Sistema hidráulico auxiliar de vehículos.

Un sistema hidráulico auxiliar para un vehículo, que comprende:

a) una bomba de fluido de múltiples pistones (11) con válvulas de asiento eléctricamente seleccionables montada en una parte frontal de un motor principal de combustión interna (2) del vehículo y provista de una polea que se adapta para accionarse directamente por una correa de serpentina (5) de transmisión accesoria de extremo frontal continua (FEAD) (3) que se configura para accionar al menos uno de un alternador (4), bomba de dirección hidráulica, compresor de aire acondicionado (7), bomba de agua (6) y otros componentes auxiliares del vehículo;

b) una disposición de válvula conmutable para controlar la dirección de flujo de fluido hidráulico;

c) la bomba de fluido de múltiples pistones (11) que está provista de un control por microprocesador asociado (12) que proporciona tanto control en tiempo real de las válvulas de asiento de entrada eléctricamente seleccionables así como el control de la disposición de válvulas conmutables para controlar la dirección de flujo de fluido hidráulico en respuesta a los comandos del operario;

d) una disposición de tuberías de distribución de fluidos (19) fijada al vehículo que terminan en acoplamientos separables en un número de puntos de acceso predeterminados;

e) un módulo de interfaz de usuario sencillo (30) adaptado para transferir los comandos del operario al control por microprocesador ya sea desde dentro o en estrecha proximidad con el vehículo;

de tal manera que una gama de diferentes equipos auxiliares puede conectarse rápida y simplemente al sistema y suministrase con fluido hidráulico a presión con el flujo proporcional comandado de manera que la respuesta del equipo auxiliar es independiente de una velocidad del motor del vehículo.

Sistema hidráulico auxiliar de vehículos Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema hidráulico auxiliar para vehículos, en particular, camionetas de carga liviana y media de clasificaciones de peso uno o dos, que se configura para suministrar fluido hidráulico tanto a equipos auxiliares de a bordo como fuera de borda utilizando una bomba de fluidos de múltiples pistones contralada por un único microprocesador.

Antecedentes de la invención Los sistemas hidráulicos auxiliares de a bordo para vehículos de trabajo son bien conocidos en la técnica con equipos agrícolas tales como camiones y equipos de construcción como excavadoras proporcionan típicamente disposiciones totalmente integradas. Estos sistemas hidráulicos auxiliares integrados se pueden suministrar ya sea por la fuente hidráulica principal del vehículo de trabajo, si tiene capacidad suficiente más allá de las demandas de transmisión hidrostática y otras demandas primarias o por una bomba dedicada independiente. En cualquier caso, el sistema hidráulico auxiliar incluye una serie de válvulas proporcionales y direccionales para controlar el flujo de fluido hidráulico al equipo auxiliar. El documento US4043099 de Cheatum describe un sistema hidráulico auxiliar de este tipo que utiliza una fuente hidráulica principal de un tractor para impulsar un par de actuadores auxiliares que automatizan el movimiento del mecanismo de recogida de ventanas y la lengüeta oscilante de una máquina cosechadora agrícola del tipo remolcada.

Es menos común para los vehículos de carretera que incluyan un sistema hidráulico auxiliar, dado que las bombas hidráulicas integradas necesarias para la transmisión hidrostática y otras demandas primarias no están disponibles. La falta de un sistema de demanda primaria dicta el uso de una bomba auxiliar dedicada que se puede accionar por motor o incorporarse en un módulo accionado por motor eléctrico, autónomo. Los sistemas accionados por motor convencionales requieren un sistema de montaje y de accionamiento de bomba, una disposición de desacoplamiento, tal como un embrague, líneas de distribución, válvulas control de conmutación y proporcionales. Las configuraciones accionadas por motor eléctricas no requieren una disposición de desacoplamiento sino que añaden motores eléctricos, baterías de repuesto y el cableado asociado a la complejidad adicional. A menos que se haya instalado una pieza del equipo auxiliar que requiere suministro hidráulico, tal como una pala quitanieves o caja de volteo, el coste asociado de un sistema hidráulico auxiliar se ha considerado generalmente como prohibitivo. Por lo tanto, los camionetas de carga ligera y media, de carretera, de propósito general de clasificaciones de peso uno o dos no incluyen generalmente sistemas hidráulicos auxiliares, ni siquiera como una opción de compra del cliente.

Existen algunas excepciones, como el Mercedes-Benz Unimog (TM) , que es un camión utilitario de carga pesada de clase de peso dos o tres, capaz de utilizarse tanto dentro como fuera de carreteras. Además del uso de finalidad general, el Unimog (TM) es también un vehículo militar muy popular y se utiliza como base para vehículos de bomberos y similares. El Unimog (TM) es único, ya que cruza el límite entre los vehículos utilitarios puros, tales como los camiones agrícolas, y los vehículos de carretera tales como camionetas. Al igual que un tractor agrícola, ofrece bloqueo total en todas las ruedas motrices, salida de potencia mecánica y lo más importante, suministro hidráulico auxiliar proporcionado por una bomba dedicada accionada por motor.

Equipos auxiliares comercializables para camionetas de carga liviana y media de clasificaciones de peso uno o dos, tales como pala quitanieves, puertas elevadizas y cajas de volteo incluyen comúnmente suministros hidráulicos accionados por motor eléctrico, autónomos. En el caso de una pala quitanieves el suministro hidráulico representa la mitad del coste total del sistema. El documento US3706144 de Miceli describe un sistema de pala quitanieves simple para su uso en un camión liviano que se diseña para proporcionar una solución menos costosa a los equipos de remoción comerciales. Sin embargo, aunque simplista, la técnica anterior de Miceli requiere todavía una bomba accionada por motor eléctrico, una válvula selectora, una válvula de control de ángulo, una válvula de arado descendente, un tanque de reserva y los solenoides de válvula asociados, además de la pala, la estructura de montaje y los cilindros hidráulicos. Si se añade una serie de piezas de equipos auxiliares a una camioneta, entonces se ve obligada a llevar el mismo número de suministros hidráulicos accionados por motor eléctrico. Los módulos hidráulicos auxiliarse accionas por motor eléctrico independientes, autónomos, se disponen también para su montaje en vehículos para suministrar cualquier número de requerimientos de equipos auxiliares remotos, tales como cortadoras de troncos, cilindros hidráulicos de elevación y similares. Tanto la bomba dedicada como los sistemas de suministro hidráulico accionados por motor eléctrico independientes utilizan comúnmente un par de válvulas de asiento accionadas por solenoide para proporcionar control de flujo. Estas válvulas de asiento proporcionan una conmutación de control y dirección de encendido y apagado, pero no tienen una capacidad de flujo proporcional dado que las aplicaciones tales como las palas quitanieves pueden operar adecuadamente sin un control de velocidad.

La instalación para la salida de potencia mecánica giratoria es otra opción común ofrecida en camiones de carga pesada de clase de peso tres o más, cuando se requiere cualquier accionamiento mecánico para los equipos auxiliares tales como cabestrantes, elevadores mecánicos, grupos generadores, mezcladoras de piensos y similares o bombas hidráulicas auxiliares accionadas por motor como se ha descrito anteriormente. Estas unidades de salida de potencia proporcionan reducciones de engranajes adecuadas para lograr velocidades de giro predeterminadas, tales como los requisitos del estándar agrícola de 540 revoluciones por minuto, y una metodología de embrague para desacoplar el accionamiento. Por ejemplo, el documento US6073502 de Wallace describe una salida de potencia compacta de muchos caballos de fuerza que incluye un mecanismo de cambio accionado por aire para conectar y desconectar el sistema del motor. Wallace, además, describe cómo la salida de potencia se puede utilizar para accionar una bomba hidráulica de manera que las aplicaciones hidráulicas de mayor demanda de estos camiones de carga pesada, tales como camas de volteo, cajillón de transporte, grúas de vehículos con inclinación posterior y plumas de auxilio, se pueden suministrar. Una vez más, debido a los costos prohibitivos asociados con la salida de potencia mecánica, camionetas de carga liviana y media, de carretera, de propósito general de clasificaciones de peso uno o dos no incluyen generalmente este tipo de capacidad a pesar de que una serie de fabricantes del mercado de accesorios ofrecen algunas unidades de compatibilidad limitada. Una desventaja importante de estas unidades de salida de potencia es que su velocidad de eje de salida varía proporcionalmente con la velocidad del motor del vehículo.

La mayoría de los equipos utilitarios de carga liviana y media externos a los vehículos vienen con su propio suministro de potencia, independientemente de la configuración de accionamiento final. Por ejemplo, las cortadoras de madera, elevadores hidráulicos y remolques de caja de volteo utilizan accionamiento final hidráulico pero se impulsan por motores de combustión interna dedicados o motores eléctricos. Otros equipos, como astilladoras de madera, bombas de agua, generadores eléctricos, hidrolavadoras y excavadoras post-orificios, tienden a accionarse directamente mecánicamente ya sea utilizando motores de combustión interna dedicados o motores eléctricos. En cualquier caso, una gran colección de equipos utilitarios tiende a dar como resultado un gran número de motores primarios asociados con todas las demandas de mantenimiento asociadas, tales como cambios de aceite y filtro de aire. En la mayoría de las aplicaciones no industriales, como en el hogar, estos motores primarios tienden a someterse a un uso relativamente bajo, lo que da como resultado una muy mala propuesta de valor.

Las camionetas se han vuelto muy populares para su uso utilitario liviano e incluso para el transporte regular. Esto ha aumentado significativamente el acceso a estos vehículos de carga pesados hasta la clase de peso dos, que ofrecen motores de combustión interna de alta potencia, ocasionalmente diesel, que son muy capaces más allá de su aplicación de... [Seguir leyendo]

1. Un sistema hidráulico auxiliar para un vehículo, que comprende:

a) una bomba de fluido de múltiples pistones (11) con válvulas de asiento eléctricamente seleccionables montada en una parte frontal de un motor principal de combustión interna (2) del vehículo y provista de una polea que se adapta para accionarse directamente por una correa de serpentina (5) de transmisión accesoria de extremo frontal continua (FEAD) (3) que se configura para accionar al menos uno de un alternador (4) , bomba de dirección hidráulica, compresor de aire acondicionado (7) , bomba de agua (6) y otros componentes auxiliares del vehículo; b) una disposición de válvula conmutable para controlar la dirección de flujo de fluido hidráulico; c) la bomba de fluido de múltiples pistones (11) que está provista de un control por microprocesador asociado (12) que proporciona tanto control en tiempo real de las válvulas de asiento de entrada eléctricamente seleccionables así como el control de la disposición de válvulas conmutables para controlar la dirección de flujo de fluido hidráulico en respuesta a los comandos del operario; d) una disposición de tuberías de distribución de fluidos (19) fijada al vehículo que terminan en acoplamientos separables en un número de puntos de acceso predeterminados; e) un módulo de interfaz de usuario sencillo (30) adaptado para transferir los comandos del operario al control por microprocesador ya sea desde dentro o en estrecha proximidad con el vehículo;

de tal manera que una gama de diferentes equipos auxiliares puede conectarse rápida y simplemente al sistema y suministrase con fluido hidráulico a presión con el flujo proporcional comandado de manera que la respuesta del equipo auxiliar es independiente de una velocidad del motor del vehículo.

2. El auxiliar sistema hidráulico de la reivindicación 1, que comprende además:

el control por microprocesador (12) que facilita el flujo de salida variable del fluido hidráulico y que se adapta para proporcionar un control de bucle cerrado de las válvulas de asiento eléctricamente seleccionables a través de las señales eléctricas recibidas desde sensores remotos; en el que el flujo proporcional está ya sea directamente comandado por el operario o en control de bucle cerrado comandado a través de las señales eléctricas recibidas desde los sensores remotos que están adaptados para controlar el movimiento de los equipos auxiliares

3. El sistema hidráulico auxiliar de la reivindicación 1, que comprende además:

el control por microprocesador (12) que facilita el flujo de salida variable del fluido hidráulico y que se adapta para proporcionar un control automatizado de las válvulas de asiento eléctricamente seleccionables a través de un cálculo indirecto del flujo de salida de fluido hidráulico utilizando una combinación de un ciclo de trabajo de las válvulas de asiento eléctricamente seleccionables y una velocidad del motor del vehículo; en el que el flujo proporcional está ya sea directamente comandado por el operario o controlado automáticamente a través del cálculo indirecto de la salida del flujo hidráulico.

4. El sistema auxiliar hidráulico de una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el vehículo es una camioneta (1) de la clase de peso uno o dos.

5. El sistema hidráulico auxiliar de una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la bomba de fluido de múltiples pistones (11) sustituye a una bomba de dirección asistida de serie del vehículo y una porción de su flujo de salida se dirige a los requisitos de dirección asistida del vehículo.

6. El sistema hidráulico auxiliar de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el equipo auxiliar es un motor hidráulico de desplazamiento positivo (50) que se adapta para montarse de forma rígida en una estructura del vehículo y se configura con un eje estándar agrícola de 6 radios de 3, 49cm (1 3/8 de pulgadas) de diámetro a fin de proporcionar una salida potencia giratoria mecánica y se controla en bucle cerrado hasta la velocidad de salida de potencia estándar agrícola de 540 RPM.

7. El sistema auxiliar hidráulico de las reivindicaciones 1 o 3, en el que el equipo auxiliar es un motor hidráulico de desplazamiento positivo (50) que se adapta para montarse de forma rígida en una estructura del vehículo y se configura con un eje estándar agrícola de 6 radios de 3, 49cm (1 3/8 de pulgadas) de diámetro a fin de proporcionar una salida potencia giratoria mecánica y se controla en bucle cerrado hasta la velocidad de salida de potencia estándar agrícola de 540 RPM.

8. El sistema hidráulico auxiliar de una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el equipo auxiliar es un motor hidráulico de desplazamiento positivo (50) que se adapta para accionar equipos industriales giratorios tales como hormigoneras, bombas de agua, astilladoras de madera, hidrolavadoras, excavadoras de orificios de poste, generadores eléctricos, cabestrantes, sopladores de alta velocidad, distribuidores de sal y otros dispositivos similares.

9. El sistema hidráulico auxiliar de una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el equipo auxiliar es un cilindro hidráulico de doble actuación que se adapta para accionar equipos industriales lineal tales como palas quitanieves, compactadores de basura, elevadores hidráulicos, remolques de caja de volteo y otros dispositivos similares.