ES2351636B2 - Dispositivo de cambio de dirección de vehículos de transporte hacia izquierda o derecha. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cambio de dirección de un
vehículo de transporte hacia izquierda o derecha, caracterizado por
una palanca articulada en el centro, que al girarla alrededor del
eje (Y) determinados grados en sentido horario o anti horario, el
vehículo girará los mismos grados y en el mismo sentido aplicado a
la palanca. La invención dispone de un segundo dispositivo en la
misma palanca más preciso, el cual consiste en que al girar esa
misma palanca en torno al eje (X), giros importantes de la misma
transmitirán cambios de dirección más pequeños.
Este dispositivo tiene aplicación a cualquier
tipo de vehículo, aunque principalmente automóviles y como solución
técnica, permite que movimientos lineales de los brazos permitan
giros determinados del vehículo, sabiendo en todo momento el
conductor de antemano la dirección que tomará el vehículo.
Description
Dispositivo de cambio de dirección de vehículos
de transporte hacia izquierda o derecha.
La presente invención que se enmarca dentro del
sector del transporte de personas o mercancías se podría utilizar
cualquier vehículo para variar la dirección de éste hacia la derecha
o la izquierda.
Así pues el objeto de la presente invención es
la transmisión de la voluntad del conductor a través de sus manos en
la variación de la dirección del vehículo.
Se pretende con esta invención mejorar el actual
concepto de volante (rueda que gira alrededor de un eje),
permaneciendo inalterables el resto de elementos y funciones del
vehículo para la dirección, como en el caso de un automóvil, la
columna de dirección, caja de engranajes, etc.
Según tengo entendido, desde 1899 en el que
Packard Motor Car Company introdujo en el segundo coche que
construyeron el volante de dirección tal y como hoy los conocemos,
el volante, entendido éste como el elemento de la dirección que
conecta la voluntad del hombre con el cambio de dirección del
vehículo no ha sufridos cambios significativos, teniendo
generalmente forma de rueda circular y constituye el nexo de unión
entre las intenciones mentales por parte del conductor del cambio de
dirección del vehículo y el cambio de dirección que éste
experimenta.
experimenta.
El hombre gira el volante con las manos en
sentido horario y el vehículo gira a la derecha. El hombre gira el
volante con las manos en sentido anti horario y el vehículo gira a
la izquierda.
Originariamente, el principal objetivo de este
diseño era proporcionar un par (rueda más grande, menos fuerza a
ejercer por parte del conductor) que hiciera mover el vehículo con
la mínima fuerza posible cuando, en el caso de automóviles por
ejemplo, todavía no existía dirección asistida, pero con la
peculiaridad de que el conductor gira el volante x grados y no
conoce exactamente la dirección que tomará el vehículo.
He buscado a través de internet y revistas
especializadas para ver si la invención que a continuación
describiré ya ha sido realizada y así mismo he buscado en bases de
datos de patentes tales como espacenet y cybepanet. No he encontrado
ningún mecanismo de dirección similar al que describiré a
continuación.
La invención consta de una serie de engranajes,
rodamientos, ejes, soportes y dos asideras unidas por una barra
rígida articulada en su centro (eje Y) que pretenden y tienen como
primera función el transformar un movimiento de brazos lineal por
parte del conductor en una salida final de un eje en movimiento
circular que conectará con el resto de dispositivos del vehículo de
transporte, los cuales finalmente harán variar la trayectoria del
vehículo hacia la izquierda o la derecha unos grados determinados
que hemos calculado previamente con objeto de que los mismos grados
que gira la barra rígida articulada en el centro gracias al
movimiento de sus dos asideras, esos mismos grados y dirección tome
el vehículo finalmente.
Cuando traslada el conductor la asidera
izquierda hacia fuera de su cuerpo, el vehículo se moverá hacia la
derecha esos mismos grados girados por la palanca en torno a su eje
Y. De igual manera, cuando el conductor traslada la asidera
izquierda hacia dentro de su cuerpo, el vehículo se moverá hacia la
izquierda esos mismos grados girados por la palanca en torno a su
eje Y.
En un contexto ideal, el eje de rotación central
de las dos asideras unidas a través de una barra rígida, debe ser
paralelo a la columna vertebral del conductor y debe de estar en un
plano perpendicular a la línea formada por los dos hombros del
conductor y que pase por la columna vertebral del mismo.
La invención, que como he explicado
anteriormente consta de una serie de engranajes, rodamientos, ejes,
soportes y dos asideras unidas por una barra rígida articulada en su
centro (eje Y), también permite esta misma barra su giro en torno al
eje X, en el cual pequeños giros alrededor de este eje suponen
pequeños giros del eje de salida del
dispositivo.
dispositivo.
En resumen, la invención consta de dos
dispositivos que transmiten a un solo eje final dos relaciones
diferentes de movimiento dependiendo de si las asideras giren en
torno al eje Y del mecanismo o del eje X y que ambos supondrán un
cambio de dirección del vehículo determinados grados a izquierda o
derecha.
\newpage
Una mejor adaptación del mecanismo de dirección
a los movimientos naturales de los brazos del conductor, que son
básicamente lineales y no circulares. Por este motivo, la conducción
es más cómoda con este sistema respecto al volante tradicional, en
el cual el conductor tiene que realizar con sus manos movimientos
circulares.
El conductor sostiene una barra articulada en el
centro con sus dos manos.
Cuando el conductor mueva el antebrazo izquierdo
perpendicularmente a su tronco y hacia delante el coche se moverá
hacia la derecha perpendicularmente a la línea formada por sus dos
manos. Cuando el conductor mueva el antebrazo derecho
perpendicularmente a su tronco y hacia delante el coche se moverá
hacia la izquierda perpendicularmente a la línea formada por sus dos
manos.
Una segunda ventaja del volante descrito está en
que el conductor al mover la palanca alrededor del eje Y, conocerá
en todo momento la dirección que tomará el vehículo ya que el
vehículo girará los mismos grados que grados gira la palanca el
conductor alrededor del eje Y.
El mecanismo de precisión aportará una
conducción más cómoda cuando se precisen radios de giros altos, como
sucede en la conducción en autopistas en el caso de automóviles,
gracias a un segundo mecanismo de giro más preciso alrededor del eje
X.
A continuación explicaré un modo de realización
concreto de la invención. Como ya hemos explicado anteriormente, el
dispositivo tiene dos entradas, que son el giro de la palanca rígida
articulada en el centro alrededor del eje X o del eje Y.
El dispositivo tiene una salida, que es un
movimiento giratorio más o menos rápido de un eje (9), el cual
conectará con los dispositivos que finalmente moverán las ruedas
directrices, timón en el caso de un barco, etc...
El mecanismo que transforma los movimientos de
entrada de la palanca en movimiento de salida giratorio de un eje,
puede concretarse de diferentes maneras:
1.- A través de un sistema de engranajes, que
permitirán transmitir movimientos de la barra rígida articulada
alrededor de los ejes X e Y en dos relaciones de movimientos
distintos del eje de salida (9).
2.- A través de un sistema de poleas y correas.
Es bien sabido que hay varias formas de transmisión mecánica, una de
ellas es a través de correas que unen poleas de distinto tamaño,
consiguiendo la relación de transmisión deseada.
3.- A través de un sistema de cadenas. A través
de cadenas que unen piñones y platos dentados igualmente se pueden
conseguir transmitir el giro de la barra rígida articulada alrededor
de un eje X o Y en una salida rotatoria de un eje 9.
4.- A través de un sistema
electro-mecánico en el cual hay un lector de giro de
la palanca rígida alrededor del eje X o Y, en el cual se
transformará la lectura en una señal de movimiento a un motor
eléctrico o neumático la orden de un giro determinado del eje de
salida que finalmente se materializará en el giro del vehículo con
las características anteriormente descritas.
De las 4 maneras en que veo se puede concretar
la invención, las tres primeras son mecánicas, y se sabe que a
través de cualquiera de ellas se puede conseguir el objetivo deseado
que son dos relaciones de giro determinadas de un mismo eje
partiendo de un giro de la barra rígida articulada a través de los
ejes X e Y.
Yo sólo voy a describir un modo de realización
de la invención y es a través de un sistema de engranajes y me voy a
apoyar en las figuras de los dibujos anexos para la explicación de
los detalles de este modo de concreción de la invención.
La figura 1 representa el dispositivo tal y como
lo observa el conductor, en el cual no se aprecian los mecanismos
interiores, pues tiene unas fundas protectoras.
Las figuras 2 y 3 representan dos secciones de
este dispositivo en las cuales se ven los distintos componentes que
forman su interior.
Las figuras 4, 5, 6, 7, 8 y 9 representan
distintas vistas de este mismo dispositivo sin la funda 1 para
apreciar mejor los distintos engranajes y en el que vemos el
movimiento alrededor del eje Y de la barra rígida articulada.
Las figuras 10, 11, 12, 13, 14 y 15 representan
distintas vistas de este mismo dispositivo sin la funda 1 igualmente
para apreciar mejor los engranajes y en el que vemos el movimiento
alrededor del eje X de la barra rígida articulada.
Las figuras 16, 17 y 18 se representan la
ubicación esquematizada del dispositivo en relación al conductor
para el caso de que esté sentado.
La estructura que soporta los pesos de cada uno
de los componentes de este mecanismo, así como las fuerzas
transmitidas al mismo por parte del conductor, así como las fuerzas
transmitidas a través del eje (9) del resto de mecanismos de
transmisión del vehículo al mismo radica esencialmente en las
siguientes piezas:
Soporte superior (4), soporte inferior (5) y
soporte conexión volante (16) unidas por tornillos (35), dos que
conectan el soporte conexión volante (16) con el soporte inferior
(5) y un tornillo que conecta el soporte conexión volante (16) con
el soporte superior (4).
Estos tres soportes unidos con tornillos
constituyen conjuntamente una unidad que apoya sobre la unión
volante (30) y que se une además a ésta gracias al eje roscado (10)
que atraviesa el soporte superior (4), el soporte conexión volante
(16) y la unión volante (30) y sobre los que directa o
indirectamente descansan el resto de piezas de este dispositivo.
Las dos asideras (17) van fijadas al eje brazo
izquierda (6) y eje brazo derecha (7) respectivamente a través de
dos tuercas (33). El eje brazo izquierda (6) y eje brazo derecha (7)
están unidos entre sí por apriete. Todas estas piezas forman un
conjunto sólido que une con los dos soportes rodamientos izquierdo y
derecho (19) a través de 4 rodamientos (28), dos en cada uno de los
soportes rodamientos (19).
Los soportes rodamientos (19) van unidos al
soporte brazos (18) a través de cuatro tornillos (32).
El soporte brazos (18) va unido al eje
rodamientos externo inferior (15) por medio de dos rodamientos
(28).
El eje rodamientos externo inferior (15) va
unido al soporte inferior (5) por apriete y un tornillo.
Como se puede deducir de la explicación hasta el
momento, la barra rígida articulada se moverá alrededor de los ejes
X e Y gracias a la estructura de rodamientos que acabo de
explicar.
A la barra rígida articulada va unida por
apriete el piñón cónico recto (24), el cual será el encargado de
transmitir dos relaciones distintas de movimiento al eje (9) según
la barra rígida articulada gire en torno al eje X o Y.
El piñón cónico recto (24) engrana con la
corona cónica recta (21), la cual va unida por apriete con la corona
cilíndrica (22) formando ambas piezas (21) y (22) un conjunto sólido
que va unido al eje rodamientos externo superior (14) a través de
dos rodamientos (28).
El centro del eje rodamientos externo superior
(14) y el del eje rodamientos externo inferior (15) es coincidente y
ambos constituyen el eje Y del mecanismo.
La corona cilíndrica (22) engrana con el
piñón cilíndrico (23), el cual va unido por apriete al eje formado
por el eje rodamientos interno 12 (12) y por el eje rodamientos
interno 11 (11) los cuales están unidos entre sí también por
apriete.
Al eje formado por los componentes (11) y (12)
va unido también por apriete la corona cónica recta (20) y a su vez
éste eje conecta en sus dos extremos con dos rodamientos que
descansan sobre el soporte superior (4) y el soporte inferior (5)
respectivamente.
La corona cónica recta (20) engrana con
el piñón cónico recto (37) que va unido por apriete al rodamiento
(25) el cual a su vez va unido por apriete con el soporte conexión
volante (16).
El piñón cónico recto (37) va unido por apriete
al eje unión junta universal cónico (8) que en su otro extremo va
unido a la junta universal (36).
La junta universal (36) va unida en su otro
extremo con el eje unión junta universal dirección (9) el cual va
unido por apriete con el rodamiento (29) y a su vez va unido al nexo
volante (38).
El nexo volante (38) apoya sobre el rodamiento
(26).
Los rodamientos (29) y (26) apoyan sobre la
unión volante (30), la cual a su vez apoya sobre el soporte conexión
volante (16).
El eje roscado (10) une el soporte superior (4),
el soporte conexión volante (16) y la unión volante (30).
Al mover la barra rígida articulada en torno al
eje Y, se moverá el piñón cónico recto (24) solidariamente con ella
gracias a los rodamientos del eje rodamientos externo inferior
(15).
Los engranajes del piñón cónico recto moverán la
corona cónica recta (21) los mismos grados que gira la barra rígida
articulada alrededor del eje Y y esos mismos grados girará la corona
cilíndrica (22) que gira solidariamente con la corona cónica recta
(21).
La corona cilíndrica (22) moverá el piñón
cilíndrico (23) y por lo tanto moverá también la corona cónica recta
(20), la cual hará girar el piñón cónico recto (37) que hará girar
el eje unión junta universal dirección (9) gracias a los rodamientos
(25) y (29) y a la junta universal (36).
El eje unión junta universal dirección (9)
moverá el nexo volante (38).
Al girar la barra rígida articulada en torno al
eje X, girará el piñón cónico recto (24) en torno al eje X gracias a
los rodamientos (28) situados en los dos soportes rodamientos
(19).
Al girar los engranajes del piñón cónico recto
(24), girará la corona cónica recta (21), haciendo girar la corona
cilíndrica (22).
La corona cilíndrica (22) moverá el piñón
cilíndrico (23) y por lo tanto moverá también la corona cónica recta
(20), la cual hará girar el piñón cónico recto (37) que hará girar
el eje unión junta universal dirección (9) gracias a los rodamientos
(25) y (29) y a la junta universal (36).
El eje unión junta universal dirección (9)
moverá el nexo volante (38).
La diferencia fundamental entre el modo de
funcionamiento alrededor del eje X o Y radica en el giro del piñón
cónico recto (24) alrededor de los ejes X o Y, que finalmente
supondrá un giro distinto del eje unión junta universal dirección
(9).
Tomemos como ejemplo un automóvil que tiene un
radio de giro máximo de la rueda del lado del conductor de
5.3 m.
5.3 m.
Este automóvil, tiene el conductor que girar el
volante 2.65 vueltas de tope a tope de volante.
Nos apoyamos en el dato de la distancia entre
los ejes delantero y trasero de 2.54 m.
Así formamos un triángulo rectángulo en el que
conocemos el cateto opuesto (distancia entre los ejes delantero y
trasero) y la hipotenusa (radio giro rueda conductor), por lo que
podemos conocer con exactitud los grados que girará la rueda del
lado del conductor en todo momento.
Para el radio de giro máximo, los grados que
girará la rueda de este automóvil serán:
Arcsenx =
Arcsen (Distancia entre ejes/radio giro máx) = Arcsen (2.54/5.3) =
28.63º
Por lo tanto, 28,63 grados girará como máximo la
rueda del lado del conductor.
Dado que conocemos que el conductor girará 2.65
vueltas de tope a tope de volante, con la mitad de vueltas girará
28.63º, es decir, con 1.325 vueltas de volante.
Transformamos 1.325 vueltas de volante en
grados, 1.325x365 = 483.62º.
Así pues, cuando la rueda del lado del conductor
gire 28.63º, el eje unión junta universal dirección (9) girará
483.62º.
Como una de las condiciones de la invención es
que los mismos grados que se gire la barra rígida articulada
alrededor del eje (Y), gire el vehículo esos mismos grados hacia la
izquierda o la derecha, la relación de transmisión entre la
barra rígida articulada y el eje unión junta universal dirección
será:
483.62/28.63 =
16.89 \approx
16
Si la relación entre la corona cilíndrica (22) y
el piñón cilíndrico (23) es 1/4 y si por otra parte la relación
entre la corona cónica recta (20) y el piñón cónico recto (37) es
también ¼, tenemos que la relación entre los grados que giramos la
barra rígida articulada alrededor del eje Y y los grados que girará
el eje unión junta universal dirección serán 1/4x1/4 = 1/16.
\newpage
Dado que existe aproximadamente la misma
relación entre los grados que girará la barra rígida articulada
alrededor del eje Y con los grados que girará el eje (9) que los
grados que girará éste eje (9) en relación a los grados que girará
la rueda del lado del lado del conductor, cumplimos uno de los
requisitos básicos de este dispositivo que es que los mismos grados
que gire la palanca alrededor del eje Y, gire el vehículo.
Pretendemos que los grados que giremos la barra
rígida articulada alrededor del eje X, la rueda del lado del
conductor gire la cuarta parte, ya que pretendemos una regulación
más fina y precisa de la dirección.
Si el piñón cónico recto (24) tiene una relación
¼ al engranar con la corona cónica recta (21) y la corona cilíndrica
(22) tiene una relación ¼ con el piñón cilíndrico (23), y si la
corona cónica recta (20) tiene una relación ¼ con el piñón cónico
recto (37), tenemos la siguiente relación:
1/4 x 4/1 x 1/4
=
¼
Es decir que si giramos la barra rígida
articulada 16º alrededor del eje X accionando las asideras (17)
hacia fuera del conductor, el eje unión junta universal dirección
(9) girará hacia la derecha los siguientes grados:
16/4, pero como la relación entre el giro del
eje unión junta universal dirección (9) y los grados que girará la
rueda del conductor son aprox. 1/16, tenemos que la relación final
entre giro alrededor del eje X y giro rueda lado conductor de:
16/4 x 1/16 = ¼, es decir, que al girar la barra
rígida 16º alrededor del eje X las ruedas se moverán 4º en un
sentido u otro.
Claims (2)
1. Dispositivo de cambio de dirección de
vehículos de transporte (automóviles, barcos,..,) hacia izquierda o
derecha caracterizado por:
- a)
- Una barra rígida giratoria en su centro (eje Y).
- -
- Una barra rígida giratoria en su centro (eje Y) con dos asideras en los extremos que forman un conjunto sólido, en las que el conductor agarra cada asidera con cada mano. Las asideras serán perpendiculares a la barra rígida giratoria o con un pequeño grado de desviación respecto a este ángulo recto.
- -
- El eje de rotación (Y) de esta barra rígida debe de estar en un plano perpendicular a la línea formada por la unión de los dos hombros del conductor y paralelo a la columna vertebral del mismo o con ligeras variaciones.
- -
- Los mismos grados que gire la barra rígida giratoria alrededor de su eje (Y), serán los mismo grados que girará el vehículo hacia la derecha o izquierda (automóvil, barco,..)
- b)
- Un mecanismo lector de la posición de la barra rígida giratoria al girar en torno al eje (Y) que está compuesto y por un piñón cónico (24) unido físicamente a la barra rígida, el cual engranará con una corona cónica (21) cuyo eje de rotación coincidirá precisamente con el eje (Y), de tal forma que los mismos grados que gire la barra rígida giratoria alrededor del eje (Y) serán los mismos grados que gire el engranaje cónico 21.
- c)
- Un dispositivo que transforme la lectura de posición de la barra rígida giratoria (Y) en el giro de un eje final (38) que conectará con el resto de dispositivos del vehículo de transporte, los cuales harán finalmente variar la trayectoria del vehículo a izquierda o derecha los mismos grados que se gire la barra rígida giratoria alrededor del eje (Y) y que se compone de:
- -
- Un engranaje recto (22) unido físicamente al engranaje cónico (21) en el que giren ambos alrededor del eje (Y).
- -
- El engranaje recto engranará con un piñón recto (23) que estará unido a un eje al cual estará unido otro engranaje cónico (20).
- -
- Este engranaje cónico (20) engranará con un piñón cónico (37) el cual conectará por medio de una junta universal con la columna de dirección o resto de dispositivos de dirección del vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo de cambio de dirección de
vehículos de transporte (automóviles, barcos,..,) hacia izquierda o
derecha según reivindicación 1 caracterizado por:
- a)
- Que la barra rígida giratoria con sus mismas dos asideras que además de poder girar en tomo al eje (Y) puede girar en torno al eje (X) gracias a unos rodamientos (28).
- Al girar la barra rígida giratoria alrededor del eje (X), el eje de salida (38) girará unos grados determinados que finalmente supondrán el cambio de dirección del vehículo en menos grados que grados se ha girado la palanca alrededor del eje (X).
- b)
- Un mecanismo lector de la posición de la barra rígida al girar en torno al eje (X) compuesto por un pifión cónico (24) unido físicamente a la barra rígida, que al girarlo en torno al eje (X), hará girar el engranaje cónico (21) determinados grados en torno a su eje de rotación.
- c)
- Un mecanismo que transforme la lectura de posición proporcionada por el dispositivo anterior en el giro de un eje final (38) que será el mismo eje final al que se transmite el movimiento al girar la barra rígida articulada alrededor del eje (Y) y que se materializará a través de un sistema de engranajes rectos y cónicos. El engranaje cónico (24) lector de la posición de giro alrededor del eje (X) de la barra rígida giratoria con un número determinado de dientes, transmitirá un movimiento circular al engranaje que gira en torno al eje (Y).
- Un engranaje recto (22) unido físicamente al engranaje cónico (21) en el que giren ambos alrededor del eje (Y). E1 engranaje recto engranará con un piñón recto (23) que estará unido a un eje al cual estará unido otro engranaje cónico (20). Este engranaje cónico (20) engranará con un piñón cónico (37) el cual conectará por medio de una junta universal con la columna de dirección o resto de dispositivos de dirección del vehículo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800788A ES2351636B2 (es) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Dispositivo de cambio de dirección de vehículos de transporte hacia izquierda o derecha. |
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|---|---|
| ES2351636A1 ES2351636A1 (es) | 2011-02-09 |
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2009
- 2009-04-30 ES ES200800788A patent/ES2351636B2/es active Active
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2351636 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20110811 |