Sistema de dirección hidráulica para su uso en vehículos de transporte.

Conjunto de eje para proporcionar soporte móvil a una estructura de vehículo en relación con una superficie de carretera,

comprendiendo el conjunto de eje:

- un eje co-dirigido (25) compuesta de ruedas (9) y disposiciones de dirección (1301-1303) para dirigir las ruedas;

- un circuito de presión hidráulica (1000, 2000) compuesto de una bomba de fluido hidráulico (1008); primer y segundo módulos de control de presión (1009, 1010); primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005) dispuestos en ubicaciones respectivas en el circuito; y un depósito de fluido hidráulico (1011);

- un actuador de dirección controlado por fluido a presión (1001, 2002) acoplado mecánicamente a las disposiciones de dirección; y que comprende primer y segundo compartimentos del actuador (1002, 1003) hidráulicamente conectados a través de los respectivos primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005); comprendiendo dichas ruedas un mecanismo autocentrante activo en la ausencia de suministro de presión en el circuito de presión hidráulica; y

- un controlador de dirección dispuesto para controlar dichos módulos de control de presión en correspondencia con las señales de dirección recibidas de una unidad de dirección principal; caracterizado por que

- dichos primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005) están conectados a través de, al menos, el primer módulo de control de presión (1009); el primer módulo de control de presión acoplado en serie con el segundo módulo de control de presión (1010); y donde

- se proporciona un mecanismo a prueba de fallos (1006) dispuesto para liberar, en una condición de fallos, los primer y segundo módulos de control de presión (1009, 1010) para proporcionar así una conexión hidráulica sin presión entre los compartimentos del actuador.

Sistema de dirección hidráulica para su uso en vehículos de transporte Campo La invención se refiere a un sistema de dirección hidráulica para su uso en vehículos de transporte.

Antecedentes Especialmente cuando un vehículo está equipado con tres o más ejes, las ruedas del tercer (cuarto, quinto, etc...) eje se tienen que dirigir en correspondencia con el ángulo de dirección iniciado del conductor del eje delantero con el fin de evitar el desgaste excesivo de los neumáticos durante la maniobra.

En principio, este problema puede resolverse por una interconexión mecánica a través de un sistema de varillaje. Sin embargo, esto conduce a una solución bastante inflexible con las principales restricciones de embalaje y penalizaciones en peso. Como alternativa, el problema puede resolverse con un sistema controlado por ordenador activo (electro-mecánico o electro-hidráulico) . Desafortunadamente estos sistemas son bastante complejos y por consiguiente costosos. Probablemente esto es causado por el hecho de que el requisito a prueba de fallos consigue un sistema redundante, duplicando los costes y el número de componentes.

El documento EP 0 895 923 desvela un sistema de dirección hidráulica donde se proporciona una válvula reguladora de presión, que funciona como un circuito de amortiguación a prueba de fallos, por lo que se puede prescindir de sistemas de a prueba de fallos adicionales. La válvula de regulación de presión se activa por dos solenoides separados. En la posición media, una lumbrera de la bomba está bloqueada mientras que las dos lumbreras de actuador y una lumbrera de depósito están interconectadas. Por otra parte, las lumbreras de actuador tienen una abertura estrangulada, lo que da como resultado una mayor amortiguación para afinar las características a prueba de fallos.

Aunque la técnica anterior divulgada reconoce que la amortiguación pasiva es capaz de proporcionar un comportamiento a prueba de fallos de un eje dirigido, la válvula involucrada en proporcionar el comportamiento a prueba de fallos es relativamente compleja y requiere válvulas adicionales en el circuito de presión. Existe un deseo de reducir aún más la complejidad de los sistemas de dirección actuales y de reducir el consumo de energía de los sistemas de dirección activos conocidos.

Sumario La invención desea mejorar aún más la acción de dirección de los sistemas de dirección accionados electrohidráulicamente. Para este fin, se proporciona un sistema de dirección hidráulica para su uso en vehículos de transporte, que comprende: un eje co-dirigido compuesto de ruedas y disposiciones de dirección para dirigir las ruedas; un circuito de presión hidráulica compuesto de una bomba de fluido hidráulico; primer y segundo módulos de control de presión; primer y segundo terminales de suministro de presión dispuestos en ubicaciones respectivas en el circuito; y un depósito de fluido hidráulico; un actuador de dirección controlado por fluido a presión acoplado mecánicamente a las disposiciones de dirección; y que comprende primer y segundo compartimentos de actuador interconectados hidráulicamente a través de los respectivos primer y segundo terminales de suministro de presión; comprendiendo dichas ruedas un mecanismo autocentrante activo en la ausencia de suministro de presión en el circuito de presión hidráulica; y un controlador de dirección dispuesto para controlar dichos módulos de control de presión en correspondencia con las señales de dirección recibidas de una unidad de dirección principal.

De acuerdo con un aspecto, dichos primer y segundo terminales de suministro de presión se interconectan a través de al menos el primer módulo de control de presión; el primer módulo de control de presión acoplado en serie con el segundo módulo de control de presión; y un mecanismo a prueba de fallos se proporciona dispuesto para liberar, en una condición a prueba, los primer y segundo módulos de control de presión.

Por consiguiente, se proporciona un circuito de presión para el sistema de dirección hidráulica donde el comportamiento a prueba de fallos es intrínseco y los fallos de energía o de presión dan como resultado el efecto centrante neutro de las ruedas.

Realizaciones ejemplares La Figura 1 muestra un circuito de presión ejemplar para una disposición de dirección de acuerdo con un aspecto de la invención;

La Figura 2 muestra otro circuito de presión ejemplar para una disposición de dirección/elevación de acuerdo con un aspecto de la invención; Figura 3 muestra otra circuito de presión ejemplar para una disposición de dirección/elevación de acuerdo con un aspecto de la invención;

La Figura 4 muestra un alzado lateral de un camión que tiene un conjunto de eje de acuerdo con la invención montado en un extremo trasero del mismo;

La Figura 5A muestra una primera variación de un mecanismo de elevación de eje de acuerdo con la invención;

La Figura 5B es una vista en alzado lateral de la Figura 5A que muestra los elementos estructurales ocultos a la vista en la Figura 5A;

La Figura 6 muestra una segunda variación de un mecanismo de elevación de eje de acuerdo con la invención;

La Figura 7 es la disposición de eje de elevación de la Figura 6, vista desde arriba;

La Figura 8 es una vista en planta superior de la disposición de eje de elevación de las Figuras 6 y 7;

La Figura 9 muestra un conjunto de eje de acuerdo con la invención que incorpora el conjunto de eje de elevación de las Figuras 6-8;

La Figura 10 muestra un portador central integrado para su uso en el conjunto de la Figura 9;

La Figura 11 es una forma alternativa de un portador central integrado instalado entre los carriles del chasis de un camión y que sirve de soporte para un acoplamiento de remolque articulado (conocido popularmente como "quinta rueda") ;

La Figura 12 es un eje de montaje similar a la Figura 9 mostrado desde abajo e incorporando el portador central integrado de la Figura 10; y

La Figura 13 muestra una variedad de disposiciones de dirección.

La Figura 1 muestra un circuito de presión ejemplar 1000 para una disposición de dirección de acuerdo con un aspecto de la invención. Los componentes típicos del sistema del conjunto de eje de acuerdo con un aspecto de la invención comprenden además un eje co-dirigido compuesto de ruedas y disposiciones de dirección para dirigir las ruedas. Esto se indica en la Figura 4. Por otra parte, un actuador de dirección controlado por fluido a presión 1001 se acopla mecánicamente a las disposiciones de dirección y comprende primer y segundo compartimentos de accionamiento 1002, 1003 conectados hidráulicamente a través de los respectivos primer y segundo terminales de suministro de presión 1004, 1005. Además, las ruedas comprenden un mecanismo autocentrante (no mostrado) activo en la ausencia de suministro de presión en el circuito de presión hidráulica; y un controlador de dirección 1006. Además, el circuito comprende una bomba de fluido hidráulico 1008; primer y segundo módulos de control de presión 1009; 1010; primer y segundo terminales de suministro de presión 1004, 1005 dispuestos en ubicaciones respectivas en el circuito 1000; y un depósito de fluido hidráulico 1011. El controlador de dirección 1006 se dispone para controlar dichos módulos de control de presión 1009, 1010 en correspondencia con las señales de dirección recibidas de una unidad de dirección principal (no mostrada) . Ventajosamente, la bomba de fluido hidráulico 1008 es una bomba de fluido hidráulico eléctricamente controlada. Para generar una presión correcta, se puede proporcionar un sistema de velocidad o de control de flujo (ilustrado esquemáticamente como parte del controlador de dirección 1006) para controlar el flujo de la bomba. Una bomba accionada por motor eléctrico 1008 permite, mediante la velocidad del control de retroalimentación de giro, el control de flujo en dependencia del estado real del vehículo y el rendimiento de la actuación requerida. La bomba 1008 permite, además, cerrar completamente el sistema 1000; en particular, liberando la energía eléctrica de la bomba cuando no se utiliza o cambiando a un modo de bajo consumo de energía mediante la reducción del flujo de la bomba cuando no todo la potencia tiene que ser puesta a disposición, por ejemplo, durante la conducción en línea recta en la carretera, evitando de este modo el consumo innecesario de energía.

Las al menos dos válvulas de control de presión proporcionales 1009, 1010 divulgadas actúan como módulos de control de presión. Los primer y segundo terminales de suministro de presión 1004, 1005 se conectan a través de al menos el primer módulo de control de presión; el primer... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de eje para proporcionar soporte móvil a una estructura de vehículo en relación con una superficie de carretera, comprendiendo el conjunto de eje:

- un eje co-dirigido (25) compuesta de ruedas (9) y disposiciones de dirección (1301-1303) para dirigir las ruedas; -un circuito de presión hidráulica (1000, 2000) compuesto de una bomba de fluido hidráulico (1008) ; primer y segundo módulos de control de presión (1009, 1010) ; primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005) dispuestos en ubicaciones respectivas en el circuito; y un depósito de fluido hidráulico (1011) ; -un actuador de dirección controlado por fluido a presión (1001, 2002) acoplado mecánicamente a las disposiciones de dirección; y que comprende primer y segundo compartimentos del actuador (1002, 1003) hidráulicamente conectados a través de los respectivos primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005) ; comprendiendo dichas ruedas un mecanismo autocentrante activo en la ausencia de suministro de presión en el circuito de presión hidráulica; y -un controlador de dirección dispuesto para controlar dichos módulos de control de presión en correspondencia con las señales de dirección recibidas de una unidad de dirección principal; caracterizado por que -dichos primer y segundo terminales de suministro de presión (1004, 1005) están conectados a través de, al menos, el primer módulo de control de presión (1009) ; el primer módulo de control de presión acoplado en serie con el segundo módulo de control de presión (1010) ; y donde -se proporciona un mecanismo a prueba de fallos (1006) dispuesto para liberar, en una condición de fallos, los primer y segundo módulos de control de presión (1009, 1010) para proporcionar así una conexión hidráulica sin presión entre los compartimentos del actuador.

2. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde el mecanismo a prueba de fallos (1006) comprende además un sistema de cierre de la bomba de fluido y/o una válvula de acceso directo (1017) para liberar la presión en el circuito de presión hidráulica.

3. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde pequeños orificios (1018) que sirven como medios de amortiguación están integrados en las lumbreras hidráulicas o líneas de tubería del actuador de dirección (1001) .

4. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde los módulos de control de presión (1009, 1010) comprenden cada uno una válvula de control de presión proporcional controlada selectivamente entre la condición pasante normalmente abierta, que induce una caída de presión limitada; y una condición de estrangulador, que induce una mayor caída de presión; y el mecanismo a prueba de fallos dispuesto para reajustar la válvula a la condición normalmente abierta.

5. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde los módulos de control de presión (1009, 1010) están diseñados para proporcionar una caída de presión proporcional entre los primer y segundo módulos de control de presión, es decir, en correspondencia con las respectivas áreas de transmisión de fuerza efectiva asimétricamente diseñadas (1002', 1003') en los compartimentos del actuador para dar como resultado una fuerza de dirección sustancialmente cargada simétricamente en cualquier sentido de dirección de las ruedas (9) .

6. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde la bomba de fluido hidráulico (1008) es una bomba de fluido hidráulico controlada eléctricamente.

7. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, donde el mecanismo autocentrante se proporciona teniendo el punto de contacto de la rueda (9) por detrás de la suspensión de la rueda y/o por un muelle autocentrante que centra mecánicamente las ruedas.

8. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un actuador complementario (2001) hidráulicamente conmutado a un terminal de suministro de presión complementario (2005) proporcionado en el circuito de presión (2000) ; donde el terminal de suministro de presión complementario está acoplado en paralelo a los primer y segundo módulos de control de presión (1009, 1010) y donde el controlador de dirección (1006) controla los primer y segundo módulos de control de presión para proporcionar presión al sistema actuador complementario (2001) mientras se equilibra el actuador de dirección (2002) .

9. Sistema del conjunto de montaje de acuerdo con la reivindicación 8, donde el actuador complementario comprende un mecanismo de retorno (2004) para asegurar una posición normalmente retraída que es mecánicamente desacoplada al eje (25) en una condición no-elevada; y donde, en una condición elevada, el actuador complementario (2001) se desconecta del circuito de presión (2000) .

10. Sistema del conjunto de montaje de acuerdo con la reivindicación 8, donde el actuador complementario se proporciona como un sistema amortiguador hidráulico (3000) que amortigua mecánicamente el eje (25) .

11. Sistema del conjunto de montaje de acuerdo con la reivindicación 10, donde el sistema amortiguador hidráulico (3000) comprende un cilindro de presión que tiene un compartimiento del lado de la varilla (3004) y un

compartimiento del lado del pistón (3003) en comunicación fluida con entre sí y acoplados adicionalmente a un compartimiento de amortiguación de gas (3005) , siendo el área de transmisión de fuerza efectiva del lado de la varilla (3004’) asimétrica en relación el área de transmisión de fuerza del lado del pistón, de modo que el aumento de presión da como resultado la actuación de elevación.

12. Sistema del conjunto de montaje de acuerdo con la reivindicación 8, donde el conjunto de eje comprende además:

- un eje principal (17) que conecta un primer par de cubos (95) y un primer par de ruedas (9) cada una portada para su giro en uno respectivo del primer par de cubos; -el eje co-dirigido (25) como eje auxiliar asociado con el eje principal, conectando un segundo par del par de cubos y un segundo par de ruedas (9) cada una portada para su giro en uno respectivo del segundo par de cubos; -medios de suspensión adaptados para interponerse entre cada uno del eje principal (17) y auxiliar (25) y una estructura del vehículo (27, 29) ; -medios de guía para guiar el movimiento de cada uno del eje principal y auxiliar con respecto a una estructura del vehículo (27, 29) ; -donde el actuador complementario (2001) es selectivamente efectivo en el movimiento del eje auxiliar (25) en relación con el eje principal (17) , a fin de elevarlo desde una superficie de la carretera.

13. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 12, donde el eje auxiliar (25) está dispuesto para permitir que un eje impulsor (19) de una estructura de vehículo se pueda conectar con accionamiento al eje principal (17) en una línea recta sin interrupción por un solo eje de accionamiento no articulado, mono-pieza a partir de una salida de transmisión en la estructura del vehículo.

14. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 12, donde el medio de guía comprende un primer par de varillas de radio (35, 35A) para guiar el movimiento del eje principal y un segundo par de varillas de radio (82, 83) para guiar el movimiento del eje auxiliar para permitir el movimiento vertical de cada uno de los ejes principal y auxiliar (17, 25) , pero para restringir su movimiento anteroposterior en relación con una estructura del vehículo (27, 29) ; donde el medio de guía incluye además al menos un estabilizador para estabilizar la inclinación de una estructura del vehículo en relación con una superficie de la carretera, estando el al menos un estabilizador asociado con uno de los ejes principal y auxiliar (17, 25) ; y donde el medio de guía incluye, además, un primer varillaje (33) asociado con el eje principal y un segundo varillaje (41) asociado con el eje auxiliar, estando cada uno de los primer y segundo varillajes adaptados para restringir el movimiento lateral de uno respectivo de los ejes principal y auxiliar (17, 25) en relación con una estructura de vehículo, en tanto permite el movimiento vertical del mismo; el al menos un estabilizador formado por uno de los primer y segundo varillajes estando en la forma de un cuadrilátero ( 41) .

15. Conjunto de eje de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además un portador central integrado (101) que proporciona anclaje para el primer y segundo pares de varillas de radio (35, 35A, 82, 83) y los primer y segundo varillajes.