MX2012005008A - Suspension con vigas de torsion que tienen brazos de control con vigas en forma de y. - Google Patents

Abstract

Una disposición de suspensión para interconectar un chasis y un árbol en un vehículo incluye un brazo de control que tiene una primera viga y una segunda viga en relación espaciada paralela, cada viga teniendo un primer extremo con un solo brazo y un segundo extremo con un brazo superior y un brazo inferior que definen una forma en Y, el primer extremo siendo pivotalmente conectable a un chasis de vehículo, y el segundo extremo siendo conectable a un árbol de vehículo dispuesto entre los brazos superiores e inferiores, y una disposición de buje montable al árbol de vehículo, la disposición de buje teniendo una porción superior que se conecta entre los brazos superiores de la primera viga y la segunda viga y una porción inferior que se conecta entre los brazos inferiores de la primera viga y la segunda viga.

Description

SUSPENSIÓN CON VIGAS DE TORSIÓN QUE TIENE BRAZOS DE CONTROL CON VIGAS EN FORMA DE Y CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención está dirigida a suspensiones para vehículos, en particular a suspensiones para vehículos pesados. Más particularmente, la invención está dirigida a una disposición de suspensión de la parte trasera para interconectar el chasis y el árbol de un vehículo.

ANTECEDENTES Y BREVE DESCRIPCIÓN Muchas suspensiones neumáticas traseras permiten la torsión en el árbol durante casos de balanceo (desplazamiento opuesto de la rueda en la dirección vertical) para proveer rigidez de balanceo. Sin embargo, por la manera en que está unido el árbol a tales suspensiones, se transfieren fuerzas no deseadas al árbol.

Se muestra un enfoque a una solución en la patente de E.U.A No. 4,310,171 de Merkle. Merkle muestra una unión del árbol de un vehículo que tiene un brazo de control que tiene dos placas paralelas conformadas para formar orejas horizontalmente espaciadas en un extremo para unirse al soporte colgante del vehículo y orejas verticalmente espaciadas en el extremo opuesto para unirse al árbol. Las orejas verticalmente espaciadas quedan unidas rígidamente al árbol a manera de brida. Con una unión rígida, la rapidez de balanceo de esta disposición es fija.

Una disposición de suspensión de acuerdo con la invención incluye un brazo de control provisto como una viga que tiene un primer extremo con un solo brazo y un segundo extremo con un brazo superior y un brazo inferior que divergen para definir una forma en Y, el primer extremo siendo conectable al chasis de un vehículo, y el segundo extremo siendo conectable al árbol de un vehículo dispuesto entre los brazos superiores e inferiores. Una disposición de buje monta los brazos al árbol del vehículo, la disposición de buje teniendo una porción superior que se conecta al brazo superior y una porción inferior que se conecta al brazo inferior, el buje teniendo una rapidez seleccionada.

La suspensión de acuerdo con la invención mejora la transferencia de las fuerzas de torsión al árbol al restringir el árbol entre dos brazos del brazo de control. El árbol es torcido alrededor del centro de torsión, permitiéndole una torsión incrementada al árbol sin la introducción de un momento de flexión adicional en el árbol. La invención añade ventajosamente ajuste de la respuesta de la suspensión por medio de los bujes de árbol.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el brazo de control está formado de una primera viga y una segunda viga en relación espaciada paralela, la primera viga y la segunda viga estando ¡nterconectadas al árbol mediante la disposición de buje. Se puede variar el espaciamiento, de acuerdo con la invención, para proveer la ventaja mecánica deseada para torcer el árbol. La primera viga y la segunda viga son miembros de placa relativamente delgados que proveen una ventaja de peso en el ensamble, a la vez que provee solidez y rigidez suficientes en la dirección vertical. Además, el hecho de formar la primera viga y la segunda viga como placas finas provee cierta flexibilidad lateral al ensamble de suspensión para responder a casos de suspensión laterales.

La invención provee así una mejora de la rapidez de balanceo mediante un brazo de control que es mucho más rígido en la dirección vertical que en la dirección lateral, De acuerdo con la invención, la primera viga y la segunda viga están ¡nterconectadas sólo por la disposición de buje del árbol y una segunda disposición de buje que monta las vigas al chasis del vehículo.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la primera viga y la segunda viga están conectadas de manera que forman el brazo de control con la disposición de buje del extremo del árbol, dispuesto entre los respectivos brazos superiores y brazos inferiores.

Preferiblemente, la disposición de buje incluye dos bujes superiores y dos bujes inferiores.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la rapidez de los bujes que unen la viga al árbol puede ser variada para que influya en ciertas características de la suspensión. Por ejemplo, el hecho de hacer más rígidos los dos bujes superiores en la dirección de adelante hacia atrás y relativamente más blandos en la dirección vertical y de hacer más blandos los bujes inferiores en la dirección de adelante hacia atrás y relativamente más rígidos en la dirección vertical puede mejorar el viraje de balanceo, la rigidez lateral, la rapidez de balanceo, la rigidez de convergencia y rigidez de inclinación.

De acuerdo todavía con otro aspecto de la invención, la primera viga y la segunda viga incluyen en cada caso una sección de placa y bridas que se extienden perpendicularmente desde los bordes de la sección de placa, en donde la primera viga y la segunda viga están dispuestas mutuamente con las respectivas bridas que se extienden en direcciones opuestas.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la disposición de suspensión incluye además un soporte colgante montable al chasis, el primer extremo del brazo de control estando montado pivotalmente al soporte colgante.

De acuerdo todavía con otro aspecto de la invención, la disposición de suspensión incluye además un resorte montable entre el árbol y el chasis. La resorte puede estar dispuesto entre un asiento sobre un brazo montable a y que se extiende desde el árbol y un soporte colgante montable al chasis.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se entenderá mejor con referencia a la siguiente descripción detallada, leída en conjunto con los dibujos adjuntos, en los cuales: la figura 1 es una vista lateral de una disposición de suspensión de acuerdo con la invención; la figura 2 es una vista en perspectiva de la disposición de suspensión de la figura 1 ; la figura 3 es una vista en perspectiva de una modalidad de un dispositivo de buje superior para conectar los brazos de control a un árbol; la figura 4 es una vista en perspectiva de una modalidad de un dispositivo de buje inferior y un brazo de resorte para conectar un brazo de control al árbol y soportar un resorte; la figura 5 es un ejemplo de un buje ajustado que se puede utilizar en la disposición de suspensión de la invención; y la figura 6 es otro ejemplo de un buje ajustado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 es una vista lateral de una disposición de suspensión de acuerdo con la invención. La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la disposición de suspensión de la figura 1. La disposición de suspensión conecta un riel de chasis de vehículo 10 y un árbol de vehículo 12. En la figura 2, se muestra un riel de chasis de vehículo 11 del lado opuesto del chasis, mientras que se ha omitido el riel de chasis en el primer plano del dibujo por claridad. Se montaría un ensamble de la disposición de suspensión de la invención en cada extremo del árbol para conectar cada extremo del árbol al respectivo riel del chasis. La figura 2 ¡lustra con detalle en un ensamble semejante; se muestran sólo partes del lado opuesto para evitar complicar demasiado la figura.

La suspensión ¡nterconecta un árbol de vehículo 12 al chasis de vehículo 10. El árbol 12 en la ilustración es un árbol impulsado e incluye una caja de velocidades 14 que conecta a un vástago de salida de una transmisión (no ilustrada). El árbol 12 incluye también una mangueta 16 para montar una o varias ruedas al árbol. La disposición del engranaje en la caja de velocidades 14 transmite fuerza motriz al árbol para girar las ruedas.

La suspensión incluye un brazo de control 20 que se extiende entre el chasis de vehículo 10 y el árbol 12. En las figuras, el brazo de control 20 está formado por dos vigas paralelas 22, 24. Se prefiere la modalidad de dos vigas paralelas 22, 24 porque provee un brazo de control con peso relativamente ligero y con solidez y rigidez vertical suficientes y provee una redundancia en caso de que se inhabilite una viga. La invención contempla sin embargo una sola viga que forma el brazo de control 20, y se debe comprender la descripción siguiente en ese contexto. Las vigas 22, 24 están conformadas en cada caso con una configuración en Y, teniendo un primer extremo 30 con un solo brazo y un segundo extremo con dos brazos que divergen, un brazo superior 32 y un brazo inferior 34. Los términos "superior" e "inferior" se refieren a la orientación de las vigas 22, 24 cuando están montadas en un chasis de vehículo, como se representa en las figuras. Cada viga 22, 24 es un miembro de hoja o placa substancialmente plano y los bordes exteriores 28 están flexionados o formados perpendicularmente para formar bridas para hacer rígida la viga. Si el peso no es una consideración importante, la viga puede estar formada como un miembro de placa de grosor suficiente para proveer la rigidez necesitada. Alternativamente, la viga puede estar formada como un miembro de caja que tenga paredes laterales y una pared perimétrica que circunden un espacio.

El espaciamiento entre la viga 22 y la viga 24 que forma el brazo de control 20 se puede seleccionar de manera que provea una ventaja mecánica deseada en la transferencia de fuerza al árbol 12. Además, la profundidad de los bordes exteriores 28 de las vigas 22, 24 se puede seleccionar de manera que provea una cantidad deseada de rigidez lateral en las vigas.

El primer extremo 30 del brazo del control 20 está montado para el movimiento pivotante vertical a un soporte colgante 40 que está unido al chasis de vehículo. Se puede utilizar una disposición de buje de soporte colgante 42.

De acuerdo con la invención, el árbol 12 está montado al brazo del control 20 entre el brazo superior divergente 32 y brazo inferior 34. Un ensamble de buje superior 50, mostrado en la vista en perspectiva en la figura 3, conecta los brazos superiores 32 del brazo de control 20 al árbol 12. Un ensamble de buje inferior 60, mostrado en la vista en perspectiva en la figura 4, conecta los brazos inferiores 34 del brazo de control 20 al árbol 12. El ensamble de buje superior 50 y el ensamble de buje inferior 60 están conectados al árbol y sujetan el árbol entre los mismos con pernos en U 44 (sólo uno es visible en la figura 2).

El ensamble de buje superior 50, haciendo referencia a la figura 3, incluye un placa 52 que se empalma al árbol 12 y tiene dos formaciones de resalto y depresión 54 formado en la placa para empalmarse al perno en U y para asegurar el buje superior al árbol. Dos monturas de buje 56 están formadas en paralelo y verticalmente sobre la placa 52. Las monturas de buje 56 tienen unos agujeros 58 que están substancialmente en paralelo al árbol. Las monturas de buje 56 llevan un buje seleccionado (no ilustrado) en los respectivos agujeros 58. Los brazos superiores 32 del brazo de control 20 están montados al ensamble de buje superior 50 por medio de sujetadores insertados a través de los bujes en las monturas de buje 56.

En la modalidad ilustrada, las vigas 22, 24 están interconectadas en el primer extremo 30 del brazo de control 20 y en el brazo superior 32 y el brazo inferior 34 divergentes, pero no entre los mismos. Esto provee un grado de la flexibilidad lateral, como se discute abajo.

Volviendo a la figura 4, el ensamble de buje inferior 60 incluyen un asiento 62 para que se empalme a la parte inferior del árbol 12. El asiento 62 está entre las barras 64 que tienen agujeros de montaje que reciben el perno en U 44 para asegurar el ensamble de buje inferior 60 al árbol 12 como se describe anteriormente. El ensamble de buje inferior 60 incluye también dos monturas de buje 66 dispuestas debajo del asiento 62. Las monturas de buje 66 están formadas con agujeros paralelos al árbol, como en el ensamble de buje superior 50, y llevan un buje seleccionado (no mostrado). Los brazos inferiores 34 del brazo de control 20 están montados al ensamble de buje inferior 60 por medio de sujetadores insertados a través de los bujes en las monturas de buje 66.

De acuerdo con la invención, los bujes están formados preferiblemente como miembros cilindricos de material elástico dimensionado y conformado para que hagan juego con las monturas de buje 56, 66 y se puede seleccionar el material para en cuanto a rapidez o rigidez. Así, el brazo de control 20 está unido al árbol con una cantidad seleccionada de elasticidad. De acuerdo con otro aspecto de la invención, los bujes en cada una de las monturas de buje 56, 66, se pueden seleccionar individualmente, permitiendo, por ejemplo, que el ensamble de buje superior 50 tenga igual o diferente rapidez de buje que el ensamble de buje inferior 60, o permitiendo que los dos bujes en cada ensamble de buje 50, 60 tengan iguales o diferentes rapideces. Además, cada buje puede tener una rapidez variable para realizar cambios en las características de suspensión, es decir que un buje puede estar hecho de manera que tenga una rapidez diferente en una dirección que en otra. Como se muestra en la figura 5, un conocido buje 80 de rapidez variable emplea vacíos 82 colocados en el buje en una o varias porciones seleccionadas para ablandar esa porción con respeto al resto del buje. Los vacíos 82 tienen como resultado que el buje 80 sea más blando en una dirección de los vacíos, en la figura a lo largo del eje A. Alternativamente, la figura 6 muestra una sección transversal de un buje 90 formado de materiales diferentes, un material relativamente más rígido 92 y un material relativamente más blando 94. El buje 90 son relativamente más rígido a lo largo del eje marcado con la A que a lo largo del eje marcado con la B. Orientando selectivamente un buje 80, 90 de rapidez variable, en la montura de buje 56, 66, se puede ajusfar la rapidez direccional del ensamble de buje. Son posibles otras disposiciones, se puede hacer por ejemplo un buje con un material más rígido en una mitad y un material más blando en la otra mitad para proveer diferentes rapideces en direcciones opuestas a lo largo del mismo eje.

El ajuste de la rapidez del ensamble de buje puede afectar las características de suspensión. Por ejemplo, el hecho de hacer relativamente más rígidos los dos bujes superiores en la dirección de adelante hacia atrás y relativamente más blandos en la dirección vertical y relativamente más blandos los bujes inferiores sólo en la dirección de adelante hacia atrás y relativamente más rígidos en la dirección vertical, lo cual se puede hacer con los bujes variables 80, 90, puede mejorar el viraje de balanceo, la rigidez lateral, la rapidez de balanceo, la rigidez de convergencia y rigidez de inclinación.

El espaciamiento y la ubicación de las monturas bujes superiores 56 y las monturas de bujes inferiores 66 en el respectivo ensamble de buje pueden seleccionarse de manera que oriente el árbol en un ángulo particular para ajustar el ángulo de piñón.

Volviendo otra vez a la figura 4, el ensamble de buje inferior 60 incluye una viga 70 que se extiende del asiento 62 en una dirección que, cuando está montada, está frente al brazo de control 20. La viga 70 incluye bridas de montaje 72 para un amortiguador 74 (mostrado en las figuras 1 y 2), que se conecta entre la viga y el chasis de vehículo. En el extremo de la viga 70 está un asiento de resorte 76 para soportar un miembro de resorte, ilustrado en las figuras 1 y 2 como un resorte neumático 78. Como se puede ver en la figura 1 , el resorte neumático 78 está montado entre la viga 70 y el chasis de vehículo.

Restringiendo el árbol entre el brazo superior 32 y el brazo inferior 34 del brazo de control 20, cualquier torsión aplicada al árbol es aplicada alrededor de su centro axial y no se introduce un momento de flexión adicional durante un caso de balanceo. En contraste, en suspensiones convencionales con brazo de control, que se conectan al árbol en un lado solamente (por ejemplo, típicamente la parte superior o la inferior), hay una flexión introducida cuando el árbol es torcido durante un caso de balanceo.

El perfil del brazo de control 20 con su dimensión vertical relativamente profunda (perpendicular al eje del árbol) y su dimensión lateral relativamente estrecha (paralela al eje del árbol) lo hace más rígido en la dirección vertical que en la dirección lateral. La rigidez vertical hace eficaz el brazo de control 20 para transferir carga al chasis durante un caso de balanceo. Siendo menos rígido en la dirección lateral, el brazo de control disminuye la cantidad de carga previa que entra a la vanlla lateral de momento de torsión. La varilla lateral de momento de torsión 80 puede estar unida entre el soporte de varilla de momento de torsión 18 visto en la figura 1 y el riel de chasis 11.

Se ha descrito la invención en términos de principios , modalidades y componentes preferidos, pero los expertos en la técnica comprenderán que se pueden hacer sustituciones de equivalentes sin apartarse del alcance de la invención, tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (18)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una disposición de suspensión para interconectar un chasis y árbol de vehículo, que comprende: un brazo de control que comprende una viga que tiene un primer extremo con un solo brazo y un segundo extremo con un brazo superior y un brazo inferior que divergen para definir una forma en Y, el primer extremo siendo conectable a un chasis de vehículo, y el segundo extremo siendo conectable a un árbol de vehículo dispuesto entre los brazos superiores e inferiores; una disposición de buje montable al árbol de vehículo, la disposición de buje teniendo un buje superior que se conecta al brazo superior y un buje inferior que se conecta al brazo inferior, el buje superior y el buje inferior estando ¡nterconectados y proveyendo un espacio entre los mismos para el árbol de vehículo, el buje superior y el buje inferior teniendo en cada caso una relación seleccionada.

2. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el brazo de control comprende una primera viga y una segunda viga en relación espaciada paralela.

3. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la primera viga y la segunda viga incluyen en cada caso un placa y bridas que se extienden perpendicularmente desde los bordes de la placa, en donde la primera viga y la segunda viga están dispuestas mutuamente con las respectivas bridas que se extienden en direcciones opuestas.

4.- La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la primera viga y la segunda viga están conectadas con la disposición de buje entre los respectivos brazos superiores y brazos inferiores.

5. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la disposición de buje incluye dos bujes superiores y dos bujes inferiores.

6. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque cada uno de los dos bujes superiores y cada uno de los dos bujes inferiores tiene una relación seleccionada.

7. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la disposición de buje comprende una pluralidad de bujes, cada buje teniendo una relación variable.

8.- La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende adicionalmente un soporte colgante montable al chasis, el primer extremo estando montado pivotalmente al soporte colgante.

9.- La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende adicionalmente un resorte montable entre un asiento en un miembro montable a y que se extiende desde el árbol y el chasis.

10.- La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el solo brazo, el brazo superior y brazo inferior de la viga definen un plano, y en donde la viga es más rígida cuando está paralela al plano que cuando está perpendicular al plano.

11.- Una disposición de suspensión para interconectar un chasis y un árbol en un vehículo, que comprende: un brazo de control que comprende una primera viga y una segunda viga en relación espaciada paralela, cada viga teniendo un primer extremo con un solo brazo y un segundo extremo con un brazo superior y un brazo inferior que definen una forma en Y, el primer extremo siendo pivotalmente conectable a un chasis de vehículo, y el segundo extremo siendo conectable a un árbol de vehículo dispuesto entre los brazos superiores e inferiores; y una disposición de buje montable al árbol de vehículo, la disposición de buje teniendo una porción superior que se conecta entre los brazos superiores de la primera viga y la segunda viga y una porción inferior que se conecta entre los brazos inferiores de la primera viga y la segunda viga, el buje superior y el buje inferior estando interconectados y proveyendo un espacio entre los mismos para el árbol del vehículo, la porción superior y la porción inferior de la disposición teniendo en cada caso una relación seleccionada.

12. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque la primera viga y la segunda viga incluyen en cada caso una sección de placa y bridas que se extienden desde los bordes de la sección de placa, en donde la primera viga y la segunda viga están dispuestas mutuamente con las respectivas bridas que se extienden en direcciones opuestas.

13. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque la disposición de buje una pluralidad de bujes, cada buje teniendo una relación variable.

14. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque la disposición de buje incluye dos bujes superiores y dos bujes inferiores.

15. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque cada uno de los dos bujes superiores y los dos bujes inferiores tiene una relación seleccionada.

16. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque comprende adicionalmente un soporte colgante montable al chasis, los primeros extremos de la primera viga y la segunda viga estando montados pivotalmente al soporte colgante.

17. - La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque comprende adicionalmente un resorte montable entre el árbol y el chasis.

18.- La disposición de suspensión de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque la resorte está dispuesto entre un asiento sobre un brazo montable a y que se extiende desde el árbol y un soporte colgante montable al chasis.