ES2213522T3 - Dispositivo de soporte para vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de soporte (1) que comprende una primera pieza de soporte (2) para la conexión con un tubo telescópico de resorte y con un dispositivo de dirección de un automóvil y una segunda pieza de soporte (3) para la recepción de un alojamiento de retención de rueda, donde la primera pieza de soporte (2) y la segunda pieza de soporte (3) presentan regiones de pared configuradas en un procedimiento de fundición de metal, donde la primera pieza de soporte (2) y la segunda pieza de soporte (3) están unidas entre sí por medio de tornillos (5) y donde en la segunda pieza de soporte (3) están configurados dos brazos de soporte de freno (14, 15) para la fijación del dispositivo de freno, caracterizado porque uno de los brazos de soporte de freno (14) presenta regiones de pared (18), que están configuradas esencialmente más finas que las regiones de pared (19) correspondientes del otro brazo de soporte de freno (15) y porque en la primera pieza de soporte (2) están configuradas otras regiones depared (20), que están configuradas por regiones esencialmente más finas que las regiones de pared (21) vecinas de la segunda pieza de soporte (3), donde las regiones de pared (20) de la primera pieza de soporte (2) forman un ángulo < 180º con las regiones de pared (21) de la segunda pieza de soporte (3).

Description

Dispositivo de soporte para vehículos automóviles.

La invención se refiere a un dispositivo de soporte que comprende una primera pieza de soporte para la conexión con un tubo telescópico de resorte y con un dispositivo de dirección de un automóvil y una segunda pieza de soporte para la recepción de un alojamiento de retención de rueda, donde la primera pieza de soporte y la segunda pieza de soporte presentan regiones de pared configuradas en un procedimiento de fundición de metal, donde la primera pieza de soporte y la segunda pieza de soporte están unidas entre sí por medio de tornillos y donde en la segunda pieza de soporte están configurados dos brazos de soporte de freno para la fijación del dispositivo de freno.

En la fabricación de vehículos se montan muchas piezas individuales, que son diseñadas para diferentes funciones y que deben cumplir especificaciones de seguridad correspondientemente diferentes. Cada ahorro de peso en el diseño es bienvenido, puesto que de esta manera se puede ahorrar una cantidad de carburante durante el funcionamiento del automóvil, que en determinadas circunstancias, excede con mucho la cantidad de energía primaria, que debe emplearse para la fabricación del automóvil. También con respecto a la protección del medio ambiente son deseables un ahorro de peso y un ahorro de carburante. Cuanto menor es el peso del vehículo, tanto menor es el desgaste del vehículo y de la carretera y tanto más fácil es la eliminación al final de la duración de vida útil del vehículo. Sin embargo, con el ahorro de peso no deben pasarse por alto los aspectos de seguridad. Las piezas individuales del automóvil deben garantizar una seguridad lo más alta posible con un peso lo más reducido posible.

Se conoce por el documento DE 197 42 027 A1 un dispositivo de soporte del tipo indicado al principio. El dispositivo de soporte está constituido esencialmente por una primera pieza moldeada fundida, que lleva el cojinete giratorio y por una segunda pieza moldeada fundida, que recibe el soporte de alojamiento de la rueda para el eje de la rueda y la pestaña de la rueda unida con el mismo, y que presenta brazos para la fijación de las zapatas de freno. Las dos piezas moldeadas fundidas están unidas entre sí por medio de tornillos. Durante el montaje de las dos piezas moldeadas fundidas, un apéndice saliente, que se puede deformar plásticamente, ejerce presión sobre el lado delantero del cojinete de la rueda. Sobre todo la primera pieza moldeada fundida está realizada, al menos en la región entre la unión con tornillo y el cojinete giratorio, con una cantidad de material relativamente grande y con espesores de pared relativamente grandes.

Se conoce por el documento DE 195 38 212 un módulo axial. El módulo axial están constituido por un brazo axial, que está fabricado a partir de una aleación de metal ligero y por un componente combinado, que está fabricado de acero. Para ahorrar peso, el primer brazo de soporte de freno, que absorbe las fuerzas durante el proceso de frenado de una marcha hacia delante, está configurado en el componente combinado más pesado y el segundo brazo de soporte de freno, que absorbe las fuerzas durante el proceso de frenado de una marcha atrás, está configurado en el brazo axial más ligero.

Se conoce por el documento US 4 722 540 otro dispositivo de brazo axial. El dispositivo está constituido por una primera pieza, que lleva el soporte de alojamiento y por una segunda pieza, que está unida con la dirección. Para ahorrar peso no se funde la segunda pieza, la carcasa del brazo axial, sino que se prensa a partir de chapa de acero.

Partiendo de este estado de la técnica, el cometido de la invención es indicar un dispositivo de soporte para automóviles, que presenta una resistencia lo más alta posible con un peso total lo más reducido posible, se puede fabricar a bajo coste y permite la utilización de cojinetes de ruedas de la primera generación.

Este cometido se soluciona por medio de un dispositivo de soporte que comprende una primera pieza de soporte (para la conexión con un tubo telescópico de resorte y con un dispositivo de dirección de un automóvil y una segunda pieza de soporte para la recepción de un alojamiento de retención de rueda, donde la primera pieza de soporte y la segunda pieza de soporte presentan regiones de pared configuradas en un procedimiento de fundición de metal, donde la primera pieza de soporte y la segunda pieza de soporte están unidas entre sí por medio de tornillos y donde en la segunda pieza de soporte están configurados dos brazos de soporte de freno para la fijación del dispositivo de freno, y donde uno de los brazos de soporte de freno presenta regiones de pared, que están configuradas esencialmente más finas que las regiones de pared correspondientes del otro brazo de soporte de freno.

Los desarrollos preferidos de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

Es ventajoso que en el procedimiento de fundición para la fabricación del dispositivo de soporte se utilice la menor cantidad posible de material. Esto se consigue porque uno de los brazos de soporte de freno presenta regiones de pared, que están configuradas al menos un 20%, con preferencia al menos un 40%, más finas que las regiones de pared correspondientes del otro brazo de soporte de freno. Los brazos de soporte de freno pueden estar diseñados diferentes de acuerdo con la carga del dispositivo de freno. El brazo, que lleva las zapatas de freno, que actúan en la dirección de la marcha hacia delante, debe diseñarse para una fuerza de freno esencialmente mayor que el brazo para las zapatas de freno, que actúan en la dirección de la marcha hacia atrás. Esto se consigue también porque en la primera pieza de soporte para la unión con el tubo telescópico de resorte y el dispositivo de la dirección de un automóvil están configuradas otras regiones de pared, que están configuradas por regiones esencialmente más finas que las regiones de pared vecinas de la segunda pieza de soporte, donde las regiones de pared de la primera pieza de soporte forman un ángulo < 180º con las regiones de pared de la segunda pieza de soporte.

El dispositivo de soporte presenta regiones de pared diferentes configuradas en un procedimiento de fundición de metal, que están dispuestas vecinas entre sí y que están configuradas de tal forma que el dispositivo de soporte puede ejercer funciones realmente de tipo diferente, por ejemplo la unión con el tubo telescópico de resorte y con el dispositivo de la dirección del automóvil, el alojamiento del cojinete de la rueda y la fijación del dispositivo de freno.

Puesto que el dispositivo de soporte se fabrica de dos piezas de soporte, que son unidas entre sí por medio de tornillos, en oposición a un dispositivo de soporte, que se fabrica a partir de una pieza, deben formarse cuatro en lugar de dos moldes. Sin embargo, el sobregasto para la formación de los molde y para la unión roscada se compensa a través de la obtención de un número doble de grados de libertad. Se suprimen los recesos difíciles de fabricar entre las regiones de pared, que están dispuestas en un ángulo entre sí que necesitarían núcleos de moldes extra. Al mismo tiempo se puede ahorrar material y, por lo tanto, peso en la región de los recesos. El lugar del bebedero se puede seleccionar por separado para las dos piezas de soporte y, por lo tanto, de una manera más favorable para las condiciones de fundición y de refrigeración. También la línea de separación del molde se puede seleccionar por separado para las dos piezas de soporte y, por lo tanto, de una manera más favorable para el desmoldeo. La línea de separación entre las dos piezas de soporte se puede establecer de tal forma que se posibilita, tanto para la primera pieza de soporte como también para la segunda pieza de soporte, un diseño óptimo con relación a la seguridad y al ahorro de peso. Puesto que se fabrican dos piezas de soporte individuales, se puede realizar para cada pieza de soporte una selección óptima del material en correspondencia con la solicitación. A través de la estructura modular se pueden combinar diferentes piezas individuales entre sí. Por medio de esta posibilidad de combinación se consigue una flexibilidad elevada en la producción y en el almacenamiento.

Con la ayuda de las figuras se describe un ejemplo de realización de la invención. En este caso:

La figura 1 muestra una vista sobre un dispositivo de soporte según la invención.

La figura 2 muestra una sección a través de la disposición de soporte a lo largo de la línea AA de la figura 1.

La figura 3 muestra una sección a través del dispositivo de soporte a lo largo de la línea BB de la figura 1, y

La figura 4 muestra otra vista sobre el dispositivo de soporte de la figura 1.

En la figura 1 se representa un dispositivo de soporte 1, que se emplea en un turismo para establecer la unión de soporte entre un árbol de accionamiento y una rueda accionada. Se emplean también dispositivos de soporte constituidos de forma sencilla en las ruedas no accionadas. El dispositivo de soporte 1 está compuesto por una primera pieza de soporte 2 y por una segunda pieza de soporte 3. En la figura 1, la segunda pieza de soporte 3 se encuentra debajo de la primera pieza de soporte 2. La figura 1 representa el dispositivo de soporte 1, tal como se ve desde el interior del chasis del vehículo desde la dirección de accionamiento en dirección a la rueda accionada no representada. La primera pieza de soporte 2 está unida por medio de tornillos 5 con la segunda pieza de soporte 3. En la figura 1 se pueden ver cuatro taladros 6, en los que se han enroscado los tornillos 5 desde abajo, es decir, desde el exterior, para la fijación de la segunda pieza de soporte 3 que se encuentra debajo, es decir, que se encuentra en el interior del vehículo, en la primera pieza de soporte 2 que se encuentra arriba. El dispositivo de soporte 1 presenta un orificio circular 7 que se encuentra en el centro entre los taladros 6.

El orificio 7 presenta en la primera pieza de soporte 2 un diámetro más pequeño que en una región esencial de la segunda pieza de soporte 3. De esta manera se consigue que un soporte de alojamiento de la rueda, que se puede insertar en el orificio 7 en la segunda pieza de soporte 3, choque en un tope 8 de la primera pieza de soporte 2. El soporte de alojamiento de la rueda, que no se representa aquí tampoco, sirve para el alojamiento de soporte de un muñón de eje de la rueda. El alojamiento de soporte de la rueda es empotrado y retenido a través de la unión con tornillo de la primera pieza de soporte 2 con la segunda pieza de soporte 3 en el orificio 7 entre el tope 8 de la primera pieza de soporte 2 y otro tope 28 de la segunda pieza de soporte 3. En el caso de una rueda no accionada, el orificio 7 en la primera pieza de soporte 2 se puede cubrir posteriormente con una tapa no representada. En el caso de una rueda accionada, se une el muñón de eje en el interior del vehículo con el árbol de accionamiento.

La primera pieza de soporte 2 presenta en la periferia tres regiones de fijación o bien de recepción 9, 10, 11. La primera región de fijación 9 y la segunda región de fijación 10 están dispuestas sobre lados opuestos entre sí del orificio 7. La primera región de fijación 9 y la segunda región de fijación 10 presentan primeros orificios de fijación 12 y segundos orificios de fijación 13, que se extienden paralelos entre sí en su dirección axial y que están dispuestos bajo un ángulo con respecto a la dirección axial del muñón de eje. En la primera región de fijación 9 es recibida y fijada una pieza de unión del tubo telescópico de resorte y en la segunda región de fijación 10 es recibida otra pieza de unión de la biela transversal. La primera región de fijación 9 presenta una ranura y sobre lados opuestos de la ranura presenta, respectivamente, un alojamiento para un tornillo de sujeción y una tuerca para la fijación de sujeción del tubo telescópico de resorte. En la tercera región de fijación 11 se fijan otros componentes de la dirección. A la dirección pertenecen, entre otros, una barra de acoplamiento y un brazo de la dirección. De esta manera, se consigue la fijación y el ajuste de la geometría de la dirección de la rueda.

En la segunda pieza de soporte 3 están configurados un primer brazo de soporte de freno 14 y un segundo brazo de soporte de freno 15. Los brazos de soporte de freno 14, 15 sirven para la fijación del dispositivo de freno. El primer brazo de soporte de freno 14 sirve para la fijación de las zapatas de freno para los frenos, que se necesitan durante la marcha en dirección hacia atrás del vehículo y el segundo brazo de soporte de freno 15 sirve para la fijación de las zapatas de freno para los frenos, que se necesitan en la dirección normal de la marcha hacia delante. Los brazos de soporte de freno 14, 15 están unidos con un perfil 16, 17 esencialmente en forma de U con la segunda pieza de soporte 3. El primer brazo de soporte de freno 14 presenta regiones de pared 18, que están configuradas esencialmente más finas que las regiones de pared 19 correspondientes del segundo brazo de soporte de freno 15. Puesto que las fuerzas, que actúan durante el frenado del vehículo en dirección hacia delante, son mucho mayores que en la dirección hacia atrás del vehículo, la primera región de la pared 18 está configurada al menos un 20%, con preferencia al menos un 40% más fina que la segunda región de la pared 19. Con ello se indica que, manteniendo todas las especificaciones de seguridad, son posibles ahorros de peso considerables.

También son posibles otros ahorros de peso gracias a una selección adecuada del material para la primera pieza de soporte 2 y para la segunda pieza de soporte 3. Puesto que las fuerzas, que actúan sobre la primera pieza de soporte 2, son en general menores que las fuerzas que actúan sobre la segunda pieza de soporte 3, se puede fabricar la primera pieza de soporte 2, por ejemplo, de una función de metal de aleación de aluminio o de aleación de magnesio. Solamente la segunda pieza de soporte 3, que debe absorber las fuerzas de frenado y que debe recibir en el orificio 7 un cojinete de rueda de la primera generación de acero, se fabrica de una fundición de metal de una aleación de hierro fundido con grafito esférico.

A través de la fabricación de dos piezas del dispositivo de soporte 1 se pueden seleccionar los materiales de acuerdo con la función de las piezas de soporte 2, 3. También en el diseño para cada pieza de soporte 2, 3 se puede ahorrar material allí donde está permitido en virtud de la función. Se puede omitir material que no se podría omitir en el caso de un procedimiento de fundición de una sola pieza convencional, sobre todo debido a la disposición geométrica complicada de los brazos de fijación 9, 10, 11 y de los brazos de soporte de freno 15, 16.

En las figuras 2 y 3 se representan secciones a través del dispositivo de soporte 1 a lo largo de la línea AA y a lo largo de la línea BB de la figura 1. En la primera pieza de soporte 2, se representa el brazo de fijación 9 para la fijación del tubo telescópico de resorte. En la sección de la figura 2 se muestra claramente también que las piezas de soporte 2, 3 están unidas entre sí por medio de tornillos 5 en taladros 6. La línea de separación entre la primera pieza de soporte 2 de metal ligero y la segunda pieza de soporte 3 de una aleación de hierro fundido con grafito esférico se puede seleccionar para que se incremente al máximo el ahorro de peso. En el brazo de fijación 9 se puede ver cómo otras regiones de pared 20 de la primera pieza de soporte 2, que están dispuestas bajo un ángulo con respecto a otras regiones de pared 21 de la segunda pieza de soporte 3, están configuradas esencialmente más finas que las otras regiones de pared 21 de la segunda pieza de soporte 3. Sobre todo en la región de la unión de los brazos de soporte de freno 14, 15 en la segunda pieza de soporte 3 es posible un ahorro de material considerable, porque aquí no son necesarios ya recesos frente al procedimiento de fundición de una sola pieza convencional. La estructura de los moldes para la fabricación de dos piezas se simplifica adicionalmente porque no son necesarios insertos de núcleo frente a la fabricación de una sola pieza.

En la figura 4 se representa el dispositivo de soporte 1 visto desde un lado. Se muestra claramente cómo a través de la selección adecuada de la línea de separación entre la primera pieza de soporte y la segunda pieza de soporte se puede simplificar la configuración y en qué regiones de la pared se puede omitir material. En general, con una fabricación de dos piezas se puede conseguir hasta 35% de ahorro de peso frente a la fabricación de una sola pieza.

Claims (9)

1. Dispositivo de soporte (1) que comprende una primera pieza de soporte (2) para la conexión con un tubo telescópico de resorte y con un dispositivo de dirección de un automóvil y una segunda pieza de soporte (3) para la recepción de un alojamiento de retención de rueda, donde la primera pieza de soporte (2) y la segunda pieza de soporte (3) presentan regiones de pared configuradas en un procedimiento de fundición de metal, donde la primera pieza de soporte (2) y la segunda pieza de soporte (3) están unidas entre sí por medio de tornillos (5) y donde en la segunda pieza de soporte (3) están configurados dos brazos de soporte de freno (14, 15) para la fijación del dispositivo de freno, caracterizado porque uno de los brazos de soporte de freno (14) presenta regiones de pared (18), que están configuradas esencialmente más finas que las regiones de pared (19) correspondientes del otro brazo de soporte de freno (15) y porque en la primera pieza de soporte (2) están configuradas otras regiones de pared (20), que están configuradas por regiones esencialmente más finas que las regiones de pared (21) vecinas de la segunda pieza de soporte (3), donde las regiones de pared (20) de la primera pieza de soporte (2) forman un ángulo < 180º con las regiones de pared (21) de la segunda pieza de soporte (3).

2. Dispositivo de soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque uno de los brazos de soporte de freno (14) presenta regiones de pared (18), que están configurados al menos un 20% más finos que las regiones de pared (19) correspondientes del otro brazo de soporte de freno (15).

3. Dispositivo de soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque uno de los brazos de soporte de freno (14) presenta regiones de pared (18), que están configuradas al menos un 20%, con preferencia al menos un 40%, más finas que las regiones de pared (19) correspondientes del otro brazo de soporte de freno (15).

4. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la primera pieza de soporte (2), para la unión con el tubo telescópico de resorte y el dispositivo de la dirección de un automóvil, están configuradas otras zonas de pared (20), que están configuradas por regiones esencialmente más finas que las regiones de pared vecinas (21) de la segunda pieza de soporte (3), donde las regiones de pared (20) de la primera pieza de soporte (2) forman un ángulo < 180º con las regiones de pared (21) de la segunda pieza de soporte (3).

5. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque otras regiones de pared de la primera pieza de soporte (2) y/o de la segunda pieza de soporte (3) presentan aberturas.

6. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque secciones de pared de la primera pieza de soporte (2) y/o de la segunda pieza de soporte (3) están configuradas más finas o más gruesas de acuerdo con su función de soporte.

7. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque regiones de pared de la primera pieza de soporte (2) y/o de la segunda pieza de soporte (3) presentan un perfil que corresponde a su función de soporte.

8. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la primera pieza de soporte (2) está configurada en un procedimiento de fundición a partir de una aleación de aluminio.

9. Dispositivo de soporte según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la segunda pieza de soporte (3) está configurada en un procedimiento de fundición a partir de una aleación de fundición de hierro con grafito esférico.