de la presente invención tal como se describe en las reivindicaciones adjuntas se considerarán cubiertos por esta invención.

Claims (4)

1. Sistema que controla la compensación de motocicletas de tres o cuatro ruedas, teniendo dicha motocicleta dos pares de ruedas delanteras y traseras, o bien una rueda delantera y un par de ruedas traseras, o bien un par de ruedas delanteras y una rueda trasera; comprendiendo dicho sistema de control de la compensación un sistema hidráulico adaptado para unir hidráulicamente al menos un par de ruedas con dos cilindros hidráulicos (21, 22) interconectados a uno de los extremos mediante un conducto (23), encontrándose en dichos cilindros los respectivos pistones (25, 26) que se deslizan gracias a las bielas correspondientes (27, 28), dividiendo dichos pistones las respectivas cámaras de los cilindros en dos partes no comunicadas entre sí, habiendo presente en la primera parte de los cilindros comunicados con dicho conducto (23) un líquido capaz de fluir entre las cámaras a través del conducto (23) y estando adaptados dichos cilindros y dichas bielas para unirse al chasis y a los ejes correspondientes del par de ruedas, respectivamente, mediante sujeciones (21', 22', 27', 28'), caracterizados porque en la segunda parte estanca de los cilindros hay presente gas a presión, de forma que, durante el uso, el control de la compensación se consigue cuando al aumentar el ángulo de inclinación se opone una resistencia aumentando la presión del gas presente en la segunda parte estanca de los cilindros.
2. Sistema que controla la compensación de motocicletas de tres o cuatro ruedas igual al descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un acumulador (29'), estando un extremo del mismo conectado al conducto mencionado (23), contando dicho acumulador (29') con un pistón flotante (33) que forma una cámara aislada del resto del circuito hidráulico en la que hay presente gas a presión.
3. Sistema que controla la compensación de motocicletas de tres o cuatro ruedas igual al descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque dichos cilindros hidráulicos están adaptados para conectarse entre los ejes (2, 3) del par de ruedas y los puntos fijos en el chasis de la motocicleta.
4. Sistema que controla la compensación de motocicletas de tres o cuatro ruedas igual al descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque dichos cilindros hidráulicos están adaptados para conectarse entre los puntos correspondientes (9') de los brazos basculantes (9, 10) del par de ruedas y los puntos fijos en el chasis de la motocicleta.
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