SISTEMA ELÉCTRICO DE DIRECCIÓN Y ACCIONAMIENTO PARA UN VEHÍCULO CON DIRECCIÓN LATERAL DE LAS RUEDAS.

Sistema eléctrico de dirección y accionamiento para un vehículo con dirección lateral de las ruedas. La invención concierne a un sistema eléctrico de dirección y accionamiento para un vehículo con dirección lateral de las ruedas según el preámbulo de la reivindicación 1. 5 Los vehículos de ruedas se dirigen usualmente por giro de ruedas alrededor de su eje vertical (dirección de mangueta de eje o dirección Ackermann). Con el fin de evitar el coste adicional ligado a esto para varillajes de dirección y cojinetes de las ruedas dirigidas con varios ejes libres y posibilitar una movilidad sensiblemente mayor mediante radios de curvatura transitables más pequeños se utiliza también en vehículos de ruedas la llamada dirección lateral de las ruedas, por ejemplo en la industria de la construcción o en vehículos de ruedas militares. En la maniobra de dirección lateral de las ruedas se tienen que frenar durante el recorrido de curvas las ruedas del lado del vehículo interior a la curva. Generalmente, tales vehículos de construcción están previstos solamente para velocidades lentas, ya que a velocidades más altas son necesarias potencias de frenado crecientes para la maniobra de dirección. Los sistemas de accionamiento eficientes para vehículos rápidos con dirección lateral de las ruedas transmiten al lado de accionamiento exterior a la curva la potencia de frenado producida en el lado de accionamiento interior a la curva. Debido a esta potencia de frenado regenerada, que está así disponible adicionalmente para accionamiento en el lado de accionamiento exterior a la curva, se habla aquí también de maniobra de dirección regenerativa. En vehículos con accionamientos eléctricos separados para cada lado de accionamiento o para cada rueda (de oruga) de accionamiento se tiene que diseñar la capacidad de estos motores eléctricos no solo según la potencia del generador de energía primario (por ejemplo, motor diésel), sino también según la potencia regenerativa fluyente. Esto conduce a motores eléctricos netamente sobredimensionados y a costosos cableados para las corrientes eléctricas correspondientemente grandes. Se conoce por el documento DE 198 50 606 una disposición de esta clase para vehículos de orugas. Está provisto un motor de combustión para accionar un generador que genera potencia eléctrica para accionar el vehículo por medio de motores de accionamiento eléctricos. Para la maniobra de dirección regenerativa está prevista una transmisión de potencia eléctrica de los motores de accionamiento interiores a la curva a los motores de accionamiento exteriores a la curva. Se conoce por el documento US 1 997 974 un vehículo de ruedas con motores de cubo de rueda. Los motores están colocados allí en el espacio vacío, de otro modo desocupado, del interior de las ruedas, de modo que está disponible más sitio en el interior del vehículo. El documento DE 37 28 171 describe una instalación de accionamiento electromecánica para vehículos totalmente de orugas según el preámbulo de la reivindicación 1. En el caso más sencillo, este sistema de accionamiento consiste en un motor de propulsión eléctrico que acciona ambos lados del vehículo en el mismo sentido a través de un árbol central, y un motor de dirección eléctrico que acciona un árbol neutro cuyo número de revoluciones actúa positivamente en un lado y negativamente en el otro lado. Unos diferenciales de dirección a la izquierda y a la derecha suman los números de revoluciones de los dos motores y retransmiten la suma a las ruedas de las orugas. Esta solución ofrece la ventaja de que la instalación de dirección electromecánica puede transmitir, como la llamada potencia regenerativa, un múltiplo de la potencia nominal del motor de dirección desde el lado de accionamiento interior a la curva hasta el lado de accionamiento exterior a la curva. Gracias a esta transferencia de potencia 40 electromecánica la potencia reactiva circula a través de la disposición de engranaje mecánica y no a través de los motores eléctricos, de modo que éstos pueden diseñarse de conformidad con la potencia primaria del vehículo. Sin embargo, frente a accionamientos con motores de cubo de rueda es desventajoso el espacio de montaje necesario en el interior del vehículo, el cual restringe las posibilidades de utilización.   Los documentos US 4,579,181 y DE 199 05 137 A1 revelan vehículos con accionamientos puramente eléctricos sin acoplamiento mecánico. El problema de la invención consiste en crear un accionamiento eléctrico eficiente y compacto para un vehículo que permita una maniobra de dirección regenerativa. Este problema se resuelve según la invención por medio de las características de la reivindicación 1. Gracias a la ventajosa combinación de accionamientos de cubo de rueda que funcionan de forma puramente eléctrica con una instalación de accionamiento electromecánica, que emplea el principio de un árbol neutro, se pueden aprovechar en un vehículo con dirección lateral de las ruedas las ventajas de ambos sistemas o se pueden evitar las desventajas de estos sistemas. Gracias a la ventajosa combinación de motores de cubo de rueda sobre un eje con el principio del árbol neutro de un accionamiento electromecánico en otro eje se pueden diseñar los motores de cubo de rueda teniendo en cuenta 2 solamente la potencia de accionamiento realmente instalada en el vehículo. Ya no es necesario el enorme sobredimensionamiento de los motores de cubo de rueda, con lo que, debido a los motores eléctricos más pequeños, son posibles vehículos más ligeros de una manera especialmente ventajosa. La invención hace posible de manera ventajosa un accionamiento eléctrico altamente integrado con alta movilidad, que, con un peso mínimo, aprovecha óptimamente el volumen existente de un vehículo. Otras características y ventajas se desprenden de las reivindicaciones subordinadas en combinación con la descripción. A continuación, se explican las características de la presente invención con más detalle ayudándose de formas de realización preferidas. En los dibujos esquemáticos correspondientes muestran: La figura 1, un vehículo de ruedas con motores de cubo de rueda según el estado de la técnica, La figura 2, un vehículo de ruedas de la invención según una primera forma de realización y La figura 3, otra forma de realización de un vehículo de ruedas según la invención, La figura 4, un vehículo de orugas con una disposición de accionamiento según la invención y La figura 5, un accionamiento electromecánico según el estado de la técnica. 15 En la figura 1a se representa un vehículo 1a con cuatro ruedas 3a que son accionadas a través de respectivo motores de cubo de rueda 2a según el estado de la técnica. Para proporcionar potencia eléctrica se ha previsto un motor de combustión que acciona a un generador de corriente actuante como fuente de corriente 4a. Este vehículo 1a está diseñado exclusivamente para marcha en línea recta o bien, para dirigirlo, son frenadas solamente las ruedas 3a interiores a una curva, es decir que la energía cinética existente se convierte en calor. Dado que no está prevista aquí una maniobra de dirección regenerativa es decir, la transferencia de potencia del lado de vehículo interior a la curva al lado del vehículo exterior a la curva , los motores de cubo de rueda 2a puede diseñarse solamente sobre la base de la potencia eléctrica procedente de la fuente de corriente 4a. En el ejemplo representado se parte de 100 kilovatios de potencia de la fuente de corriente 4a, la cual se divide uniformemente sobre los cuatro motores de cubo de rueda 2a. Por este motivo, para motor de cubo de rueda 2a tiene que suponerse una absorción de potencia máxima de 25 kilovatios y los motores pueden dimensionarse con un tamaño correspondientemente pequeño. En la figura 1b se representa el diseño del mismo vehículo al circular por una curva a la izquierda teniendo en cuenta una maniobra de dirección regenerativa según el estado de la técnica. Partiendo de 100 kilovatios de potencia procedente de la fuente de corriente 4b y de dispositivos para transmitir la potencia eléctrica de los motores de cubo de rueda 2b interiores a la curva, que trabajan en este estado de marcha como generadores, a los motores de cubo de rueda 2b del lado exterior a la curva se obtiene el siguiente balance de energía o potencia. Toda la potencia eléctrica disponible proveniente de la fuente de corriente 4b es entregada a los motores de cubo de rueda 2b exteriores a la curva por medio de un control correspondiente de la electrónica de potencia, concretamente 50 kilovatios a la rueda delantera y 50 kilovatios a la rueda trasera 3b. Asimismo, la potencia de frenado en los motores de cubo de rueda 2b interiores a la curva se convierte, en funcionamiento como generador, en potencia... [Seguir leyendo]

1. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento para un vehículo (6; 15) con dirección lateral de las ruedas, que comprende al menos un eje eléctricamente accionado en el que está previsto un acoplamiento mecánico entre los lados de accionamiento para transmitir potencia de un lado de accionamiento al otro, caracterizado por al menos otro eje accionado en el que está prevista una transmisión puramente eléctrica de potencia de accionamiento, efectuándose ampliamente la transmisión de una potencia de dirección regenerativa por medio del acoplamiento mecánico. 2. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el acoplamiento mecánico entre los lados de accionamiento consta de al menos un engranaje diferencial (10), un motor de dirección (8) y un árbol (9). 3. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la transmisión puramente eléctrica de potencia de accionamiento en los otros ejes accionados está prevista para transmitir potencia de dirección de un lado de accionamiento al otro. 4. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el eje mecánicamente acoplado están previstos un motor de propulsión eléctrico (7) y un motor de dirección eléctrico (8). 5. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en todos los ejes accionados están previstos motores eléctricos (17) integrados en el cubo de las ruedas. 6. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el acoplamiento mecánico están previstos unos respectivos elementos que distribuyen el par de giro o que compensan el número de revoluciones y a los que pueden acoplarse varias ruedas (16, 14) de un lado del vehículo. 7. Sistema eléctrico de dirección y accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vehículo es un vehículo de ruedas o de orugas. 6   7   8