Equipo estabilizador

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente solicitud se refiere a un equipo estabilizador para vehículos, que permite mejorar la estabilidad en las curvas o aceleraciones de los vehículos de dos o más ruedas. Resulta en un sistema estabilizador autonivelante de alta eficiencia.

Es aplicable en la industria de la automoción.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los vehículos que sufren aceleraciones, longitudinales (frenado o aceleración) o transversales (curvas) suelen sufrir una inclinación debida a la inercia del chasis y del resto de los elementos. Cuando además poseen un sistema de suspensión, se produce un balanceo que se frena parcialmente con amortiguadores.

También se producen inclinaciones cuando el terreno está inclinado o es irregular.

Los sistemas de suspensión son esenciales para el buen funcionamiento del vehículo ya que presentan las ventajas de mayor agarre del neumático con el suelo al adaptarse a las irregularidades del terreno, mejor comodidad del vehículo y mejores prestaciones entre otras muchas. Por eso casi todos los vehiculas instalan suspensiones a pesar de que presenta estos inconvenientes.

El producto que más se utiliza actualmente para estabilizar los vehículos es la barra de torsión o barra estabilizadora. Esta barra une los dos extremos del sistema de suspensión de un eje y los hace funcionar simultáneamente, de esta manera, cuando a un lado recibe la carga, la barra estabilizadora reparte la carga entre ambos lados, igualándolos. Este sistema es problemático cuando el balanceo es por irregularidades del terreno, por lo que se suele limitar la carga transmisible, reduciendo la efectividad.

Otros sistemas de suspensión utilizan mecanismos complejos para medir la altura de las suspensiones y corregirlas utilizando energía procedente del motor del vehículo o de otra fuente. Por ejemplo, la suspensión hidroneumática. Estos sistemas son complejos y tienen un tiempo de reacción relativamente elevado.

El solicitante no conoce ningún sistema que permita resolver estos problemas.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un equipo estabilizador para vehículos según la reivindicación primera. Sus diferentes variantes resuelven los problemas reseñados.

El equipo permite aprovechar las fuerzas transversales y longitudinales que se producen en los vehículos para corregir su balanceo en el sentido correspondiente.

El balanceo longitudinal (delante-detrás) y el balanceo lateral o transversal (perpendicular al longitudinal) se compensa con las fuerzas longitudinales por aceleración o frenado, o transversales contra el suelo.

En la memoria se definirán elementos como "verticales", pero se ha de considerar que un elemento oblicuo, con más de 45° respecto de la horizontal, es también aplicable.

Es un sistema que puede llegar a sobrecompensar el balanceo, permitiendo que el vehículo se incline en sentido opuesto, principalmente en las curvas, de forma similar a una motocicleta. Además, cada equipo es independiente de los demás, por lo que se produce la independencia total del movimiento de una rueda de las demás. Así mejora el funcionamiento de la suspensión tanto en prestaciones como en comodidad. También es independiente del funcionamiento de los amortiguadores...

Permite una mayor tracción de los neumáticos, puesto que la fuerza horizontal se convierte en vertical, o con componente mayoritario vertical.

En concreto, el equipo estabilizador está diseñado para vehículos de dos o más ruedas que tiene un eje longitudinal, y que comprende un chasis y una suspensión. Esta suspensión posee una estructura inferior (generalmente un trapecio) y una estructura superior (generalmente un triángulo) que sostienen una mangueta de soporte de la rueda.

El equipo puede estar formado, en una realización preferida, por un sistema mecánico entre la suspensión y el chasis o entre la suspensión y la mangueta, formado por un balancín inferior que:

Está fijado al chasis o a la mangueta por su eje longitudinal.

Está fijado, en su parte exterior, que rodea el eje longitudinal, y de forma excéntrica a la estructura inferior.

Está fijado, también de forma excéntrica, a un tirante parcialmente vertical de conexión a la estructura superior. La unión del balancín inferior al tirante está girada respecto de la unión a la estructura inferior un cierto número de grados.

El sistema mecánico puede comprender, además, un balancín superior de paralelo al balancín inferior y fijado al chasis o a la mangueta y de forma excéntrica a la estructura superior. La estructura inferior está unida al balancín superior por un tirante auxiliar, igualmente en ángulo con la conexión de la estructura superior al balancín superior.

El equipo también puede estar formado, en una segunda realización compatible con la primera, por un sistema hidráulico, igualmente entre la suspensión y el chasis o entre la suspensión y la mangueta, que comprende botellas hidráulicas de doble efecto:

Una o más botellas horizontales dispuestas entre la estructura inferior y el chasis o mangueta y

Una o más botellas verticales o parcialmente verticales entre el chasis o mangueta y la estructura superior.

Estando las botellas conectadas entre sí por manguitos para transmitir las fuerzas con el cambio de orientación.

El estabilizador puede estar unido al chasis de forma paralela a la dirección longitudinal del vehículo, transversal u oblicua. Por ejemplo, el ángulo entre esa unión y el eje longitudinal del vehículo puede ser inferior a 45°. En el caso de sistema mecánico, la unión es paralela al balancín inferior.

Otras variantes se aprecian en el resto de la memoria.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

Figuras 1 y 2: Vistas de un primer ejemplo de realización.

Figura 3: Vista de la otra realización similar, con dos balancines, en posición plegada.

Figura 4: Esquema de un segundo ejemplo de realización.

Figura 5: Esquema de un tercer ejemplo de realización.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta. En las figuras 1-2 se muestran dos variantes de un ejemplo de realización, mostrando la zona de conexión de una rueda de un vehículo de cuatro o más ruedas, con la estructura de fijación al chasis. Este ejemplo posee un sistema mecánico (un sistema hidráulico en la figura 4), que se representan en posiciones extendidas y recogidas, según la figura.

El sistema mecánico está instalado en las uniones articuladas del chasis (3) con la suspensión (4). También es posible instalarlo en las uniones de las manguetas (5) y la suspensión (4), pero en ese caso su eficacia es menor ya que se incrementa el peso de la suspensión.

La suspensión (4) comprende una estructura inferior (41), en este caso un trapecio, y una estructura superior (42) aproximadamente paralela. La estructura superior (42) representada es un triángulo. Ambas estructuras (41,42) soportan la mangueta (5) de la rueda. La unión de la suspensión (4) al chasis (3) es paralela a la unión de la suspensión (4) a la mangueta (5) para formar un paralelogramo articulado, como es conocido en la técnica.

El sistema mecánico está formado por un balancín inferior (11) y un tirante (12) por cada rueda. El eje (13) longitudinal del balancín inferior (11) está unido al chasis (3) por sus extremos, mientras que la estructura inferior (41) está unida excéntricamente al balancín inferior (11) permitiendo su rotación. La estructura superior (42) está unida al tirante (12), que a su vez se une excéntricamente al balancín inferior (11), en este caso en un punto medio, y con unos grados de diferencia respecto a la unión de la estructura inferior (41) al eje (13), como se aprecia especialmente en la figura 2.

De esta forma la estructura inferior (41) transfiere la fuerza horizontal lineal al balancín (11), que la transforma en circular. Como el balancín inferior (11) tiene las uniones de la estructura inferior (41) y del tirante (12) a diferentes grados, cambia la dirección de la fuerza, de horizontal a vertical. Esta fuerza vertical se transfiere a lo largo del tirante (12) a la estructura superior (42), que corrige el balanceo. En la figura 3, la estructura superior (42) también se une al chasis (3) mediante un balancín superior (14), de forma totalmente similar. Así, la estructura inferior (41) se une al balancín superior (14) por un tirante auxiliar (15), igualmente en ángulo con la conexión de la estructura superior (42) al balancín superior (14).

El sistema hidráulico está compuesto de cilindros o botellas (21,22) hidráulicas de doble efecto unidas entre sí. Una o más botellas horizontales (21) se disponen entre la estructura inferior (41) y el chasis (3) y una o más botellas verticales (22) entre el chasis (3) y la estructura superior (42), como se aprecia en la figura 4. Como se puede apreciar, las botellas (21,22) están unida por manguitos (23).

De esta forma cuando la botella horizontal (21) recibe la fuerza lineal horizontal la transfiere a la botella vertical (22) de la estructura superior (42) a través de un manguito (23) como fuerza vertical, corrigiendo así el balanceo. Cuanto más fuerte sea la fuerza horizontal, más se orientará a vertical, de forma que este equipo permite anular e incluso invertir el balanceo, dado que las fuerzas horizontales (transversales) son mayores que el balanceo.

Para absorber las fuerzas longitudinales o transversales se variará el ángulo de la unión ente la suspensión (4) y el chasis (3) o mangueta (5) con el eje longitudinal del vehículo. Esta unión viene fijada, en caso del sistema mecánico, por los balancines (11,14). Si los balancines (11,14) son paralelos al eje, entonces sólo se absorberán las fuerzas transversales. Si son perpendiculares (moto) se absorberán los longitudinales. Con cualquier otro ángulo se descompondrán las fuerzas en consecuencia. Por ejemplo, si se ponen a 45°, el sistema aprovecha 50% de la fuerza transversal y 50% de la fuerza longitudinal. En un vehículo de cuatro ruedas, como el balanceo lateral de un vehículo es mayor que el balanceo longitudinal, es preferible que el ángulo sea más próximo a la dirección longitudinal (menor de 45°). También es posible disponer varios balancines inferiores (11), cada uno con su propio ángulo. Esto implica una variación en las estructuras (41,42) para poder deformarse según la dirección del esfuerzo (figura 5).