ES2197093T3 - Suspension de rueda para un eje delantero de un automovil. - Google Patents
Suspension de rueda para un eje delantero de un automovil.Info
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Abstract
Suspensión de rueda (1) para un eje delantero de un automóvil con un mecanismo de dirección (16), especialmente para un vehículo todo terreno, y con un soporte oscilante elevado (2) sobre el que están apoyados brazos transversales dobles (4, 5) pudiendo oscilar, en el que un eje transversal (4) está apoyado por encima y el otro eje transversal (5) con una barra estabilizadora (14) lo está por debajo de un eje de giro (3) de la rueda (R) y se forma un eje de oscilación geométrico (5) así como un eje de oscilación elástico-cinemático (ES), en donde un soporte (6) del lado del soporte oscilante del brazo transversal superior (4) así como un soporte (15) de la barra estabilizadora (14) en el soporte oscilante (2) está por detrás ¿respecto a la dirección de marcha (F)- de un plano X-X transversal perpendicular al centro de la rueda, y otro soporte (7) correspondiente del lado del soporte oscilante del brazo transversal inferior (5) está situado delante ¿referido a la dirección de marcha (F)- delplano (X-X) transversal vertical por el centro de la rueda, apoyándose un extremo superior de una pata de amortiguador (12) en un plato soporte (13) de manera oscilante, el cual está unido con la carrocería del automóvil y aloja a dos soportes (8, 9) para el brazo transversal superior (4) situados sobre un eje de oscilación (28), caracterizada porque un eje de oscilación (27) ¿visto sobre la rueda (R) en alzado lateral- del brazo transversal superior (4) está inclinado hacia atrás ¿referido a la dirección de marcha (F)- del plano de apoyo de la rueda (21) y otros ejes de oscilación (28) de soportes (10, 11) del lado de la carrocería del brazo transversal inferior (5) están construidos ascendiendo hacia atrás de tal manera que mediante radios (29, 30) que discurren paralelos a estos ejes (27, 28) a través de los soportes (6, 7) se crea un polo nick para antidive y antisquat por encima del eje de giro (3) de la rueda, y porque ambos soportes (8, 10) de los brazos transversales (4, 5) del lado de la carrocería situados por delante ¿respecto de la dirección de la marcha (F)- están situados más cerca del plano (X-X) transversal vertical por el centro de la rueda que ambos soportes (9, 11) de los brazos transversales (4, 5) del lado de la carrocería situados por detrás.
Description
Suspensión de rueda para un eje delantero de un
automóvil.
El invento se refiere a una suspensión de rueda
para un eje delantero de un automóvil según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Por el documento acorde con el género DE 40 12
418 A1 se conoce una suspensión de rueda en la forma constructiva de
doble brazo transversal, que por uno de los extremos de un soporte
oscilante alargado hacia arriba presenta un brazo transversal, el
cual se apoya mediante rótula en un soporte sujeto en la carrocería,
en el cual se apoya también el extremo superior de una pata de un
muelle/amortiguador. En la restante guía transversal inferior
articulada sobre el soporte giratorio se sujeta el otro extremo de
la pata del muelle/ amortiguador. Además de esto, por el libro de
Matchinsky,W., ``La dirección de ruedas en vehículos de
carretera'', Editorial TÜV Rheinland, 1987, Pág.246, fig.11.2, se
conoce una suspensión de rueda independiente para ruedas directrices
con dos guías transversales situadas una sobre la otra, que se
componen de brazos de dirección en triángulo, cada uno de las
cuales está sujeto mediante un soporte al soporte oscilante y los
soportes sujetos en el bastidor se apoyan sobre ejes situados
inclinados respecto al eje longitudinal central del automóvil.
Es misión del invento el crear una suspensión de
rueda para ruedas directrices de un eje delantero de un automóvil
que bajo la acción de esfuerzos sobre la rueda realice un
comportamiento de marcha fácil de controlar en curvas y en
rectas.
Esta misión será resuelta según el invento por
las características de la reivindicación 1. Otras características
ventajosas están contenidas en las reivindicaciones
subordinadas.
Las principales ventajas obtenidas con el invento
consisten en que el comportamiento de marcha del automóvil,
especialmente un automóvil todo terreno, cuando sobre la rueda
actúan esfuerzos como por ejemplo fuerzas de frenado, laterales y
de aceleración, se mantiene fácil de conducir y no se producen
cambios esenciales en la posición de las ruedas bajo estas fuerzas,
las cuales pueden influir desfavorablemente en el comportamiento
del automóvil marchando en curva o en recta y ocasionan un
comportamiento de marcha inestable.
Estas ventajas se obtienen en esencia porque
especialmente la posición elástico cinemática del eje de giro de la
suspensión de rueda viene determinada por el posicionado de las
guías transversales superior e inferior una sobre la otra respecto
al plano transversal vertical central de rueda y por las
características blandas y duras de los soportes directrices del
lado de la carrocería en direcciones de carga radial y axial.
En esencia los efectos ventajosos de la
suspensión delantera de rueda se obtienen porque un soporte del
brazo transversal superior por el lado del soporte oscilante así
como un soporte de la barra estabilizadora en el soporte oscilante
están situados - respecto a la dirección de marcha- por detrás de un
plano transversal vertical por el centro de la rueda. Por lo demás
otro soporte correspondiente del brazo transversal inferior por el
lado de la rótula está -respecto de la dirección de marcha- delante
de un plano transversal por el centro de la rueda de tal forma que
el eje de oscilación geométrico o el eje de inercia resultan con un
punto de penetración en el plano de apoyo de la rueda por fuera y
junto al ancho de rodadura o junto al plano de la rueda y delante
del plano perpendicular transversal por el centro de la rueda. A
través del soporte del lado del soporte de rótula del brazo
transversal inferior y a través del soporte del lado del soporte de
rótula de la barra estabilizadora discurren radios polares que en
el punto de corte forman un polo inferior para el eje de oscilación
elástico- cinemático, el cual presenta un punto de penetración en
el plano de apoyo de la rueda por detrás -respecto del sentido de la
marcha- del plano transversal vertical del centro de la rueda y
cerca del ancho de rodadura. El soporte del lado del soporte de
rótula del brazo transversal que está situado más alto forma un
polo superior para el eje de oscilación
elástico-cinemático y determina la posición del eje
de oscilación. Los radios polares discurren a lo largo de un brazo
delantero de guía de la rueda del brazo transversal inferior y a lo
largo de la barra estabilizadora, con lo que la dirección de los
radios polares está predefinida.
La pata del amortiguador está situada -mirando en
la vista lateral de la rueda (fig. 2)- en un plano transversal con
el eje de inercia, de manera que mirando sobre la rueda en una
vista delantera (fig. 3) el eje central de la pata del amortiguador
está colocado menos inclinado respecto del plano de apoyo de la
rueda que el eje de inercia o el eje de oscilación geométrico.
En el brazo transversal inferior se apoya una
pata de amortiguador con su extremo inferior, mientras que el
extremo superior se apoya mediante rótula en un plato de apoyo.
Este está unido con la carrocería del automóvil y acoge dos soportes
del brazo transversal superior situados en el eje de
oscilación.
Para conseguir un efecto antidive y antisquat el
eje de oscilación de ambos soportes del lado de la carrocería del
brazo transversal superior está situado -mirando sobre la rueda en
la vista lateral- inclinado hacia atrás con relación al plano de
apoyo de la rueda respecto a la dirección de marcha y el eje de
oscilación de ambos soportes del lado de la carrocería del brazo
transversal inferior está construido -respecto de la dirección de
marcha- ascendente hacia atrás de manera que mediante los soportes
del lado del apoyo de la rótula de ambos brazos transversales se
consigue un polo con ranura para un antidive y un antisquat por
encima del eje de giro de la rueda en paralelo a esos ejes.
Mediante una posición predeterminada del eje de
oscilación geométrico -alrededor del cual se ajustan las ruedas en
un movimiento de dirección- y del eje de oscilación
elástico-cinemático se hace posible una posición
respecto de la rueda y de la superficie de apoyo de la rueda que
hacen posibles los cambios de la posición de la rueda para un
comportamiento de marcha fácil de conducir. De esta forma, entre
otras, ambos soportes del lado de carrocería situados por delante
-respecto a la dirección de la marcha- de ambos brazos
transversales están situados más cerca del plano transversal
vertical por el centro de la rueda que los dos soportes del lado
carrocería de ambos brazos transversales situados por detrás y que
están provistos con una característica radial y axial
determinada.
El movimiento elástico-cinemático
de la rueda de la suspensión de la rueda bajo carga en condiciones
de marcha se produce de forma prevista en la dirección longitudinal
del automóvil, especialmente ante fuerzas de frenado y de
aceleración. Por ello los soportes del lado de la carrocería de los
brazos transversales superior e inferior presentan en la dirección
axial de carga una característica más blanda que en la dirección
radial de carga. Los soportes del lado de la carrocería del brazo
transversal inferior están provistos, respecto de los soportes del
lado de la carrocería del brazo transversal superior en la
dirección radial de carga, con una característica más dura. Los
soportes del brazo transversal superior presentan por el contrario
una característica axial más blanda que la de los otros soportes
del brazo transversal inferior. Especialmente el soporte del brazo
transversal superior situado por delante -visto en la dirección de
marcha- puede estar construido también rígido en dirección axial y
radial y formar un punto de giro, para lo que el soporte situado
por detrás en dirección radial presenta una característica
blanda.
Un ejemplo constructivo del invento está
representado en los dibujos y será descrito con más detalle a
continuación.
Se muestra
Fig. 1 una representación esquemática de una
suspensión de rueda para eje delantero en una vista en planta,
Fig. 2 una vista lateral de la suspensión de
rueda según la figura 1,
Fig. 3 una vista delantera o una vista posterior
de la suspensión de rueda según las figuras 1 y 2,
Fig. 4 una representación en perspectiva de la
suspensión de rueda para eje delantero,
Fig. 5 una representación de la suspensión de
rueda por delante y
Fig. 6 una representación en perspectiva de la
suspensión de rueda con un brazo transversal inferior y soportes
lado carrocería así como una pata de amortiguador articulada.
Una suspensión de rueda 1 para un eje delantero
de un automóvil o un vehículo todo terreno comprende un brazo
oscilante 2 alargado hacia arriba al que está articulado por encima
y por debajo de un eje de giro de rueda 3 un brazo transversal 4, 5
mediante soportes 6, 7. Para apoyarse de forma giratoria sobre la
carrocería del automóvil cada uno de los brazos transversales de
dirección 4, 5 presenta dos soportes giratorios 8, 9 y 10, 11. En
el brazo transversal inferior 5 y mediante un elemento horquilla 19
o similar se apoya una pata de amortiguador 12 o un muelle
neumático. El extremo orientado hacia arriba de la pata de
amortiguador 12 está sujeto en un plato de apoyo 13 que puede ser
unido con la carrocería del vehículo. Por detrás del brazo
transversal inferior 5, respecto a la dirección de marcha F, está
prevista una barra estabilizadora 14 que se une por un lado con el
soporte oscilante 2 mediante un soporte 15 y por otro lado con un
dispositivo de dirección 16. Además sobre el soporte oscilante 2
está articulado un brazo 17 para un estabilizador 18 por medio de
un soporte 17a. El estabilizador 18 está situado, visto en la
dirección de la marcha F, delante del brazo transversal inferior
5.
El brazo transversal superior 4 está construido
preferentemente como un brazo de dirección en triángulo en forma de
una sola pieza y para la formación de un eje de oscilación S
geométrico o un eje de inercia N presenta (visto en una vista
lateral sobre la rueda R) un soporte 6 del lado del soporte
oscilante. Este eje de oscilación geométrico es el eje de giro de
la rueda. En el brazo de dirección transversal 5 inferior está
previsto otro soporte 7 correspondiendo con este soporte 6. A través
de estos dos soportes 6 y 7 discurre el eje de oscilación S
geométrico de la rueda R. Este eje S presenta un punto de
penetración 20 en el plano de apoyo 21 de la rueda. Este está junto
al ancho de rodadura SP y -respecto a la dirección de marcha F-
delante del plano transversal vertical X-X por el
centro de la rueda. El ancho de rodadura depende de los
neumáticos/llantas/profundidad de calado, es decir, con algunas
ruedas el ancho de rodadura es menor y con otras ruedas es mayor,
de manera que el punto de penetración se sitúa de acuerdo con
él.
Un eje de oscilación
elástico-cinemático ES discurre a través del soporte
6 del brazo transversal superior 4 por el lado del soporte oscilante
y a través de un polo 24 formado por los radios polares 22, 23
(figura 1). El radio polar 22 discurre por el soporte 7 del lado
del soporte oscilante y el otro radio polar 23 discurre a través del
soporte 15 del lado del soporte oscilante de la barra
estabilizadora 14. El radio polar 22 se extiende desde el soporte 7
hasta el soporte 10 y el otro radio polar 23 desde el soporte 15 a
lo largo de la barra estabilizadora 14. El eje de oscilación ES
elástico-cinemático discurre a través del polo 24 y
el soporte 6 presenta un punto de penetración que está por fuera
del ancho de rodadura SP y -respecto a la dirección de marcha F- por
detrás del plano transversal vertical X-X por el
centro de la rueda.
La pata de amortiguador 12 o un muelle neumático
está sujeto con su extremo inferior mediante articulación de un
soporte 26 al brazo de dirección transversal 5 por medio de una
horquilla 19, la cual rodea a una parte del brazo y se solapa con
un eje articulado.
El extremo superior de la pata de amortiguador 12
está apoyado en un plato de soporte 13 en el que también están
situados los soportes oscilantes 8,9 del brazo transversal superior
4. El plato de apoyo 19 se une al bastidor del automóvil.
Ambos soportes de goma 8,9 del brazo transversal
4 están sujetos de forma oscilante a un eje 27 el cual es ascendente
en la dirección F de la marcha y visto en planta desde arriba
discurre en paralelo al plano longitudinal vertical
Y-Y por el centro de la rueda Y-Y.
El plano central M de la pata de amortiguador 12 está colocado en
un ángulo casi recto respecto del eje 27, lo que está representado
con más detalle en la figura 2.
Para obtener una acción antidive y antisquat,
como el eje de oscilación 27 inclinado hacia atrás en contra de la
dirección de marcha F, el eje de oscilación 28 de los apoyos 10,11
del brazo transversal inferior 5 está construido ascendente en
contra del sentido de marcha F. Los radios polares 29,30 previstos
para la formación de un polo nick discurren cada uno de ellos a
través de los soportes 6,7 del lado del soporte oscilante y en
paralelo a los ejes oscilantes 27,28. El polo nick N está por encima
del eje 3 de giro de la rueda y relativamente alejado detrás de la
rueda R.
Como se puede apreciar con más detalle
especialmente en la figura 1, para la obtención de la posición del
eje de oscilación geométrico S así como del eje de oscilación
elástico-cinemático ES, los dos apoyos oscilantes
8,10 del brazo transversal 4,5 situados por delante -respecto del
sentido de marcha F- están colocados más cerca del plano
perpendicular transversal X-X por el centro de la
rueda que los dos apoyos oscilantes 9,11 situados por detrás. Los
ejes oscilantes 27,28 de los soportes 8,9 y 10,11 del lado de la
carrocería presentan en la vista en planta superior un trazado tal
que discurren unos hacia otros en la dirección de marcha.
Para un movimiento elástico cinemático de la
rueda fácil de dirigir cuando sobre la rueda actúan fuerzas, como
las fuerzas de frenado, fuerzas laterales y fuerzas de las
irregularidades de la calzada, los apoyos 8,9 y 10,11 del brazo
transversal 4,5 por el lado de la carrocería presentan las
correspondientes características en dirección axial y radial. Así,
los soportes oscilantes 8,9 del brazo transversal 4 por el lado de
la carrocería están construidos con una característica más blanda
en la dirección de carga axial C que en la dirección de carga C1
radial, presentando entonces los soportes oscilantes 8,9 una
característica axial más blanda que los soportes oscilantes 10 y 11.
Los soportes oscilantes 10, 11 del brazo transversal inferior 5 por
el lado de la carrocería están construidos respecto de los soportes
oscilantes 8,9 del brazo transversal superior 4 por el lado de la
carrocería con una característica más dura en el sentido radial de
carga 2. En especial, el soporte 10 puede estar construido rígido en
dirección axial y radial y el soporte 11 estar provisto en
dirección radial con una característica más blanda con lo que
alrededor del soporte 10 se regula un movimiento del miembro 5 de la
dirección de la rueda.
La pata de amortiguador 12 o un muelle neumático
(no mostrado) se extiende con su extremo superior entre dos brazos
directrices del brazo transversal 4 y aloja entre la horquilla
inferior 25 un eje de accionamiento. Como está representado con más
detalle en la figura 6, el brazo transversal inferior 5 está
provisto con un ojo de soporte 30 sobrepuesto para el soporte 11 y
otro ojo de soporte 32 previsto en el plano del brazo transversal 5
para alojar un soporte.
Claims (4)
1. Suspensión de rueda (1) para un eje delantero
de un automóvil con un mecanismo de dirección (16), especialmente
para un vehículo todo terreno, y con un soporte oscilante elevado
(2) sobre el que están apoyados brazos transversales dobles (4,5)
pudiendo oscilar, en el que un eje transversal (4) está apoyado por
encima y el otro eje transversal (5) con una barra estabilizadora
(14) lo está por debajo de un eje de giro (3) de la rueda (R) y se
forma un eje de oscilación geométrico (5) así como un eje de
oscilación elástico-cinemático (ES), en donde un
soporte (6) del lado del soporte oscilante del brazo transversal
superior (4) así como un soporte (15) de la barra estabilizadora
(14) en el soporte oscilante (2) está por detrás -respecto a la
dirección de marcha (F)- de un plano X-X transversal
perpendicular al centro de la rueda, y otro soporte (7)
correspondiente del lado del soporte oscilante del brazo transversal
inferior (5) está situado delante -referido a la dirección de
marcha (F)- del plano (X-X) transversal vertical por
el centro de la rueda, apoyándose un extremo superior de una pata
de amortiguador (12) en un plato soporte (13) de manera oscilante,
el cual está unido con la carrocería del automóvil y aloja a dos
soportes (8,9) para el brazo transversal superior (4) situados
sobre un eje de oscilación (28), caracterizada porque un eje
de oscilación (27) -visto sobre la rueda (R) en alzado lateral- del
brazo transversal superior (4) está inclinado hacia atrás -referido
a la dirección de marcha (F)- del plano de apoyo de la rueda (21) y
otros ejes de oscilación (28) de soportes (10,11) del lado de la
carrocería del brazo transversal inferior (5) están construidos
ascendiendo hacia atrás de tal manera que mediante radios (29,30)
que discurren paralelos a estos ejes (27,28) a través de los
soportes (6,7) se crea un polo nick para antidive y antisquat por
encima del eje de giro (3) de la rueda, y porque ambos soportes
(8,10) de los brazos transversales (4,5) del lado de la carrocería
situados por delante -respecto de la dirección de la marcha (F)-
están situados más cerca del plano (X-X) transversal
vertical por el centro de la rueda que ambos soportes (9,11) de los
brazos transversales (4,5) del lado de la carrocería situados por
detrás.
2. Suspensión de rueda según la reivindicación 1,
caracterizada porque los ejes de oscilación (27,28) de los
soportes (8,9 y 10,11) de los brazos transversales (4,5) están
situados en paralelo uno con otro -visto en la dirección (F) de la
marcha y en vista en planta superior-, discurriendo el eje de
oscilación (27) del brazo superior (4) aproximadamente paralelo al
plano (Y-Y) longitudinal vertical por el centro de
la rueda, y -visto en alzado lateral- aproximadamente en un ángulo
recto respecto a este eje de oscilación (27) el eje (M) de la pata
de amortiguador está situado bajo un ángulo (a) de aproximadamente
90º.
3. Suspensión de rueda según las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los soportes
(8,9 y 10,11) del lado de la carrocería de los brazos transversales
superior e inferior (4,5) presentan en las direcciones de carga (C)
axiales una característica alrededor del eje central más blanda que
en las direcciones de carga (C1) radiales, y los soportes
oscilantes (8,9) presentan una característica axial más blanda que
los otros soportes oscilantes (10,11) del brazo transversal inferior
(5) y porque los soportes inferiores (10,11) del lado de la
carrocería del brazo transversal (5) presentan una característica
más dura respecto de los soportes superiores (8,9) del lado de la
carrocería del brazo transversal (4) en la dirección de carga (C2)
radial.
4. Suspensión de rueda según las
reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque el soporte (10)
está construido rígido en la dirección axial y radial y forma un
punto de giro, y porque el otro soporte (11) está provisto con una
característica flexible en dirección radial.
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