TRANSMISION DE ACCIONAMIENTO ELECTRICA.
Configuración de transmisión para un vehículo de dirección por deslizamiento,
que comprende:
un elemento de transmisión (5a, 5b) respectivo en cada lado del vehículo;
un par de transmisiones de accionamiento eléctricas, comprendiendo cada una un motor eléctrico (1a, 1b) y un eje pasante (21a, 21b) para transmitir el par del motor;
un dispositivo diferencial controlado (6) situado entre dichas transmisiones; y
un motor de dirección (7) conectado al dispositivo diferencial controlado (6);
estando conectado el eje pasante (21a, 21b) de cada una de dichas transmisiones por un extremo para hacer girar uno de dichos elementos de transmisión (5a, 5b) respectivo; y
estando conectados dichos ejes pasantes (21a, 21b) por sus extremos opuestos a los lados respectivos del dispositivo diferencial controlado (6);
caracterizada porque:
cada una de dichas transmisiones comprende un cárter (17); y
en cada una de dichas transmisiones:
el motor eléctrico (1a, 1b) comprende un estator (18a, 18b) fijado en el cárter (7) y un rotor (19a, 19b) asociado que está soportado dentro del cárter;
el eje pasante (21a, 21b) está separado del rotor (19a, 19b) y pasa coaxialmente a través del mismo;
un mecanismo de cambio de transmisión (2a, 2b) está situado dentro del cárter (17) y está adaptado para transmitir el par del motor (19a, 19b) al eje pasante (21a, 21b) con relaciones de transmisión seleccionadas;
el eje pasante (21a, 21b) está soportado de manera giratoria por unos cojinetes (30a, 30b; 32a, 32b; 28a, 28b) que actúan entre dicho eje y el cárter (17); y
el rotor (19a, 19b) está soportado de manera giratoria por unos cojinetes (20a, 20b) que actúan entre el rotor y el eje pasante (21a, 21b)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2005/003124.
Solicitante: QINETIQ LIMITED.
Nacionalidad solicitante: Reino Unido.
Dirección: REGISTERED OFFICE 85 BUCKINGHAM GATE,LONDON, SW1E 6PD.
Inventor/es: THOMPSON,ROBERT WILLIAM,QINETIQ LIMITED.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 31 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B62D11/02 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES. › B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › B62D 11/00 Dirección para ruedas no orientables; Dirección para vehículos de orugas o de dispositivos similares. › por accionamiento diferenciado de elementos en contacto con el suelo sobre los lados opuestos del vehículo.
- B62D11/14 B62D 11/00 […] › siendo las salidas de potencia diferenciadas realizadas por un aporte de energía suplementaria de un lado, p. ej. energía que proviene de una fuente secundaria.
- B62D11/16 B62D 11/00 […] › siendo la potencia suplementaria bajo forma mecánica.
Clasificación PCT:
- B60K17/08 B […] › B60 VEHICULOS EN GENERAL. › B60K DISPOSICIONES O MONTAJE DE CONJUNTOS DE PROPULSION O DE TRANSMISIONES SOBRE VEHICULOS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE VARIOS MOTORES PRINCIPALES DIFERENTES EN VEHÍCULOS; ACCIONAMIENTOS AUXILIARES PARA VEHICULOS; INSTRUMENTACION O TABLEROS DE A BORDO DE VEHICULOS; DISPOSICIONES DE CONJUNTOS DE PROPULSION SOBRE VEHICULOS, RELATIVAS A LA REFRIGERACION, A LA ADMISION DE AIRE, AL ESCAPE DE GASES O A LA ALIMENTACION DE CARBURANTE. › B60K 17/00 Disposiciones o montaje de las transmisiones en los vehículos (ejes que transmiten el par B60B 35/12; transmisiones y mecanismos de dirección combinados para dirigir las ruedas no orientables B62D 11/00; embragues en sí , p. ej. su construcción, F16D; engranajes en sí , p. ej. su construcción, F16H). › del tipo mecánico.
- B60K7/00 B60K […] › Disposición del motor en la rueda motriz o adyacente a ella (mecanismos motores propulsando carretillas de patines A63C 17/12).
- B62D11/04 B62D 11/00 […] › por fuentes de energía separadas.
- B62D11/14 B62D 11/00 […] › siendo las salidas de potencia diferenciadas realizadas por un aporte de energía suplementaria de un lado, p. ej. energía que proviene de una fuente secundaria.
Clasificación antigua:
- B60K17/08 B60K 17/00 […] › del tipo mecánico.
- B60K7/00 B60K […] › Disposición del motor en la rueda motriz o adyacente a ella (mecanismos motores propulsando carretillas de patines A63C 17/12).
- B62D11/04 B62D 11/00 […] › por fuentes de energía separadas.
- B62D11/14 B62D 11/00 […] › siendo las salidas de potencia diferenciadas realizadas por un aporte de energía suplementaria de un lado, p. ej. energía que proviene de una fuente secundaria.
Fragmento de la descripción:
Transmisión de accionamiento eléctrica.
La presente invención se refiere a transmisiones de accionamiento eléctricas y, de manera más específica, a disposiciones de cojinetes para las mismas. Su descripción se llevará a cabo a continuación en el ámbito de aplicación de una configuración de transmisión general para un tanque de combate, un buldócer u otro vehículo de dirección por deslizamiento del tipo definido en el preámbulo de la reivindicación 1 y descrito en el documento WO-02/083483.
El documento US-4998591 da a conocer en la figura 3 una transmisión de accionamiento eléctrica para un vehículo de tipo oruga en la que un motor de propulsión eléctrico está dispuesto coaxialmente alrededor de un eje transversal principal que está conectado por sus extremos opuestos a las orugas a través de unos diferenciales. El motor tiene un eje hueco dispuesto coaxialmente alrededor del eje principal. Un reductor o un cambio de transmisión también está dispuesto coaxialmente alrededor del eje principal y conecta el eje del motor a dicho eje principal a través de un eje de conexión hueco. La disposición de los cojinetes de los distintos ejes no se describe. No obstante, resultaría convencional que el eje del motor esté soportado por unos cojinetes en el cárter del motor y que el eje principal esté soportado por unos cojinetes en alguna otra parte fija de la estructura del vehículo.
A efectos de obtener una densidad de potencia elevada, los motores de propulsión eléctricos se diseñan habitualmente para funcionar a altas velocidades de giro (por ejemplo, próximas a 12.000 RPM). No obstante, hacer funcionar el dispositivo del documento US-4998591 con un motor de alta velocidad de este tipo resultaría problemático. Al disponer el eje principal a través del eje del motor, éste último debe tener un diámetro necesariamente superior al del eje principal y además debe tener una capacidad de resistencia de par equivalente. Si el mismo está soportado dentro del cárter del motor, también se deriva que los cojinetes del eje del motor deberán tener un diámetro sustancialmente mayor que los cojinetes del eje principal. Sin embargo, alcanzar velocidades de giro elevadas con cojinetes de gran diámetro resulta difícil, debido a la alta velocidad de giro de los elementos, al calor generado y a otros efectos dinámicos. Por lo tanto, en términos prácticos, es probable que el dispositivo descrito de la técnica anterior imponga una limitación no deseable en la velocidad de funcionamiento y, por lo tanto, en la densidad de potencia del motor de propulsión.
Un objetivo de la presente invención es superar el inconveniente de la técnica anterior descrito previamente y, de acuerdo con ello, un aspecto de la invención da a conocer una configuración de transmisión para un vehículo de dirección por deslizamiento, que comprende:
un elemento de transmisión respectivo en cada lado del vehículo;
un par de transmisiones de accionamiento eléctricas, comprendiendo cada una un motor eléctrico y un eje pasante para transmitir el par del motor;
un dispositivo diferencial controlado situado entre dichas transmisiones; y
un motor de dirección conectado al dispositivo diferencial controlado;
estando conectado el eje pasante de cada una de dichas transmisiones por un extremo para hacer girar uno de dichos elementos de transmisión respectivo; y
estando conectados dichos ejes pasantes por sus extremos opuestos a los lados respectivos del dispositivo diferencial controlado;
caracterizada porque:
cada una de dichas transmisiones comprende un cárter; y
en cada una de dichas transmisiones:
el motor eléctrico comprende un estator fijado en el cárter y un rotor asociado que está soportado dentro del cárter;
el eje pasante está separado del rotor y pasa coaxialmente a través del mismo;
un mecanismo de cambio de transmisión está situado dentro del cárter y está adaptado para transmitir el par del motor al eje pasante con relaciones de transmisión seleccionadas;
el eje pasante está soportado de manera giratoria por unos cojinetes que actúan entre dicho eje y el cárter; y
el rotor está soportado de manera giratoria por unos cojinetes que actúan entre el rotor y el eje pasante.
Se entenderá que los cojinetes mencionados anteriormente pueden actuar directamente entre los componentes descritos o indirectamente a través de otros componentes de la transmisión respectiva.
Soportando el rotor del motor en el eje pasante en cada transmisión en vez de hacerlo mediante cojinetes separados en el cárter, es posible reducir el diámetro necesario de los cojinetes del rotor. Asimismo, dependiendo de la relación de transmisión seleccionada a través del mecanismo de cambio de transmisión, el diferencial de velocidad (si existe) entre el rotor y el eje pasante será sustancialmente inferior al existente entre el rotor y el cárter, es decir, la velocidad de los cojinetes del rotor puede reducirse en consecuencia. De esta manera, es posible evitar los problemas de altas velocidades de los cojinetes de gran diámetro. Asimismo, disminuyendo el número de puntos de soporte en el cárter, es posible reducir la complejidad, la masa y el coste de dicho cárter y el tamaño general de la transmisión.
Se entenderá que la conexión de los ejes pasantes en cada extremo puede ser directa con respecto a los componentes descritos o indirecta, a través de otros componentes de la configuración.
Las dos transmisiones pueden compartir un cárter común, que también aloja componentes del dispositivo diferencial controlado.
Estas y otras características de la invención se describirán a continuación de manera específica, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
la figura 1 es una ilustración esquemática de una configuración de transmisión para un vehículo de dirección por deslizamiento en el que puede aplicarse la invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente un mecanismo para el diferencial controlado de la configuración de la figura 1; y
la figura 3 es una vista en sección simplificada a través del cárter central y los componentes de transmisión asociados de una realización práctica de la configuración de la figura 1.
La figura 1 muestra esquemáticamente una forma de configuración de transmisión para vehículos en la que pueden resultar especialmente útiles unas transmisiones según la presente invención, consistiendo en un dispositivo de transmisión de oruga para un vehículo de dirección por deslizamiento según el documento WO-02/083483. En esta figura, un dispositivo de transmisión transversal comprende dos motores de propulsión eléctricos 1a y 1b y unos trenes de transmisión asociados. En el lado exterior de los motores, la transmisión incluye, en cada caso, una unidad de cambio de transmisión/reductora 2a, 2b, un freno 3a, 3b y un reductor final 4a, 4b, todos ellos alojados en el casco del vehículo, y que conducen a unos piñones de transmisión de oruga 5a y 5b respectivos situados en los lados opuestos del vehículo. En el lado interior, los motores están conectados a un diferencial controlado 6 accionado por un motor de dirección eléctrico 7.
El mecanismo del diferencial controlado 6 se muestra esquemáticamente en la figura 2. El mismo comprende un par de engranajes planetarios opuestos que comprenden cada uno un planeta 8a, 8b, unos satélites 9a, 9b y una corona o anillo 10a, 10b, estando interconectados los porta satélites 11a, 11b de cada engranaje a través de un eje transversal 12 que pasa a través de los planetas. Las coronas 10a, 10b están conectadas a los motores de propulsión 1a, 1b adyacentes respectivos y los planetas 8a, 8b son fijos con respecto a unas ruedas de corona 13a, 13b que engranan con un piñón 14 situado en el extremo del eje 15 del motor de dirección.
Durante un desplazamiento en línea recta, el motor de dirección 7 se activa para mantener el piñón 14 estacionario, de modo que las ruedas de corona 13a, 13b y los planetas 8a, 8b se mantienen estacionarios del mismo modo. En este estado, al activar los motores de propulsión 1a, 1b para que accionen los piñones 5a, 5b, también giran las coronas 10a, 10b, que hacen que los satélites 9a, 9b giren alrededor de los planetas 8a, 8b. Debido a su conexión a través del eje 12, los dos porta satélites 11a 11b deben girar a la misma velocidad, igualando asimismo...
Reivindicaciones:
1. Configuración de transmisión para un vehículo de dirección por deslizamiento, que comprende:
un elemento de transmisión (5a, 5b) respectivo en cada lado del vehículo;
un par de transmisiones de accionamiento eléctricas, comprendiendo cada una un motor eléctrico (1a, 1b) y un eje pasante (21a, 21b) para transmitir el par del motor;
un dispositivo diferencial controlado (6) situado entre dichas transmisiones; y
un motor de dirección (7) conectado al dispositivo diferencial controlado (6);
estando conectado el eje pasante (21a, 21b) de cada una de dichas transmisiones por un extremo para hacer girar uno de dichos elementos de transmisión (5a, 5b) respectivo; y
estando conectados dichos ejes pasantes (21a, 21b) por sus extremos opuestos a los lados respectivos del dispositivo diferencial controlado (6);
caracterizada porque:
cada una de dichas transmisiones comprende un cárter (17); y
en cada una de dichas transmisiones:
el motor eléctrico (1a, 1b) comprende un estator (18a, 18b) fijado en el cárter (7) y un rotor (19a, 19b) asociado que está soportado dentro del cárter;
el eje pasante (21a, 21b) está separado del rotor (19a, 19b) y pasa coaxialmente a través del mismo;
un mecanismo de cambio de transmisión (2a, 2b) está situado dentro del cárter (17) y está adaptado para transmitir el par del motor (19a, 19b) al eje pasante (21a, 21b) con relaciones de transmisión seleccionadas;
el eje pasante (21a, 21b) está soportado de manera giratoria por unos cojinetes (30a, 30b; 32a, 32b; 28a, 28b) que actúan entre dicho eje y el cárter (17); y
el rotor (19a, 19b) está soportado de manera giratoria por unos cojinetes (20a, 20b) que actúan entre el rotor y el eje pasante (21a, 21b).
2. Configuración según la reivindicación 1, en la que cada una de dichas transmisiones comprende además un mecanismo reductor (2a, 2b) conectado entre el eje pasante (21a, 21b) y dicho elemento de transmisión (5a, 5b) respectivo.
3. Configuración según la reivindicación 2, en la que, en cada una de dichas transmisiones, el eje pasante (21a, 21b) está soportado de manera giratoria por un extremo por un cojinete (32a, 32b) que actúa entre dicho eje y un componente (27a, 27b) de dicho mecanismo reductor (2a, 2b), estando soportado de manera giratoria dicho componente por un cojinete (28a, 28b) que actúa entre dicho componente y el cárter (17).
4. Configuración según la reivindicación 3, en la que, en cada una de dichas transmisiones, dicho mecanismo reductor (2a, 2b) comprende un engranaje planetario y dicho componente del mismo es un porta satélites (27a, 27b).
5. Configuración según la reivindicación 4, en la que, en cada una de dichas transmisiones, el cojinete que actúa entre dicho porta satélites (27a, 27b) y el cárter (17) está constituido por el engrane entre los satélites asociados y una corona (26a, 26b) fijada en el cárter.
6. Configuración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichas dos transmisiones comparten un cárter (17) común que también aloja componentes del dispositivo diferencial controlado (6).
7. Configuración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo diferencial controlado (6) comprende un par de engranajes planetarios que comprenden cada uno un planeta (8a, 8b), unos satélites (9a, 9b) soportados por un porta satélites (11a, 11b) y una corona (10a, 10b); el motor de dirección (7) está conectado para hacer girar los planetas (8a, 8b) en sentidos opuestos mutuamente; los porta satélites (11a, 11b) están interconectados por un eje transversal (12), de modo que los porta satélites giran en común; y los ejes pasantes (21a, 21b) de las transmisiones de accionamiento eléctricas están conectados por sus extremos opuestos a dichas coronas (10a, 10b) respectivas.
8. Configuración según la reivindicación 7, en la que el eje transversal (12) del dispositivo diferencial controlado (6) está soportado de manera giratoria por unos cojinetes (33a, 33b) que actúan entre dicho eje transversal y los ejes pasantes (21a, 21b) de las transmisiones de accionamiento eléctricas.
9. Vehículo equipado con una configuración de transmisión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
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